Trinity Translational Medicine Institute (TTMI) ir Airijos mikobakterijų etaloninės laboratorijos St James ligoninėje mokslininkai atskleidė, kaip bakterija Mycobacterium avium – pagrindinė sunkiai gydomų lėtinių plaučių infekcijų priežastis – keičiasi ir prisitaiko pacientų viduje per daugelį ligos metų.
Jų išvados, paskelbtos žurnale Genomo medicinagalėtų padėti gydytojams suprasti, kodėl M. avium infekcijos grįžta ir kodėl antibiotikai kartais nepavyksta.
Grupė ėmėsi šio tyrimo siekdama suprasti, kaip M. avium sugeba išgyventi ilgus metus žmonių plaučiuose, net ir per ilgus antibiotikų kursus. Ši bakterija sukelia lėtinę plaučių infekciją, kuri tampa vis dažnesnė visame pasaulyje.
Atidžiai pažvelgę į jo genetinį kodą, komanda tikėjosi pamatyti, kaip jis keičiasi kūno viduje ir kodėl gali būti taip sunku jį išvalyti.
M. avium plaučių ligą gydyti sunku – pacientams dažnai prireikia 12 mėnesių ar daugiau kelių antibiotikų, o gydymas vis tiek nepavyksta iki pusės atvejų. Daugelis pacientų vėl suserga net po gydymo.
Grupė naudojo viso genomo sekos nustatymą, kad ištirtų beveik 300 bakterijų mėginių iš pacientų Airijoje, JK ir Vokietijoje, įskaitant 20 Airijos pacientų, gydomų St James ligoninėje.
Laikui bėgant, skaitydami šių bakterijų DNR, mokslininkai stebėjo, kaip M. avium vystosi, keičiasi štamais ir išsivysto atsparumas gyvenant žmogaus plaučiuose.
Jie nustatė, kad infekciją dažnai sukelia ne viena ilgalaikė padermė, o pakartotinis užsikrėtimas naujomis, kartais glaudžiai susijusiomis su kitose Europos šalyse pastebėtomis padermėmis, o tai rodo bendrus aplinkos šaltinius.
Bakterija įgyja maždaug vieną naują genetinį pokytį per metus, o svarbiausia, kad komanda nustatė, kad 13 specifinių genų parodė prisitaikymo prie antibiotikų, imuninės sistemos atakos ir mažo deguonies kiekio streso požymius.
Pagrindinis autorius dr. Aaronas Walshas, Trejybės transliacinės medicinos instituto tyrėjas, sakė: „Mūsų tyrimas rodo, kad M. avium gali išsivystyti realiu laiku plaučiuose. Supratimas, kurie genai padeda jam išgyventi, gali nukreipti mus į naujus šios vis dažnesnės ir užsispyrusios infekcijos gydymo tikslus.”
Tai pirmasis tyrimas, kurio metu buvo naudojamas viso genomo sekos nustatymas M. avium infekcijoms stebėti pacientų viduje daugelį metų, atskleidžiantis, kaip gemalas vystosi plaučiuose.
Pagrindinės tyrimo išvados
- Pakartotinė infekcija yra dažna: daugelis pacientų laikui bėgant pasisavino naujas padermes, o tai rodo, kad jie buvo pakartotinai užsikrėtę iš aplinkos, o ne kenčia nuo tos pačios infekcijos atkryčio.
- Tarptautiniai ryšiai: kai kurios Airijos padermės buvo genetiškai beveik tokios pačios kaip ir iš JK ir Vokietijos.
- 13 pagrindinių genų pasikeitė veikiant slėgiui: šie genai padeda bakterijoms susidoroti su antibiotikais, mažu deguonies kiekiu arba imuninės sistemos ataka.
- Gydymo metu gali atsirasti atsparumas: Dviem pacientams, vartojusiems šį vaistą, pastebėjome geno, susijusio su atsparumu rifampicinui, pokyčius.
Unikalu, kad šiame tyrime mokslininkai nustatė, kad 13 „teigiamos atrankos“ genų buvo nauji M. avium.
Dr. Emma Roycroft, Airijos mikobakterijų etaloninės laboratorijos medicinos mokslininkė specialistė. „Kai kurie iš tų genų anksčiau nebuvo susiję su M. avium išlikimu organizme. Pavyzdžiui, vienas iš jų yra susijęs su oksidacinio streso valdymu, o kitas – formuojant bioplėveles.
„Tai išryškino svarbius būdus, į kuriuos būtų galima nukreipti naujus gydymo būdus. Taip pat buvo stebina, kad Airijos, Didžiosios Britanijos ir Vokietijos mėginiai buvo taip glaudžiai susiję, nors pacientai niekada nebuvo susitikę.”
Tolesni komandos žingsniai yra šie:
- Laboratorijoje išbandykite, kaip tie 13 genų padeda bakterijai išgyventi.
- Naudokite ilgo skaitymo seką, kad pamatytumėte genetinius pokyčius, kurių trumpo skaitymo metodai nepastebi.
- Ištirkite aplinkos mėginius, kad sužinotumėte, iš kur atsiranda pakartotinė infekcija.
- Išplėskite savo tyrimus į kitas pacientų grupes, kad sužinotumėte, ar pasitaiko tie patys modeliai.