A gyógyszerrezisztens baktériumok antimikrobiális genetikai eszköz fegyvereivé fejlődnek

A gyógyszerrezisztens baktériumok antimikrobiális genetikai eszköz fegyvereivé fejlődnek

Egy gyógyszerrezisztens baktériumtörzs, amely az elmúlt években alkalmazkodott az egészségügyi környezethez, hogy felfegyverezze az antimikrobiális genetikai eszközt, kiiktassa unokatestvéreit, és helyettesítse őket domináns törzsként. A Pittsburgh-i Egyetem Orvostudományi Karának tudósai a helyi kórházi adatok átfésülésével tették a felfedezést – majd megerősítették, hogy globális jelenségről van szó.

A ma közzétett leletTermészetes mikrobiológiaEz lehet a lendület a világ leghalálosabb baktériumai elleni terápiás szerek kifejlesztésére irányuló új megközelítésekhez. A Pittben és az UPMC-ben kifejlesztett rendszer új felhasználását is érvényesíti, amely a genomikus szekvenálást számítógépes algoritmusokkal kombinálja a fertőző betegségek kitörésének gyors észlelése érdekében.

Laboratóriumunk első sorában helyet kapott a kórházi környezetben mozgó kórokozók parádéjához. És amikor egy lépést hátráltunk, és kicsinyítettünk, gyorsan nyilvánvalóvá vált, hogy a világ egyik legnehezebb baktériumával nagy változások zajlanak. "

Daria van Tyne, Ph.D.,vezető szerző,Az orvostudomány docense a Pitt-féle fertőző betegségek osztályon

Az Advanced Healthcare Detection System (EDS-HAS) elemzi a kórházi betegek fertőzéseinek genetikai jeleit és a FLAGS-mintákat, lehetővé téve a klinikusok számára, hogy valós időben beavatkozzanak és megállítsák a lehetséges járványkitöréseket. Ám a vezető szerző, Emma Mills, a Van Tyne laboratóriumának mikrobiológiai és immunológiai végzős hallgatója rájött, hogy Eds-Hat egyben a részletes történelmi információk kincsesbányája is, amely tájékoztathatja őt a baktériumok idővel történő evolúciójáról.

Mills a vankomicinrezisztensre összpontosítottEnterococcus faecium(VREFM), azért hívják, mert a népszerű vancomycin antibiotikummal nem lehet kiirtani. A Vrefm az általa megfertőzött emberek körülbelül 40%-át megöli, és különösen a gyengült immunrendszerű és kórházi kezelésű betegek csapása.

Mills kórházi betegektől származó 710 VREFM fertőzésminta genomszekvenciájának elemzése után megállapította, hogy a VREFM törzsek diverzitása körülbelül nyolc meglehetősen egyenletes eloszlású típustól a két domináns törzsig terjedt 2018-ban, 2022 végétől négy év alatt, négy év alatt, négy év alatt, négy év alatt.

Közelebbről megvizsgálva Mills megállapította, hogy a domináns törzsek képesek voltak bakteriocin termelésére, amely egy antimikrobiális szer, amelyet a baktériumok egymás megölésére vagy gátlására használnak. Megvolt ez az új képességük, hogy fegyverekkel megsemmisítsék a többi VREFM törzset, és korlátlan hozzáférést biztosítottak számukra a tápanyagokhoz a könnyebb szaporodás érdekében.

Ez még jobban felkeltette Mills kíváncsiságát: ha ez a helyi kórházban történt, akkor máshol is? Egyetlen korábbi kutatási publikáció sem vizsgálta annak lehetőségét, hogy ez globális jelenség. Ezért megvizsgált egy nyilvánosan elérhető, több mint 15 000 VREFM genomot tartalmazó könyvtárat, amelyet 2002 és 2022 között gyűjtöttek össze világszerte. Bizony, amit helyileg megfigyelt, az világszerte megtörténik.

„Ez egy teljesen váratlan felfedezés volt – meglepődtem, amikor ilyen drámai jelet láttam” – mondta Mills. „Miután ezek a törzsek olyan intézményi környezetben vannak, mint egy kórház, és a páciens bélrendszerében más VRE-törzsekkel párosulnak, átveszik az irányítást.

Van Tyne szerint a leletnek nincs közvetlen klinikai következménye – nem úgy tűnik, hogy a bakteriocint tartalmazó VREFM-ek betegebbé teszik a betegeket, mint elődeik. Ez azonban rámutathat az új terápiák kidolgozásának lehetséges útjaira.

"Úgy tűnik, hogy a VRE-populáció sokfélesége leszűkül a sok különböző típustól, amelyek kevés fertőzést okoznak. Ez azt jelenti, hogy hamarosan csak egyetlen célpontunk lesz, amelyre terápiákat, például antibiotikumokat vagy fágterápiát tervezhetünk" - mondta Van Tyne. „Ez azt is sugallja, hogy a bakteriokinek nagyon erősek, és feltehetjük, hogy saját céljainkra felfegyverezzük őket.”

A tanulmány további szerzői Katharine Hewlett, Alexander B. Smith, Ph.D. és Joseph P. Zackular, Ph.D., a Philadelphiai Gyermekkórházból; és Marissa P. Griffith, Lora Pless, Ph.D., Alexander J. Sundermann, Dr. Ph. és Lee H. Harrison, MD, Pitt.

Ezt a kutatást a National Institutes of Health Grants R01AI165519, R01AI127472 és R35GM138369 finanszírozta.

Források: