Bakterije otporne na lijekove razvijaju se u oružje antimikrobnog genetskog alata

Bakterije otporne na lijekove razvijaju se u oružje antimikrobnog genetskog alata

Soj bakterije otporan na lijekove koji se posljednjih godina prilagodio zdravstvenim uvjetima kako bi postao oružje antimikrobnog genetskog alata, eliminirajući svoje rođake i zamjenjujući ih kao dominantni soj. Znanstvenici s Medicinskog fakulteta Sveučilišta u Pittsburghu došli su do ovog otkrića dok su češljali podatke lokalnih bolnica — a zatim su potvrdili da se radi o globalnom fenomenu.

Nalaz, objavljen danas uPrirodna mikrobiologijaMože biti poticaj za nove pristupe razvoju terapeutskih lijekova protiv nekih od najsmrtonosnijih bakterija na svijetu. Također potvrđuje novu upotrebu sustava razvijenog u Pittu i UPMC-u koji kombinira genomsko sekvenciranje s računalnim algoritmima za brzo otkrivanje izbijanja zaraznih bolesti.

Naš laboratorij ima sjedalo u prvom redu za paradu patogena koji se kreću kroz bolničko okruženje. A kad smo se odmaknuli i smanjili, brzo je postalo očito da su u tijeku velike promjene s jednom od najtežih bakterija na svijetu. “

Daria van Tyne, dr.sc.,viši autor,Izvanredni profesor medicine na Pittovom odjelu za zarazne bolesti

Advanced Healthcare Detection System (EDS-HAS) analizira genetske potpise infekcija kod hospitaliziranih pacijenata i FLAGS obrasce, omogućujući kliničarima da interveniraju i zaustave potencijalne epidemije u stvarnom vremenu. No glavna autorica Emma Mills, studentica mikrobiologije i imunologije u Van Tyneovom laboratoriju, shvatila je da je Eds-Hat također riznica detaljnih povijesnih informacija koje bi je mogle informirati o evoluciji bakterija tijekom vremena.

Mills se usredotočio na rezistentne na vankomicinEnterococcus faecium(VREFM), nazvan tako jer se ne može iskorijeniti popularnim antibiotikom vankomicinom. Vrefm ubija oko 40% ljudi koje zarazi i posebna je pošast za imunokompromitirane i hospitalizirane pacijente.

Nakon analize sekvenci genoma 710 uzoraka VREFM infekcije bolničkih pacijenata, Mills je otkrio da se raznolikost sojeva VREFM kretala od oko osam prilično ravnomjerno raspoređenih tipova do dva dominantna soja, 2018., od kraja 2022., u četiri godine, u četiri godine, u četiri godine, u četiri godine.

Nakon detaljnijeg pregleda, Mills je otkrio da su dominantni sojevi stekli sposobnost proizvodnje bakteriocina, koji je antimikrobik koji bakterije koriste da ubijaju ili inhibiraju jedna drugu. Imali su tu novu sposobnost da oružjem unište druge sojeve VREFM i omogućili im neograničen pristup hranjivim tvarima za lakšu reprodukciju.

To je dodatno potaknulo Millsovu znatiželju: ako se to događalo u lokalnoj bolnici, je li se događalo negdje drugdje? Niti jedna prijašnja istraživačka publikacija nije ispitivala mogućnost da se radi o globalnom fenomenu. Stoga je konzultirala javno dostupnu biblioteku s više od 15 000 VREFM genoma prikupljenih diljem svijeta od 2002. do 2022. Naravno, ono što je promatrala lokalno događalo se i diljem svijeta.

"Ovo je bilo potpuno neočekivano otkriće - iznenadio sam se kad sam vidio tako dramatičan signal", rekao je Mills. “Jednom kada se ti sojevi nađu u institucionalnom okruženju poput bolnice i usporede s drugim sojevima VRE u crijevima pacijenta, oni preuzimaju.

Van Tyne je rekao da ovo otkriće nema neposrednih kliničkih implikacija - ne čini se da VREFM-ovi s bakteriocinom čine pacijente bolesnijima od svojih prethodnika. Međutim, to bi moglo ukazati na moguće puteve za razvoj novih terapija.

"Čini se da se raznolikost populacije VRE sužava s mnogo različitih tipova koji uzrokuju malo infekcija. To znači da bismo uskoro mogli imati samo jednu metu za koju se mogu osmisliti terapeutici kao što su antibiotici ili terapija fagima", rekao je Van Tyne. "To također sugerira da su bakteriokini vrlo moćni i da bismo ih mogli pretvoriti u oružje za vlastite potrebe."

Dodatni autori studije uključuju Katharine Hewlett, Alexander B. Smith, Ph.D., i Joseph P. Zackular, Ph.D., iz Dječje bolnice u Philadelphiji; i Marissa P. Griffith, Lora Pless, Ph.D., Alexander J. Sundermann, Dr.Ph, i Lee H. Harrison, MD, iz Pitta.

Ovo istraživanje financirali su grantovi Nacionalnog instituta za zdravlje R01AI165519, R01AI127472 i R35GM138369.

Izvori: