Otkriće u biologiji C. difficile otvara novi prozor u razvoju tretmana za opasne infekcije

Proces koji se naziva sporulacija i pomaže opasnoj bakteriji Clostridium difficile ( C. difficile ) za preživljavanje u negostoljubivim uvjetima i širenje regulira epigenetika, čimbenici koji utječu na ekspresiju gena izvan genetskog koda DNA, izvješćuju istraživači Medicinskog fakulteta Icahn na planini Sinaj. Ovo je prvo otkriće da epigenetika regulira sporulaciju u bilo kojoj bakteriji. Njihovo istraživanje, objavljeno 25. studenog ^th u Mikrobiologija prirode , otvara novi prozor razvoju tretmana za ovu razornu infekciju.

C. difficile zarazi gotovo pola milijuna ljudi svake godine, uzrokujući ozbiljan proljev i ubivši nešto manje od 10 posto onih starijih od 65 godina koji ga zaraze. Spore bakterija, koji se šire fecesom, izuzetno su otporni i mogu preživjeti izvan tijela tjednima ili mjesecima, inficiranje pojedinaca koji dolaze u kontakt sa zagađenim površinama.

Budući da je infekcija tako česta i razorna, the C. difficile genom je dobro proučen, ali Gang Fang, Doktor znanosti, Izvanredni profesor genetike i genomskih znanosti na Institutu Icahn za podatkovnu znanost i genomsku tehnologiju Mount Sinai i viši autor studije, kaže da su on i njegove kolege zauzeli drugačiji pristup u svom istraživanju. "Željeli smo proučiti izvan genetskog koda bakterije i pogledati koje su kemijske modifikacije napravljene u genomu, "rekao je dr. Fang. Dok su te epigenetske kemijske modifikacije, zove metilacija, ne mijenjaju sekvencu gena, mogu izmijeniti aktivnost određenog gena kako bi ga učinili manje ili više aktivnim, što ima dubok utjecaj na funkciju organizma.

Tim dr. Fanga pionirski je upotrijebio sekvenciranje DNK treće generacije za mapiranje epigenetskih čimbenika u bakterijama 2012. godine i započeo proučavanje C. difficile epigenetike u 2015. Prvo, tim izoliran C. difficile iz fekalnih uzoraka 36 pacijenata na odjelu intenzivne njege (ICU) u bolnici Mount Sinai koji su bili zaraženi njime. Analizirali su uzorke i pronašli jedan poseban epigenetski uzorak koji je bio visoko očuvan u svim uzorcima. Sljedeći, provjerili su oko 300 C. difficile genomi iz GenBank -a, bazu podataka o genetskim sekvencama koju vode Nacionalni instituti za zdravlje, i otkrili da svi dijele isti gen odgovoran za epigenetski obrazac koji se nalazi kod pacijenata na intenzivnoj njezi.

Sumnjajući da je ovaj epigenetski obrazac igrao ključnu ulogu u funkciji bakterija, Tim doktora Fanga surađivao je na dvije daljnje studije C. difficile sporulacije i miševi zaraženi C. difficile , s laboratorijem Aimee Shen, Doktor znanosti, Izvanredni profesor molekularne biologije i mikrobiologije na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Tufts i su-viši autor studije, i s laboratorijem Rite Tamayo, Doktor znanosti, Izvanredni profesor mikrobiologije i imunologije na Sveučilištu Sjeverna Karolina, Chapel Hill. U jednoj studiji s miševima, istraživači su otkrili da kada inhibiraju gen odgovoran za epigenetski obrazac, čak 100 puta manje bakterija bilo je prisutno nakon 6 dana u usporedbi s nepromijenjenim bakterijama.

Dr. Fang kaže da nalazi u ovim studijama naglašavaju značaj epigenetike u proučavanju razvoja bakterija i lijekova za infekciju.

Osim što nudi nove epigenetske uvide u proučavanje C. difficile i moguće ciljeve za razvoj lijekova, Doktor Fang se nada da će ovo istraživanje potaknuti daljnja proučavanja epigenetskih karakteristika bakterija.

Ovo je tek početak našeg razumijevanja epigenetske regulacije u bakterijama; ima još toliko pitanja na koja treba odgovoriti. Nadamo se da će ovo uzbudljivo otkriće potaknuti daljnju interdisciplinarnu suradnju u istraživanju epigenetike bakterija i kako možemo koristiti te nove spoznaje za razvoj spasonosnih tretmana za infekciju. "

Dr. Gang Fang, viši autor studije

• Crijevni mikrobi mogu umanjiti ili pojačati ozbiljnost infekcije norovirusom
• Geni koji pomažu crijevnim matičnim stanicama sagorijevati masti u prehrani mogu igrati ulogu u raku debelog crijeva