Undersøgelse understreger nye strategier til at bekæmpe medicinresistente bakterier

For flere milliarder år siden begyndte et genetisk våbenkapløb mellem bakterier og deres virale dræbere. Denne tilsyneladende evige kamp fortsætter i dag med implikationer for sygdomme, der dræber titusindvis af mennesker rundt om i verden hvert år.

En nylig undersøgelse offentliggjort i Science afslører nøgleindsigt i, hvordan bakteriedræbere kaldet bakteriofager eller fager påvirker sværhedsgraden af ​​den vandbårne diarrésygdom kolera. Kolera dræber mellem 21.000 og 143.000 mennesker årligt på verdensplan. Det er en fattigdomssygdom, der rammer regioner, der mangler rent drikkevand og sanitet.

Holdet, herunder professor i mikrobiologi og immunologi ved McGill University, Jesse Shapiro, udførte, hvad det mener er en af ​​de største genetiske undersøgelser for at analysere det dynamiske forhold mellem kolerabakterier, deres bakteriofager og antibiotika.

Undersøgelsen understreger muligheden for at skabe nye strategier til at bruge bakteriofager til at dræbe lægemiddelresistente bakterier i kolera og andre sygdomme, der har plaget civilisationen i århundreder. Det afslører en vej til ny diagnostik og reduktion af antibiotikaresistens.

"Kolera er en ødelæggende vandbåren infektion, der forårsager millioner af tilfælde og tusindvis af dødsfald hvert år, og risikoen forventes at stige med klimaændringer. Antibiotikaresistens er også en stigende bekymring, og alternative anti-infektionsbehandlinger er nødvendige," sagde Shapiro.

Effektiv prædation

Et nøglefund involverer et koncept kaldet "effektiv prædation." Forskerne fandt, at et højere forhold mellem fag-rovdyr og deres bakterielle bytte var forbundet med mildere koleratilfælde. Holdet sagde, at det er det første, der viser den genetiske underbygning af dette forhold.

Dette forhold kan bruges som en markør for sygdommens sværhedsgrad og informerer en læges beslutninger om behandling. Det kan også forudsige sygdomsprogression.

Forskerne brugte avancerede genomiske teknikker til at analysere interaktionen mellem bakterier og bakteriofager i 2.574 afføringsprøver fra kolerapatienter i Bangladesh, en nation med en af ​​verdens højeste kolerafrekvenser - omkring 100.000 tilfælde årligt. Der blev indsamlet prøver i 2018 og 2019.

Shapiro udførte en genetisk analyse af prøver med studiets hovedforfatter, Naïma Madi, Ph.D., en postdoc-forsker ved McGill.

Dokumentation af det genetiske våbenkapløb mellem bakterien og dens fager komplicerer studiet af kolera og fagøkologi. Hver af dem udvikler sig for at modarbejde den andens forsvar. Den ene tilpasser sig, den anden reagerer. Hvis fagerne har overtaget, øges bakteriernes genetiske diversitet. Derefter falder populationen af ​​fager. Virussen reagerer med genetiske tilpasninger og trives til sidst igen.

Shapiro sagde, at der er behov for flere undersøgelser, herunder et klinisk forsøg, før effektive fagterapier udvikles.

Flere oplysninger: Naïma Madi et al., Fagprædation, sygdoms sværhedsgrad og patogen genetisk diversitet hos kolerapatienter, Science (2024). DOI:10.1126/science.adj3166

Journaloplysninger: Videnskab

Leveret af McGill University