A veseköveket és a húgyúti szövődményeket okozó baktérium feladja genetikai titkait

A tudósok mostantól bennfentes információkkal rendelkeznek a Proteus mirabilis - egy csúnya baktérium, amely veseköveket, valamint nehezen kezelhető húgyúti fertőzéseket - elleni küzdelemben felhasználható.

A P. mirabilis első teljes genomszekvenciájának adatait, amelyek legalább 3693 gént és 4,063 megabázisú DNS-t tartalmaznak, az American Society of Microbiology 106. közgyűlésén mutatnak be Orlandóban, május 21-25.

Melanie M. Pearson, Ph.D., a Michigani Egyetem Orvostudományi Karának mikrobiológiai és immunológiai kutató munkatársa, az első tudós, aki mélyreható elemzést végzett a genomszekvenciáról. Május 23-án reggel 9 órakor kezdődő ASM-poszter előadásában ismerteti kezdeti megállapításait.

"A teljes genomszekvenciához való hozzáférés segít a tudósoknak meghatározni a szervezet által termelt virulencia faktorokat, és megtudni, hogyan okozza a betegséget" - mondja Pearson. "Célunk része az új oltások lehetséges célpontjainak megtalálása, amelyek megvédhetik az embereket a fertőzésektől."

"Az E. coli húgyúti fertőzéseket okoz egyébként egészséges egyéneknél, de a P. mirabilis több fertőzést okoz azoknál, akiknek" bonyolult "a húgyutca. Abban az esetben, ha kövek képződnek, a baktériumok rezisztenssé válhatnak az antibiotikumokkal szemben" - mondja Harry L.T. Mobley, Ph.D., a mikrobiológia és az immunológia tanára az U-M Orvosi Iskolában. "Különösen elterjedt a bent lévő katéteres idősek otthonában lakók esetében."

Mobley az ureaz, a P. mirabilis által termelt enzim szakértője, amely lebontja a húgyúti karbamidot, csökkenti a vizelet savasságát és vese- vagy hólyagkövek képződéséhez vezet. Amint egy kő elkezd kialakulni, a baktériumok tapadnak a kőre, és annak rétegeiben élnek, ahol megvédik őket az antibiotikumokkal szemben.

Amikor Pearson megvizsgálta a Proteus mirabilis genomszekvencia adatait, magyarázatot fedezett fel a baktérium "ragadósságára".

"Ennek a baktériumnak szokatlanul sok olyan génje van, amelyek a felületén 15 különböző tapadási tényezőt vagy fimbriat kódolnak" - magyarázza Pearson. "Mindezek a különféle fimbriák segítenek a baktériumnak a húgyhólyagsejtekhez, katéterekhez, vesekövekhez vagy egymáshoz tapadni.

Nem szokatlan, hogy a baktériumok többféle módon rögzülhetnek a felületeken, de még soha nem hallottam ilyenről, amelynek 15 különböző tapadási tényezője lenne. "

"A több mint 20 éves laboratóriumi kutatás során fáradságosan azonosítottunk négy P. mirabilis fimbriae-t" - mondja Mobley. "Hirtelen itt még 11-et jósoltak meg a genomszekvencia-adatok. Nem hittük el."

Pearson felfedezte azt is, amit "kórokozó szigetnek" nevez a P. mirabilis genomban, amely 24 génből áll, amelyek a baktériumfehérjék gazdasejtekbe történő injektálásához használt rendszer elemeit kódolják.

"Amíg nem vizsgáltuk a szekvenciaadatokat, fogalmunk sem volt arról, hogy a P. mirabilis rendelkezik-e ilyen génekkel" - mondja Mobley. "Amikor Melanie elemezte e 24 gén szekvenciáját, észrevette, hogy a DNS-ben található négy nukleotid közül kettő - guanin és citozin - kisebb mennyiségben van jelen, mint ami a teljes genomban található. Ez azt jelenti, hogy egy másik baktérium járult hozzá ehhez a kis darabhoz DNS-jét a P. mirabilisnek az evolúciója során. "

A jövőbeni kutatásokban Pearson génmikrosávokat használ a Proteus mirabilis gének azonosítására, amelyek be vannak kapcsolva vagy expresszálódnak a fertőzés szakaszában. A fertőzés folyamatában részt vevő gének a jövőben az oltások fejlesztésének elsődleges célpontjai lesznek Pearson szerint, bár szerinte éveken át további kutatásokra lesz szükség, mielőtt az oltások kereskedelmi forgalomban kaphatók lennének.

Mohammed Sebaihia és Julian Parkhill, az angliai Cambridge-i Wellcome Trust Sanger Intézet tudósai voltak felelősek a szekvenálási folyamatért. A szekvenált törzs a P. mirabilis HI4320 törzs volt, a laboratóriumi kutatásokban általánosan használt törzs, amelyet a Mobley laboratóriumban tenyésztettek egy idősek otthonában lévő beteg vizeletéből, hosszú távon tartózkodó katéterrel.

A kutatást az Országos Cukorbetegség, Emésztési és Vesebetegségek Intézete támogatta, a Sanger Intézettel együttműködve.