Dünyayı fethetmek için sessizce, hastanelerdeki öldürücü bir süper mikrobun hikayesi

Hastane koğuşlarında sessizce, rahatsız edilmeden yuvalanan öldürücü bir süper mikrobun hikayesi onlarca yıldır yavaş yavaş değişiyor dünyaya hakim olana kadar. İsim: Acinetobacter baumannii; belirli belirtiler: antibiyotiklere karşı dayanıklı. Şimdi, 1970'lere kadar uzanan biyolojik materyali analiz eden uluslararası bir bilim insanı ekibi, A. baumannii'nin uzun 'fetih kampanyasını' yeniden inşa etti. 'Mikrobiyal Genomik' dergisinde yayınlanan ve “devrim niteliğinde” olarak tanımlanan bir çalışmada yazarlar şunları yazdı: süper böceğin genetik tarihi, “bu bakterinin onlarca yıldır sessizce evrimleştiğini ve uyum sağladığını” ortaya koyuyor. Gölgelerin içinde hareket etti, “birsonunda onu antibiyotiklere karşı dirençli hale getiren küçük değişikliklerin birikmesi“.

Araştırma

Araştırma c idiBirleşik Krallık'taki East Anglia Üniversitesi'nin (UEA) ev sahipliğindeBirleşik Krallık'taki Norwich Araştırma Parkı'ndaki iki tesis (Mikrobiyal Etkileşimler Merkezi ve Quadram Enstitüsü), Sherbrooke Üniversitesi ve Cisss Montérégie-Centre del Québec (Kanada), Universidad Nacional Autónoma de México ve Toronto'daki Kanada İleri Araştırma Enstitüsü ile işbirliği içinde. Birleşik Krallık'taki Biyoteknoloji ve Biyolojik Bilimler Araştırma Konseyi (BBSRC) tarafından ve Kanada'da Araştırmada Yeni Sınırlar Fonu, Fonds de Recherche du Québec ve Kanada İleri Araştırma Enstitüsü (Cifar) tarafından finanse edildi.

UEA Norwich Tıp Fakültesi'nden baş yazar Benjamin Evans şöyle açıklıyor: “İnsanlarda enfeksiyonlara neden olan bakterilerin, onları tedavi etmek için kullandığımız antibiyotiklere uyum sağlayabildiğini ve onları etkisiz hale getirebildiğini biliyoruz. 1970'lerden günümüze, hastane ortamlarında çoğalan ve tedavisi son derece zor enfeksiyonlara neden olabilen, Acinetobacter baumannii adı verilen özel bir bakteri türü üzerinde çalıştık.özellikle en savunmasız hastalarda. Bu kadar zorlu bir tehdide dönüşecek şekilde nasıl evrildiğini anlamak, yayılmasını durdurmak için çok önemli.” Yeni çalışmayla “şimdiye kadar bu bakterinin başarısının altında yatan genetik olaylar çok az biliniyordu” Her dalganın bir öncekinin daha dirençli 'versiyonlarını' üretmesiyle “dalgalar halinde adapte olduğunu bulduk”.bilim adamını anlatır. Evans, “Çalışmamız – altını çiziyor – antibiyotiklere karşı direncin nasıl yavaş yavaş biriktiğine ve ardından durumu aniden patojen lehine çevirdiğine dair bugüne kadar elde edilen en net resimlerden birini sağlıyor. Kesin olan bir şey var”, diye vurguluyor Evans: “Bu süper mikrop birdenbire ortaya çıkmadı. Onlarca yıl boyunca gelişti ve hala gelişmeye devam ediyor.”

Araştırmacılar öldürücü süper mikrobun sırlarını nasıl açığa çıkardılar? Ekip, 1970'lerden 2000'lerin başına kadar uzanan 226 Acinetobacter baumannii örneğinden oluşan “benzersiz bir koleksiyon” oluşturdu. Bu 'tarihi' bakteriler laboratuvarda dikkatli bir şekilde yetiştirildi ve daha sonra modern uzun okuma teknolojisi (Oxford Nanopore) kullanılarak DNA'ları ekstrakte edildi, saflaştırıldı ve dizilendi. Küresel bir resim oluşturmak için, dizilenen genomlar 6 kıtadan 1000'den fazla yeni genomla birleştirildi. Bilim adamları, yüksek performanslı bir hesaplama yöntemi kullanarak, ayrıntılı bir evrim ağacı çizmek için ellerindeki 1.281 bakteri kromozomunun tamamını karşılaştırdılar. Daha sonra bu analizi, antimikrobiyal direnç genlerinin kapsamlı bir taramasıyla birleştirdiler ve bunların nasıl ortaya çıktığını, ortadan kaybolduğunu ve zaman içinde A. baumannii'yi yeniden şekillendirdiğini izlediler. Ekip, genetik değişiklikleri örneklerin tarihleri ​​ve konumlarıyla uyumlu hale getirerek temel direnç özelliklerinin ne zaman ortaya çıktığını ve bunların dünya çapında nasıl yayıldığını belirledi. Bu birleşik tarihsel-modern yaklaşım, ekibin patojenin onlarca yıl içindeki evrimini yeniden yapılandırmasına olanak tanıdı ve bunun nasıl “baskın, ilaca dirençli bir tehdit” haline geldiğini ortaya çıkardı.

Keşif

“Acinetobacter baumannii'yi keşfettik birdenbire bir süper mikrop olarak ortaya çıkmadı. Aksine, baskın hale gelinceye kadar yavaş yavaş ortaya çıktı ve 2005 civarındaEvans, çoklu ilaca dirençli türün “dünya çapında A. baumannii'nin ana türü haline geldiğini” belirtiyor. Bunu nasıl başardı? Araştırmacılar, güçlü antibiyotiklere direnç kazandırdığı bilinen oxa23 geni de dahil olmak üzere iki temel genetik unsurun edinildiğini belirlediler: “Bu bir dönüm noktasıydı, çünkü bu, bakterinin tedavilerde hayatta kalma yeteneğini etkili bir şekilde arttırdı ve ortadan kaldırılmasını çok daha zor hale getirdi.” Bilim insanları ayrıca Acinetobacter baumannii'nin, Acinetobacter baumannii'nin “Tek ve tekdüze bir tür değildir ancak en az 4 farklı gruba ayrılabilirher biri kendi evrimsel yolunu izledi. Bu gruplardan üçü görünüyor modern tıbba karşı yavaş bir 'genetik silahlanma yarışı' gibi, zaman içinde kademeli ve ilerici bir evrim“.

Ancak dördüncü bir grup diğerlerinden öne çıkıyorEvans, “Bu 'grup 4' soyunun bağımsız olarak dallanmış gibi göründüğünü ve artık son örneklerde daha sık tespit edildiğini” söyledi. bu endişe verici çünkü bu daha yeni ve potansiyel olarak daha iyi uyarlanmış bir varyantın zaten büyümekte olabileceği anlamına geliyor“, ele geçirilmeye hazır.

Ders çalışmak neden önemlidir?

Baş araştırmacı, “Bu çalışma gerçekten önemli” diye tekrarlıyor çünkü Antibiyotiğe dirençli bakterilerin zaman içinde antibiyotik kullanımındaki değişikliklere nasıl tepki verdiğini anlamak, antibiyotikleri şimdi ve gelecekte nasıl kullandığımıza ilişkin politikaları bilgilendirmek açısından çok önemlidir.. Bu, özellikle Acinetobacter baumannii gibi bakteriler için önemlidir: dünya çapındaki sağlık sistemleri için ciddi bir tehdit oluşturuyorlar ve onlarla savaşmak için yeni yaklaşımlara ihtiyacımız var, aksi takdirde enfeksiyonlar tedavi edilemez hale gelecektir.” UkRi-Biyoteknoloji ve Biyoloji Bilimleri antimikrobiyal direnç programı başkanı Sadhana Sharma şöyle diyor: “Bu çalışma, önemli bir hastane süper mikrobunun on yıllar boyunca nasıl sessizce geliştiğini, sessizce farklı ilaca dirençli gruplara adapte olduğunu ve küresel olarak yayıldığını gösteriyor. Antimikrobiyal direncin zaman içinde nasıl geliştiğini ve bu değişiklikleri anlamanın bir adım önde olmak için neden kritik olduğunu vurguluyor.”