דלקת ריאות של חיידקים "נקודה חמה אבולוציונית" עוזר לו להתחמק המערכת החיסונית

דלקת ריאות: מאפיינים, גורמים ושכיחות (יולי 2019).

Anonim

"המעילים" המגוונים שמגינים על חיידק קטלני מתאי החיסון שלנו נוצרים על ידי "נקודה חמה" של גנים המתפתחים במהירות.

דלקת ריאות Streptococcus הם הגורם החיידקי השכיח ביותר של דלקת ריאות, הרג של כ 500, 000 ילדים מתחת לגיל חמש בכל שנה. באגים יכולים גם לגרום דלקת קרום המוח ו הרעלת דם אצל חולים פגיעים.

חיסונים שהובאו במהלך 20 השנים האחרונות הצליחו בהפחתת שיעורי התמותה על ידי מיקוד התת-סוגים הקטלניים ביותר, או "סרוטיפים" של חיידקי פנאומוקוקלים - קומץ של קרוב ל -100 מזוהים. עם זאת, זנים אחרים של חיידקים שאינם מכוסים על ידי החיסונים הופכים נפוצים יותר.

כעת, צוות בראשות חוקרים באוניברסיטת אימפריאל קולג 'בלונדון חשף "נקודה חמה אבולוציונית" בגנום של חיידק אשר מסייע לה להתחמק מערכת החיסון האנושית על ידי tweaking השכבה החיצונית שלה.

ממצאי המחקר מצביעים על כך ששיעור השינוי המהיר באזור זה של הדנ"א הוא כוח מניע שמאחורי הופעת הסרוטיפים החדשים - תהליך העלול להוות אתגר להתפתחות החיסון בעתיד.

לדברי החוקרים, למרות שיש ראיות חזקות לכך שחיסונים מספקים הגנה טובה מפני דלקת ריאות פנאומוקוקלית, הבנה טובה יותר של האופן שבו מתרחשת השתנות חיידקית ברמה הגנטית יכולה לסייע למדענים להישאר צעד אחד לפני החרקים הקטלניים.

"חיידקי פנאומוקוקל מתאמנים בהתעלמות מהמערכת החיסונית במשך זמן רב, ולכן הם מותאמים היטב לשינוי המראה שלהם כדי להתגבר על האתגר", אמר ד"ר רפאל מוסטווי, מבית הספר לבריאות הציבור באימפריאל, שהוביל המחקר.

אלמנט מפתח שמפריד בין הסרטיפים זה לזה הוא הקפסולה שלהם - המעיל של שכבות צפופות של סוכרים המעטפות את החיידקים ומתנהג כמו שריון, ומגן עליהם מפני זיהוים ותקיפתם על ידי תאי החיסון הפטרולים של הגוף.

במחקר, שפורסם בכתב העת Molecular Biology and Evolution, חוקרים מאימפריאל בחנו את הנתונים הגנטיים של אלפי דגימות חיידקי פנאמוקוקל מרחבי העולם. סך של 4, 519 דגימות מ -29 מדינות נחקרו, עם דגש על איך השתנות הכמוסות שלהם התפתח לאורך זמן.

שינוי חלבונים מעיל

ניתוח הראה כי אזור אחד של הדנ"א שלהם, הנקרא מוקד ה- cps, צובר שינויים בקצב גבוה יחסית לחלק גדול מהגנום. נקודה חמה אבולוציונית זו מאכלסת את הגנים האחראים למעיל השריון של החיידקים, ומצטברת מוטציות וחלקים חדשים של דנ"א בשיעור של יותר מפי שניים מהגנום.

השוואת דנ"א מזנים שונים חשפה מספר אלמנטים גנטיים משותפים - עדות לכך שהחרקים החליפו דנ"א בעבר, בתהליך הנקרא העברה אופקית של גנים.

יתר על כן, הם מצאו כי מעבר למסחר DNA עם זנים פנאומוקוקליים קשורים, היו עדויות שהחרקים אספו דנ"א ממינים שונים של סטרפטוקוקוס, דבר שעשוי להיות מסלול פוטנציאלי להפקת באגים עמידים לתרופה.

"מה שמראים תוצאות אלה הוא שחיידקים" בלתי מזיקים "לכאורה, יכולים לעזור לחיידקים פוטנציאליים להיות מגוונים יותר, ובטווח הרחוק יכולים לעזור להם לגוון מול חיסונים", הסביר ד"ר מוסטוי. "לא ידענו כמה תפקידים אלה חיידקים commensal מזיק - אשר חיים בתוך הגוף שלנו - שיחקו בתהליך זה, אבל נראה כי הם קריטיים בגיוון של פתוגן חשוב, והם למעשה רלוונטי מאוד מן הרפואה נקודת מבט."

שני החיסונים הנמצאים בשימוש נרחב לחיידקי פנאומוקוקל פועלים על ידי סימון סוכרים שנמצאו בקפסולות החיידקיות לתאי המערכת החיסונית, כך שאם תאי החיסון יזהו אותם בעתיד הם יכולים לעלות על הגנה חזקה יותר. נקודת החום האבולוציונית בגנום יש פוטנציאל להוליד שילובים חדשים של סוכר וקפסולות העלולות להתחמק מחיסונים אלה.

"החיסונים שאנו משתמשים בהם כיום מכוונים למכלול מורכב של גנים - מוקד ה- cps - אשר כנראה משתנה במהירות כה רבה, משום שהוא נתון בלחץ של מערכות החיסון שלנו במשך מאות אלפי שנים", הוסיף ד"ר מוסטוי.

עם זאת, החוקרים אומרים כי הנתונים הגנטיים מהווים רק חלק מהסיפור. גורמים כגון סביבה, בריאות הציבור ופיתוח תרופות כל תפקיד חדש הופעתה של זנים חדשים. החוקרים בטוחים כי החיסון הוא עדיין הנשק הטוב ביותר במאבק נגד באגים.

"יש ראיות חזקות מאוד להראות כי החיסון באמת להגן על הילדים הנמצאים בסיכון הגבוה ביותר של המחלה, ועבודה זו מספקת צעד חשוב לקראת שמירה על חיסונים נגד שינויים עתידיים פוטנציאליים עתידיים שיכול לשנות את זה." הדגיש ד"ר מוסטוי.

ד"ר מוסטוי עובד כעת עם חוקרים בראשות ד"ר דוד Aanensen, מבית הספר לבריאות הציבור באימפריאלי, במרכז למעקב הגנומי פתוגן בקיימברידג 'כדי להבין טוב יותר את מגוון הקפסולה על פני מיני חיידקים שונים.

החוקרים מקווים כי הם יכולים ללמוד כיצד העברת אופקי של ה- DNA בין סטרפטוקוקסי יכול להוביל את הדור של גרסאות קפסולה חדשה.

סינתזה פנאומוקוקלית סינתזה לוקוס כמו נקודה חמה אבולוציונית עם פוטנציאל ליצור סרוטיפים חדשים על ידי רקומבינציה "על ידי מוסטבי, ר 'et al, מתפרסם ביולוגיה מולקולרית האבולוציה.

menu
menu