_ Echipa găsește un vehicul nou pentru rezistența la antibiotice

Rezistența la antibiotice este o problemă medicală semnificativă și în creștere la nivel mondial. Cercetătorii de la Laboratorul de Biologie Marină (MBL) și colaboratorii au descoperit un nou aranjament genetic care poate ajuta o bacterie comună din intestinul uman, Bacteroides fragilis, să se protejeze de tetraciclină, un antibiotic utilizat pe scară largă.

În timp ce acestea descoperirile nu vor duce direct la noi modalități de combatere a bacteriilor rezistente la tetraciclină, cercetătorii au descoperit aranjamente genetice nemaivăzute anterior care conferă rezistență la antibiotice. O astfel de înțelegere ar putea ajuta la dezvoltarea de noi modalități de limitare a răspândirii genelor de rezistență la antibiotice, prin manipulare genetică sau alte mijloace.

Descoperirile au fost raportate în jurnalul mBio de oamenii de știință MBL Joseph Vineis, Mitchell Sogin și Blair Paul. , împreună cu colegii de la MBL, Argonne National Laboratory și Universitatea din Chicago.

Bacteria pe care au studiat-o, Bacteroides fragilis, a fost recuperată de la un pacient cu colită ulceroasă, unde s-a dovedit a fi abundentă în timpul perioadelor. de inflamație. Echipa a avut un set mare de mostre de analizat de la pacienți cu boală inflamatorie intestinală care au fost tratați chirurgical pentru a atenua inflamația.

Aceste probe au fost studiate la MBL folosind metagenomica pușcă, care produce secvențe pentru toată genetica. material într-o întreagă comunitate de celule microbiene. De asemenea, facilitează cultivarea tulpinilor bacteriene din comunitate, oferind datele necesare pentru a observa activitatea genelor de rezistență la tetraciclină în timp ce cresc în prezența tetraciclinei. (La momentul în care au început această lucrare, spune Vineis, „pentru a putea reconstrui genomuri din datele metagenomice era abia la început în domeniu. Era o abordare nouă, dar acum este obișnuită.”)

„Când ne-am uitat la date”, spune Vineis, „a existat un semnal foarte puternic” care arată un număr mare de copii ale anumitor regiuni ale genomului bacterian. Una dintre aceste regiuni, cuprinzând multe gene, „a fost foarte abundentă” în eșantion, iar mai târziu au putut determina „că această regiune specială de înaltă copie conține rezistență la tetraciclină... Așa că am continuat să săpăm.”

Aceste secțiuni de copiere înaltă ale genomului conțineau fragmente de ADN care se pot deplasa în genom sau chiar pot sări într-un alt genom. Numiți transpozoni, aceste elemente genetice mobile sunt „modalități importante prin care bacteriile pot dezvolta adaptări la mediu fără a fi nevoie să le reinventeze complet”, spune Vineis. Și în intestinele umane, unde un număr mare de specii de bacterii intestinale sunt în mod constant în imediata apropiere, „potențialul de schimb este cu adevărat mare”, spune el, iar rata crește atunci când există inflamație.

Astfel. schimbul de material genetic între diferite specii se numește transfer orizontal. Blair Paul, un om de știință asistent la MBL, spune că „credem că acești transpozoni sunt de fapt un vehicul cheie pentru transferul orizontal al genelor.”

În acest caz, bacteriile aparent simt când există tetraciclină în mediu și începe „o întreagă cascadă” de producție a unui transpozon care conține gena de rezistență, spune Vineis.

Partea din transposon care conține gena de rezistență, au descoperit, a apărut în două forme diferite în cadrul aceluiași genom: Uneori este în forma sa liniară normală și, uneori, se rostogolește într-un cerc. Ambele forme apar simultan în genomul Bacteroides fragilis, dar forma liniară conține o inserție genomică unică în regiunea ADN-ului care codifică mecanismul de mobilizare în alte celule.

„Acest lucru nu a fost văzut înainte. „Din cunoștințele noastre”, spune Paul, „acest tip special de transpozon având o subregiune amplificată. Și apare în bacterii care coincid cu inflamația”.

Expresia crescută a acestui grup de gene este potențial asociată cu succesul Bacteroides fragilis în timpul inflamației, deși legătura nu este încă dovedită și necesită cercetări suplimentare. Dar Paul spune că descoperirile „ ridică noi întrebări cu privire la rolul transferului de gene în sănătatea umană, dar și în ceea ce privește modul în care acești transpozoni sunt controlați și cum se pot schimba evolutiv în timp.”

„Acest lucru este descoperirea nu va schimba înțelegerea noastră despre lumea rezistenței la antibiotice, dar este un nou tip de mecanism pe care cel puțin putem începe să-l căutăm”, spune Vineis. „Există o mulțime de atacuri și apărare în lumea microbiană de care nici măcar nu suntem pe deplin conștienți.”

(Fluierul)