Проучване установи кои са гените за оцеляване на бактериите
Най-подробно проучване до момента на няколко британски и испански научни институции, върху механизмите, чрез които бактерията Staphylococcus aureus, се адаптира в човешкото тяло, може да помогне за подобряване на превенцията, диагностиката и лечението на определени инфекции. Данните за изследването, за което е използван нов подход за анализиране на геномите на бактерии от човешки носители, са публикувани в Nature Communications.
Изследването разкри ключови мутации, които позволяват на някои щамове S. aureus да избягват имунната система и да устояват на антибиотиците.
Мащабният генетичен анализ откри и нови гени и пътища, важни за адаптацията им към човешкото тяло на S. aureus. Необходими са по-нататъшни изследвания, за да се разберат напълно тези роли и да се намерят начини за насочването им за профилактика, диагностициране или лечение на инфекции, причинени от S. aureus.
Бактериите често живеят върху или в тялото, без да причиняват вреда – процес, известен като колонизация. S. aureus е бактерия, която се намира в носа на до 30% от населението, по кожата или в червата.
При лица с отслабена имунна система S. aureus може да навлезе в кръвообращението, причинявайки инфекции, които варират от леки кожни инфекции до тежки състояния като сепсис и пневмония.
В това проучване изследователите за първи път провеждат широкомащабен генетичен анализ на S. aureus от хора носители, а не от лабораторни проби.
Международният екип анализира геномите на над 7000 проби S. aureus от повече от 1500 човешки носители, за да идентифицира генетичните промени, които се случват естествено в бактерията. Чрез компютърен анализ те идентифицират повтарящи се генетични промени, които помагат на бактериите да оцелеят по време на колонизацията на хората.
Изследователите идентифицират промени в гените, свързани с метаболизма на азота, което предполага, че това е ключов метаболитен процес, необходим за колонизацията на хората от S. aureus. Те също така идентифицират мутации в гени, които биха могли да повлияят на начина, по който бактериите взаимодействат с човешките клетки и имунната система.
Някои щамове на S. aureus имат мутации, които им помагат да заобиколят имунната система. Те могат дори да използват фактори, секретирани от други бактериални щамове, за да колонизират хората, без да ги произвеждат сами – нещо, което те наричат клетки – „измамници“. Това проучване също така потвърждава, че S. aureus придобива мутации за резистентност към антибиотици като фузидова киселина, мупироцин и триметоприм.
Това ново изследване разкрива ключови биологични процеси, които S. aureus използва, за да оцелее в хората. Можем да се подобри превенцията, диагностицирането и лечението на заболяванията, като се изследва как бактериите еволюират и се адаптират към естествената си среда, независимо дали по време на колонизация без симптоми или при инфекции.
„Разбирането на начина, по който бактериите реагират на антибиотичното лечение, позволи да се идентифицират генетичните промени, които им позволяват да оцелеят след атаката на антибиотиците. Тези мутации могат да се използват като диагностични маркери за разработване на нови терапевтични стратегии и по-рационално и ефективно използване на антибиотиците“, заявява д-р Франсеск Кол (Francesc Coll), първи автор от Института по биомедицина във Валенсия към Испанския национален съвет за научни изследвания (CSIC).
„Подобни изследвания на бактериалната адаптация биха могли да разкрият и механизмите за избягване на имунната защита – как бактериите се адаптират, за да избегнат разпознаването и атаката на нашата имунна система. Това би могло да помогне за идентифицирането на нови антигени – компоненти на бактериите, които имунната система разпознава като чужди или опасни, и за разработването на нови ваксини.“
„Макар че бактериите Staphylococcus aureus са безвредни за много хора, за други те могат да причинят потенциално животозастрашаващи инфекции. Нашето проучване дава ново подробно разбиране за това как тези бактерии се адаптират и еволюират, за да оцелеят върху и в своите носители – хора на генетично ниво“, отбелязва д-р Юън Харисън (Ewan Harrison), старши автор от Института Wellcome Sanger.
„Чрез нашия нов анализ можем да изследваме тези щамове в тяхната естествена среда, като подчертаем неизвестни досега мутации, които дават предимство на някои щамове на Staphylococcus aureus. По-нататъшното изследване на разкритите от нас пътища ще помогне за подобряване на превенцията, диагностиката и лечението на инфекциите, причинени от тези бактерии“.
Справка: Coll, F., Blane, B., Bellis, K.L. et al. The mutational landscape of Staphylococcus aureus during colonization. Nat Commun 16, 302 (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-55186-x
Петър Димитров
__________________________________________
Източник: Scientists uncover genetic secrets of Staphylococcus aureus survival in humans, Wellcome Trust Sanger Institute
