Fluemodel kunne hjælpe med at lægge grundlaget for nye terapier til bekæmpelse af vanskeligt patogen

Det Clostridium difficile patogen tager sit navn fra det franske ord for "vanskeligt". En bakterie, der vides at forårsage symptomer lige fra diarré til livstruende tyktarmskader, C. difficile er en del af en voksende epidemi af bekymring for ældre og patienter med antibiotika.

Udbrud af C. difficile -inficerede tilfælde er steget gradvist i vestlige lande, med 29, 000 rapporterede dødsfald om året alene i USA.

Nu, biologer ved University of California San Diego drager paralleller fra nyudviklede modeller af den fælles frugtflue for at hjælpe med at lægge grundlaget for nye terapier til bekæmpelse af patogenets spredning. Deres rapport offentliggøres i tidsskriftet iScience .

C. difficile infektioner udgør en alvorlig risiko for indlagte patienter. Denne forskning åbner en ny vej til at forstå, hvordan dette patogen får en fordel i forhold til andre gavnlige bakterier i det humane mikrobiom gennem dets produktion af toksiske faktorer. Sådan viden kan hjælpe med at udforme strategier til at indeholde dette patogen og reducere den store lidelse, det forårsager. "

Ethan Bier, fremtrædende professor i Division of Biological Sciences og videnskabelig direktør for UC San Diego -enheden ved Tata Institute for Genetics and Society (TIGS)

Som med de fleste bakterielle patogener, C. difficile udskiller toksiner, der kommer ind i værtsceller, forstyrre vigtige signalveje og svække værtens normale forsvarsmekanismer. De mest potente stammer af C. difficile frigøre et to-komponent toksin, der udløser en række komplekse cellulære reaktioner, kulminerer i dannelsen af ​​lange membranfremspring, der gør det muligt for bakterierne at fæstne mere effektivt til værtsceller.

UC San Diego -forskere i Bier's lab skabte stammer af frugtfluer, der er i stand til at udtrykke den aktive komponent i dette toksin, kendt som "CDTa". Stammerne tillod dem at studere de udførlige mekanismer, der ligger til grund for CDTa -toksicitet i et levende modelsystem med fokus på tarmen, hvilket er nøglen, da fordøjelsessystemet for disse små fluer overraskende ligner menneskers.

"Fluetarmen giver en hurtig og overraskende nøjagtig model for den menneskelige tarm, som er infektionsstedet ved C. difficile , "sagde Bier." Det store udvalg af sofistikerede genetiske værktøjer i fluer kan identificere nye mekanismer for, hvordan toksiske faktorer produceret af bakterier forstyrrer cellulære processer og molekylære veje. Sådanne opdagelser, en gang valideret i et pattedyrssystem eller humane celler, kan føre til nye behandlinger til forebyggelse eller reduktion af sværhedsgraden af C. difficile infektioner. "

Frugtfluemodellen gav forskerne en klar vej til at undersøge genetiske interaktioner, der blev forstyrret af CDTa. De fandt i sidste ende ud af, at toksinet fremkalder et sammenbrud af netværk, der er afgørende for næringsabsorbering. Som resultat, modellen flyver kropsvægt, fækal produktion og samlet levetid blev reduceret kraftigt, efterligner symptomer hos mennesker C. difficile -inficerede patienter.

• Genomisk sekventeringsteknik hjælper med at forstå tarmmikrobiota en celle ad gangen
• Undersøgelse identificerer to mulige mål for at standse leverskader i NASH