Baktérie odolné voči liekom sa vyvíjajú v zbrane antimikrobiálneho genetického nástroja

Baktérie odolné voči liekom sa vyvíjajú v zbrane antimikrobiálneho genetického nástroja

Kmeň baktérií odolný voči liekom, ktorý sa v posledných rokoch prispôsobil zdravotným podmienkam, aby vyzbrojil antimikrobiálny genetický nástroj, odstránil svojich príbuzných a nahradil ich ako dominantný kmeň. Vedci z University of Pittsburgh School of Medicine urobili tento objav pri prečesávaní údajov z miestnych nemocníc - a potom potvrdili, že ide o globálny fenomén.

Nález zverejnený dnes v rPrírodná mikrobiológiaMôže byť impulzom pre nové prístupy k vývoju terapeutík proti niektorým z najsmrteľnejších baktérií na svete. Potvrdzuje tiež nové využitie systému vyvinutého v Pitt a UPMC, ktorý kombinuje genómové sekvenovanie s počítačovými algoritmami na rýchlu detekciu prepuknutia infekčných chorôb.

Naše laboratórium má sedadlo v prvom rade na prehliadku patogénov pohybujúcich sa v nemocničnom prostredí. A keď sme urobili krok späť a oddialili, rýchlo sa ukázalo, že s jednou z najťažších baktérií na svete nastávajú veľké zmeny. “

Daria van Tyne, Ph.D.,,hlavný autor,Docent medicíny v Pittovej divízii infekčných chorôb

Pokročilý systém detekcie zdravotnej starostlivosti (EDS-HAS) analyzuje genetické podpisy infekcií u hospitalizovaných pacientov a vzorce FLAGS, čo umožňuje lekárom zasiahnuť a zastaviť potenciálne ohniská v reálnom čase. Ale hlavná autorka Emma Mills, postgraduálna študentka mikrobiológie a imunológie v laboratóriu Van Tyne, si uvedomila, že Eds-Hat je tiež pokladnicou podrobných historických informácií, ktoré ju môžu informovať o vývoji baktérií v priebehu času.

Mills sa zameral na odolnosť voči vankomycínuEnterococcus faecium(VREFM), nazývaný preto, lebo ho nemožno eradikovať populárnym antibiotikom vankomycínom. Vrefm zabíja asi 40 % ľudí, ktorých infikuje, a je obzvlášť hrozbou pre imunokompromitovaných a hospitalizovaných pacientov.

Po analýze genómových sekvencií 710 vzoriek infekcie VREFM od nemocničných pacientov Mills zistil, že rozmanitosť kmeňov VREFM sa pohybovala od približne ôsmich pomerne rovnomerne distribuovaných typov po dva dominantné kmene v roku 2018, od konca roku 2022, za štyri roky, za štyri roky, za štyri roky, za štyri roky.

Po bližšom skúmaní Mills zistil, že dominantné kmene získali schopnosť produkovať bakteriocín, čo je antimikrobiálna látka, ktorú baktérie používajú na vzájomné zabíjanie alebo inhibíciu. Mali túto novú schopnosť ničiť ostatné kmene VREFM zbraňami a poskytli im neobmedzený prístup k živinám pre ľahšiu reprodukciu.

To ešte viac podnietilo Millsovu zvedavosť: ak sa to dialo v miestnej nemocnici, dialo sa to aj inde? Žiadne predchádzajúce výskumné publikácie neskúmali možnosť, že ide o globálny fenomén. Preto nahliadla do verejne dostupnej knižnice viac ako 15 000 genómov VREFM zozbieraných po celom svete v rokoch 2002 až 2022. Iste, to, čo pozorovala lokálne, sa dialo aj na celom svete.

"Bol to úplne neočakávaný objav - bol som prekvapený, keď som videl taký dramatický signál," povedal Mills. „Akonáhle sú tieto kmene v ústavnom prostredí, ako je nemocnica, a porovnávajú sa s inými kmeňmi VRE v črevách pacienta, prevezmú kontrolu.

Van Tyne povedal, že zistenie nemá žiadne bezprostredné klinické dôsledky – nezdá sa, že by VREFM s bakteriocínmi spôsobili, že by pacienti boli chorejší ako ich predchodcovia. Mohlo by to však poukázať na možné cesty pre vývoj nových terapií.

"Zdá sa, že rozmanitosť populácie VRE sa zužuje z mnohých rôznych typov, ktoré spôsobujú málo infekcií. To znamená, že čoskoro môžeme mať iba jeden cieľ, pre ktorý možno navrhnúť terapeutiká, ako sú antibiotiká alebo fágová terapia," povedal Van Tyne. "Tiež to naznačuje, že bakteriokíny sú veľmi silné a možno ich budeme môcť použiť ako zbraň pre naše vlastné účely."

Medzi ďalších autorov štúdie patrí Katharine Hewlett, Alexander B. Smith, Ph.D., a Joseph P. Zackular, Ph.D., z Detskej nemocnice vo Philadelphii; a Marissa P. Griffith, Lora Pless, Ph.D., Alexander J. Sundermann, Dr. Ph., a Lee H. Harrison, MD, z Pitt.

Tento výskum bol financovaný z grantov Národného inštitútu zdravia R01AI165519, R01AI127472 a R35GM138369.

Zdroje: