Бактеріальний патоген демонструє геномічність та диверсифікацію під час хронічної інфекції пацієнтів з муковісцидозом

The sea we've hardly seen: Melissa Garren at TEDxMonterey (Червень 2019).

Anonim

Хронічні легеневі інфекції можуть бути руйнівними для пацієнтів з муковісцидозом (CF), а інфекція Burkholderia cenocepacia - одного з найпоширеніших видів, виявлених у хворих на МВ, часто є резистентною до антибіотиків. У дослідженні, опублікованому в " Дослідженні геному", вчені послідовували та фенотипізували декілька ізолятів B. cenоcepacia з 16 пацієнтів із МФ. Вони виявили велику різницю між ізолятами під час хронічної легеневої інфекції, а також зміни клінічно значущих бактеріальних фенотипів.

"На основі анекдотичних спостережень та окремих деформаційних звітів ми очікували, що геном B. cenocepacia був гнучким, але ми не мали жодного уявлення про масштаби і масштаби того, наскільки розгубленою буде вміст генів та архітектура геному у пацієнтів зі скромним розміром когорта ", - сказав співрозмовник Корей Нислоу з університету Британської Колумбії.

Дослідники зібрали 215 ізолятів з 16 пацієнтів із СФ з канадського дослідницького та реферального репозиторію Burkholderia cepacia (CBCCRRR) з пробілами від 2 до 20 років для кожного пацієнта. Більшість пацієнтів продемонстрували значне зниження функції легень протягом цього часу. Використовуючи цілі секвенування геному, генетичний вміст всіх ізолятів був профілізований і згенеровані геноми для 11 ізолятів. "Дивлячись на зміни в геномі з плином часу, ми змогли побачити шаблони - загальні теми, які допомагають нам краще зрозуміти, як саме цей вид розвивається у своєму оточенні, і як пацієнти хворих на хворих стають хронічно інфікованими", - сказав дослідник, співвиконавець Джошуа Чанг Мелл, від Медичного коледжу університету Дрекселя.

Як і в попередніх дослідженнях, вчені встановили, що хромічне інфікування B. cenоcepacia призводить до зниження генома, зокрема до втрати генів, які кодують несуттєві функції, такі як передбачувані гени вірулентності. Фенотипічні зміни також відбувалися у пацієнта з часом, включаючи прогресуюче зменшення рухливості та гострої вірулентності, а також зміни у рості та формуванні біоплівки. Незважаючи на те, що інфекції виникли з одного штаму, в той же час спостерігалося значне коливання фенотипічних зразків, взятих пізніше від того самого пацієнта, що свідчить про подальшу диверсифікацію інфекції.

Хоча деякі ізоляти продемонстрували сильну позитивну кореляцію між такими рисами, як рухливість та формування біоплівки, ізоляції від іншого пацієнта показали зворотну кореляцію, що свідчить про те, що генетична архітектура однієї і тієї ж ознаки може бути різною у штамів.

Випробовувавши асоціації між генетичною варіацією та фенотипічними відмінностями, дослідники виявили численні варіанти в генах, пов'язаних з рухливістю та формуванням біоплівки. Крім того, втрата трьох генів, що раніше асоціювалася з утворенням біоплівки, корелювала як з фенотипами скорочення рухливості, так і з біоплівкою у Б. ценоцепсіі. Генетичні детермінанти моторики та фенотипи біоплівки можуть бути перспективними цілями антивірусних препаратів.

"Спалах B. cenocepacia в Канаді та Великобританії в 1990-х роках в значній мірі містився шляхом введення заходів контролю за інфекціями, але ми вважаємо, що замість" повторної боротьби з останньою війною ", розуміння яких генотипи та фенотипічні елементи є патогенними, дозволить спільноті B. cenocepacia активно реагувати на наступну спалах, коли вона з'явиться ", сказав Ніслоу.

До цієї роботи взяли участь дослідники з Університету Британської Колумбії та Університетського коледжу Дрекселя. Дослідження було профінансовано Національним інститутом охорони здоров'я, геном БК, NASA, Cystic Fibrosis Canada та Фармацевтичним факультетом UBC.

Стаття: Фенотипне різноманіття та генотипова гнучкість буркхолдеріа ценоцепсіі під час тривалої хронічної інфекції легеневих муковісцидозів, Corey Nislow et al., Genome Research, doi: 10.1101 / gr.213363.116, опублікована в Інтернеті 21 березня 2017 року.