Zāļu rezistentās baktērijas kļūst par pretmikrobu ģenētiskā instrumenta ieročiem

Zāļu rezistentās baktērijas kļūst par pretmikrobu ģenētiskā instrumenta ieročiem

Pret zālēm rezistents baktēriju celms, kas pēdējos gados ir pielāgojies veselības apstākļiem, lai bruņotu pretmikrobu ģenētisko rīku, likvidējot tā radiniekus un aizstājot tos kā dominējošo celmu. Pitsburgas Universitātes Medicīnas skolas zinātnieki atklāja, ķemmējot vietējo slimnīcu datus, un pēc tam apstiprināja, ka tā ir globāla parādība.

Atklājums, kas šodien publicētsDabiskā mikrobioloģijaVar būt stimuls jaunām pieejām, lai izstrādātu zāles pret dažām no pasaulē nāvējošākajām baktērijām. Tas arī apstiprina jaunu pielietojumu Pitt un UPMC izstrādātajai sistēmai, kas apvieno genoma sekvencēšanu ar datoru algoritmiem, lai ātri atklātu infekcijas slimību uzliesmojumus.

Mūsu laboratorijā ir priekšējās rindas sēdvietas patogēnu parādei, kas pārvietojas pa slimnīcas vidi. Un, kad mēs spērām soli atpakaļ un attālinājām, ātri kļuva skaidrs, ka notiek lielas izmaiņas ar vienu no pasaulē grūtākajām baktērijām. "

Daria van Tyne, Ph.D.,Vecākais autors,Medicīnas asociētais profesors Pita infekcijas slimību nodaļā

Uzlabotā veselības aprūpes noteikšanas sistēma (EDS-HAS) analizē hospitalizēto pacientu infekciju ģenētiskos parakstus un FLAGS modeļus, ļaujot ārstiem iejaukties un apturēt iespējamos uzliesmojumus reāllaikā. Taču vadošā autore Emma Millsa, Van Tyne laboratorijas mikrobioloģijas un imunoloģijas maģistrantūras studente, saprata, ka Eds-Hats bija arī detalizētas vēsturiskas informācijas dārgums, kas varētu viņu informēt par baktēriju evolūciju laika gaitā.

Mills koncentrējās uz vankomicīna rezistenciEnterococcus faecium(VREFM), tā saukto, jo to nevar izskaust ar populāro antibiotiku vankomicīnu. Vrefm nogalina aptuveni 40% cilvēku, kurus tas inficē, un tas ir īpašs mēris pacientiem ar novājinātu imunitāti un hospitalizētiem pacientiem.

Analizējot 710 slimnīcu pacientu VREFM infekcijas paraugu genoma sekvences, Mills atklāja, ka VREFM celmu daudzveidība svārstījās no aptuveni astoņiem diezgan vienmērīgi sadalītiem tipiem līdz diviem dominējošiem celmiem 2018. gadā, no 2022. gada beigām, četros gados, četros gados, četros gados, četros gados.

Pēc rūpīgākas pārbaudes Mills atklāja, ka dominējošie celmi ir ieguvuši spēju ražot bakteriocīnu, kas ir pretmikrobu līdzeklis, ko baktērijas izmanto, lai nogalinātu vai kavētu viena otru. Viņiem bija šī jaunā spēja iznīcināt citus VREFM celmus ar ieročiem un nodrošināt viņiem neierobežotu piekļuvi barības vielām, lai atvieglotu reprodukciju.

Tas vēl vairāk izraisīja Millsa ziņkāri: ja tas notika vietējā slimnīcā, vai tas notika citur? Nevienā no iepriekšējām pētījumu publikācijām nebija pētīta iespēja, ka šī ir globāla parādība. Tāpēc viņa konsultējās ar publiski pieejamu bibliotēku, kurā bija vairāk nekā 15 000 VREFM genomu, kas savākti visā pasaulē no 2002. līdz 2022. gadam. Protams, tas, ko viņa novēroja lokāli, notika arī visā pasaulē.

"Tas bija pilnīgi negaidīts atklājums - es biju pārsteigts, redzot tik dramatisku signālu," sacīja Mills. “Tiklīdz šie celmi atrodas institucionālā vidē, piemēram, slimnīcā, un ir saskaņoti ar citiem VRE celmiem pacienta zarnās, tie pārņem.

Van Tyne sacīja, ka atradumam nav tūlītējas klīniskas ietekmes — nešķiet, ka ar bakteriocīnu saturošie VREFM padara pacientus slimākus nekā viņu priekšgājēji. Tomēr tas varētu norādīt uz iespējamiem ceļiem jaunu terapiju izstrādei.

"Šķiet, ka VRE populācijas daudzveidība samazinās no daudziem dažādiem veidiem, kas izraisa dažas infekcijas. Tas nozīmē, ka drīzumā mums var būt tikai viens mērķis, kuram var izstrādāt tādas terapijas kā antibiotikas vai fāgu terapija," sacīja Van Tyne. "Tas arī liek domāt, ka bakteriokīni ir ļoti spēcīgi, un mēs varam tos izmantot ieročiem saviem mērķiem."

Papildu pētījuma autori ir Katrīna Hjūleta, Ph.D. Aleksandrs B. Smits un Ph.D. Džozefs P. Zakulārs no Filadelfijas Bērnu slimnīcas; un Marissa P. Grifita, Lora Plesa, Ph.D., Aleksandrs J. Sandermans, Dr.Ph, un Lī H. Harisons, MD, Pitt.

Šo pētījumu finansēja Nacionālo veselības institūtu dotācijas R01AI165519, R01AI127472 un R35GM138369.

Avoti: