Bakterije, odporne na zdravila, se razvijajo v orožje protimikrobnega genetskega orodja

Bakterije, odporne na zdravila, se razvijajo v orožje protimikrobnega genetskega orodja

Na zdravila odporna vrsta bakterij, ki se je v zadnjih letih prilagodila zdravstvenim razmeram, da bi postala orožje protimikrobnega genetskega orodja, odstranila svoje sorodnike in jih nadomestila kot prevladujoči sev. Znanstveniki na Medicinski fakulteti Univerze v Pittsburghu so odkrili med pregledovanjem podatkov lokalnih bolnišnic – nato pa potrdili, da gre za globalni pojav.

Ugotovitev, objavljena danes vNaravna mikrobiologijaMorda spodbuda za nove pristope k razvoju terapevtikov proti nekaterim najbolj smrtonosnim bakterijam na svetu. Prav tako potrjuje novo uporabo sistema, razvitega pri Pittu in UPMC, ki združuje genomsko sekvenciranje z računalniškimi algoritmi za hitro odkrivanje izbruhov nalezljivih bolezni.

Naš laboratorij ima sedež v prvi vrsti za parado patogenov, ki se premikajo skozi bolnišnično okolje. In ko smo stopili korak nazaj in pomanjšali, je hitro postalo očitno, da se z eno najtežjih bakterij na svetu pripravljajo velike spremembe. “

Daria van Tyne, dr.višji avtor,Izredni profesor medicine na Pittovem oddelku za nalezljive bolezni

Napredni sistem za odkrivanje zdravstvenih storitev (EDS-HAS) analizira genetske podpise okužb pri hospitaliziranih bolnikih in vzorce FLAGS, kar klinikom omogoča posredovanje in zaustavitev morebitnih izbruhov v realnem času. Toda vodilna avtorica Emma Mills, podiplomska študentka mikrobiologije in imunologije v Van Tynovem laboratoriju, je ugotovila, da je Eds-Hat tudi zakladnica podrobnih zgodovinskih informacij, ki bi jo lahko informirala o razvoju bakterij skozi čas.

Mills se je osredotočil na odporne proti vankomicinuEnterococcus faecium(VREFM), imenovan tako, ker ga ni mogoče izkoreniniti s priljubljenim antibiotikom vankomicinom. Vrefm ubije približno 40 % ljudi, ki jih okuži, in je posebna nadloga za imunsko oslabljene in hospitalizirane bolnike.

Po analizi zaporedij genoma 710 vzorcev okužbe z VREFM pri bolnišničnih pacientih je Mills ugotovil, da se je raznolikost sevov VREFM gibala od približno osem dokaj enakomerno porazdeljenih tipov do dveh prevladujočih sevov, leta 2018, od konca leta 2022, v štirih letih, v štirih letih, v štirih letih, v štirih letih.

Po natančnejšem pregledu je Mills ugotovil, da so prevladujoči sevi pridobili sposobnost proizvajanja bakteriocina, ki je protimikrobno sredstvo, ki ga bakterije uporabljajo za ubijanje ali zaviranje druga druge. Imeli so to novo sposobnost uničenja drugih sevov VREFM z orožjem in jim zagotovili neomejen dostop do hranil za lažje razmnoževanje.

To je dodatno vzbudilo Millsovo radovednost: če se je to dogajalo v lokalni bolnišnici, ali se je dogajalo kje drugje? Nobena predhodna raziskovalna publikacija ni preučila možnosti, da bi šlo za globalni pojav. Zato se je posvetovala z javno dostopno knjižnico več kot 15.000 genomov VREFM, zbranih po vsem svetu od leta 2002 do 2022. Seveda se je to, kar je opazila lokalno, dogajalo tudi po vsem svetu.

"To je bilo popolnoma nepričakovano odkritje - bil sem presenečen, ko sem videl tako dramatičen signal," je dejal Mills. »Ko so ti sevi v institucionalnem okolju, kot je bolnišnica, in se primerjajo z drugimi sevi VRE v pacientovem črevesju, prevzamejo oblast.

Van Tyne je dejal, da ugotovitev nima takojšnjih kliničnih posledic - ni videti, da bi VREFM, ki uporabljajo bakteriocin, povzročili, da so bolniki bolj bolni kot njihovi predhodniki. Vendar pa bi lahko kazalo na možne poti za razvoj novih terapij.

"Zdi se, da se raznolikost populacije VRE zmanjšuje zaradi številnih različnih tipov, ki povzročajo le malo okužb. To pomeni, da bomo morda kmalu imeli samo eno tarčo, za katero je mogoče oblikovati terapevtike, kot so antibiotiki ali terapija s fagi," je dejal Van Tyne. "Prav tako kaže, da so bakteriokini zelo močni in jih bomo morda lahko oborožili za lastne namene."

Dodatni avtorji študije so Katharine Hewlett, dr. Alexander B. Smith in dr. Joseph P. Zackular iz otroške bolnišnice v Filadelfiji; in Marissa P. Griffith, Lora Pless, Ph.D., Alexander J. Sundermann, Dr.Ph, in Lee H. Harrison, MD, iz Pitta.

To raziskavo so financirali nacionalni inštituti za zdravje R01AI165519, R01AI127472 in R35GM138369.

Viri: