Modul în care bacteria TB dezvoltă rezistență rapidă la antibiotice

Metilarea ADN-ului din domeniul epigenetic deține cheia motivului pentru care bacteriile TB dezvoltă rezistență la antibiotice suficient de rapid Credit: SDSU

Această bacterie cu creștere lentă i-a surprins mult timp pe cercetătorii TBC. Răspunsul se află în domeniul epigenetic.

Germeni care cresc lent, Care este Mycobacterium tuberculosisCercetătorii s-au întrebat de mult timp cum germenii TBC dezvoltă rezistența la antibiotice atât de repede în săptămâni până la luni.

Cercetătorii TBC de la Universitatea de Stat din San Diego au descoperit acum un indiciu important pentru acest mister: răspunsul poate sta mai degrabă în domeniul epigenetic decât în ​​domeniul genetic în care majoritatea oamenilor de știință și-au concentrat eforturile.

Descoperirea lor ar putea ajuta la avansarea obiectivelor noilor diagnostice, tratamente și vaccinuri.

Epigenetica este studiul mutațiilor moștenite în expresia genelor care nu implică mutații legate de subiacent ADN Secvență – Sensul variază în funcție de fenotip, dar nu de genotip. Afectează doar structura fizică a ADN-ului, printr-un proces numit metilare a ADN-ului în care se adaugă un „capac” chimic la molecula de ADN, prevenind sau facilitând exprimarea anumitor gene.

Răspunsul rapid pe care l-au descoperit cercetătorii SDSU a fost descris ca „metilare mozaic intercelulară”, un proces prin care Care este Mycobacterium tuberculosis Diverse, fiecare creând mai multe subpopulații cu propriul fenotip. Antibioticele pot ucide majoritatea acestor subpopulații mutante, dar cel puțin câteva pot supraviețui și dezvolta rezistență la medicamente.

„Credem că acest lucru explică, de asemenea, de ce testele diagnostice la unii pacienți nu prezic eșecul tratamentului și de ce unii pacienți revin la o stare mai rezistentă după o lună”, a declarat Farmerz Valfar, specialist în TBC la Școala de Sănătate Publică a SDSU. Studiază genetica și epigenetica. “Acesta este motivul pentru care scanarea CT a plămânilor multor pacienți” vindecători “prezintă leziuni cu activitate bacteriană potențială.”

La nivel mondial, TBC este una dintre primele 10 cauze de deces. Acesta a ucis 1,5 milioane de oameni în 2018 și aproximativ 1 milion de oameni s-au îmbolnăvit în fiecare an, potrivit Organizației Mondiale a Sănătății.

Echipa Valafar, în colaborare cu cercetători mondiali în domeniul TBC, a colectat sute de probe de tulpini rezistente la medicamente de bacterii de la pacienți din India, China, Filipine și Africa de Sud, precum și din Europa.

Studiul lor a fost publicat Elife La sfârșitul lunii octombrie, Valfer și omul de știință al proiectului, Samuel Modlin, au început să exploreze epigenetica bacteriei TB în 2016, iar doctorandul Derek Conkel-Guterres li s-a alăturat în Laboratorul de rezistență la medicamente clinice și patogeneză a perseverenței. Modlin, un absolvent al SDSU, și Concall-Guterres au folosit abilitățile și cunoștințele dobândite la SDSU pentru a desfășura această cercetare – analize statistice și de date, abilități de codificare și cunoștințe de bioinformare.

„Știm de zeci de ani că epigenetica bacteriană poate afecta expresia anumitor gene, ceea ce poate duce la diferite tipuri de fenotipuri, chiar dacă acestea au același genotip”, a spus Conclay-Guterres. “Am găsit dovezi în acest sens la bacteriile TB.”

Rezistența la antibiotice apare de obicei din cauza mutațiilor genomice, dar această bacterie este una dintre mai multe care utilizează metode alternative în domeniul epigenetic pentru a permite adaptarea rapidă.

Am constatat că au existat unele mutații în ele care au dus la metilarea ADN-ului mutant și că aceste tulpini au avut o variație mult mai mare a epigenomilor lor și, prin urmare, erau mai susceptibile de a fi rezistente la medicamente, a spus Modlin.

Cercetătorii au descoperit că nu existau modele stabilite și că metilarea a fost destul de aleatorie. Ei folosesc tehnici comparative avansate genomice și epigenetice pentru a detecta diferite tipuri de celule din colonie de la pacienți izolați la singuri – chiar și variații minore care afectează expresia genelor, inclusiv presupunând că au o structură comună în genomul de referință. În schimb, ei reconstruiesc fiecare genom de la zero și analizează semnătura epigenetică a acestuia.

Acum se vor concentra pe testarea și verificarea genelor cheie identificate cu semnături de metilare. În cele din urmă, ar trebui făcută mai multă muncă înainte de a utiliza descoperirea lor pentru diagnosticare.

„Există multă rezistență în TBC care depășește cu mult diagnosticul molecular actual și nu știm de ce. Acest lucru este problematic ”, a spus Valafar. „Acest studiu sugerează un domeniu nou, instrumente noi și o nouă modalitate de a explora metode alternative. Ne îndepărtăm de viziunea clasică a diagnosticului molecular și folosim o abordare nouă și largă a analizei bacteriene. ”

Standardul actual de tratament de îngrijire utilizează două tipuri de antibiotice – bacteriostatice care înmulțesc bacteriile, dar nu le ucid și bactericidul care le ucide.

„Am găsit o nouă modalitate de a muta și, dacă putem opri acest proces de diversificare, putem inhiba rezistența epigenetică pe termen scurt și putem ucide bacteriile înainte ca acestea să mute în genom și să provoace rezistență genetică pe termen lung”, a spus Modlin.

Unele populații bacteriene pot supraviețui astfel tratamentului și pot îmbolnăvi din nou pacientul cu o rezistență mai mare la antibiotice sau hipervirulență.

Referință: „ADN-ul 93 al adeninei metilomului și siturile diversității Care este Mycobacterium tuberculosis Samuel J. Modlin, Derek Concol-Gutierrez, Calvin Kim, Scott N. Mitchell, Christopher Morrissey, Brian C. Weinrich, William R. Jacobs, Sarah M. Ramirez-Busby, Soven E. Huffner și Farmerz Valfar Elife.
DOI: 10.7554 / E Life.58542

Editorii și recenzorii jurnalelor consideră că descoperirea lor este semnificativă și cer cercetătorilor să redenumească trei gene pentru care descriu noi funcții – mumică, mămică, mumică1. Articolul a apărut și pe coperta sa Elife Revistă

Echipa Valfar a primit două brevete temporare pentru invenția lor. Studiul a fost finanțat de Institutul Național de Alergii și Boli Infecțioase (NIAID).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Modelul demonstrează similitudini în modul în care studiază oamenii și insectele

Modelul de calcul demonstrează similaritatea în cunoașterea împrejurimilor oamenilor și insectelor. Potrivit unui nou studiu de la Universitatea din Sussex, care arată cum oamenii pot...

Cum am creat „furtuna perfectă” pentru evoluția și transmiterea bolilor infecțioase, cum ar fi COVID-19

Potrivit unui cercetător de la Universitatea din Anglia de Est, în majoritatea modurilor noastre, „furtuna perfectă” a fost creată pentru evoluția și transmiterea bolilor...

„Adezivul molecular” crește eficiența și face ca celulele solare perovskite să devină mult mai fiabile în timp

Cercetătorii au folosit „adeziv molecular” auto-asamblat monostrat pentru a consolida interfețele din celulele solare perovskite pentru a le face mai eficiente, stabile și fiabile....

Pastele plate sunt atât de avansate încât se formează în morfuri atunci când sunt fierte

Laboratorul CMU gestionează producția de paste, care își schimbă forma pe măsură ce gătește. Credit: Universitatea Carnegie Mellon Pastele plate ambalate creează ambalare, transport...

Oamenii de știință ai undelor gravitaționale Excelentă nouă metodă de rafinare a constantei Hubble – expansiunea și vârsta universului

O ilustrare a artistului unei perechi unificate de stele neutronice. Credit: Carl Knox, Universitatea OzGrav-Swinburne O echipă de oameni de știință internaționali, condusă de...

Newsletter

Subscribe to stay updated.