Lo studio individua un gene che consente alla clamidia di raccogliere il DNA dall'ambiente ospite

Secondo i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie, Chlamydia trachomatis è la malattia batterica a trasmissione sessuale più comunemente segnalata negli Stati Uniti, per un totale di 1,7 milioni di casi nel 2017. I tassi sono più alti tra adolescenti e giovani adulti. Non trattata, la clamidia può causare cecità e sterilità. Al di fuori degli Stati Uniti, la clamidia è la principale infezione batterica a trasmissione sessuale in tutto il mondo.

Un recente articolo di un team di biologi molecolari con sede presso l'Università del Kansas ha individuato un gene che consente alla clamidia di assorbire il DNA dall'ambiente ospite.

Proprio adesso, i principali antibiotici per il trattamento della clamidia sono la doxiciclina e l'azitromicina, ma questi sono simili a quelli che prenderesti per l'acne alla schiena o un'infezione respiratoria, rispettivamente. Quei farmaci non colpiscono solo la clamidia, ma colpiscono anche molti altri microbi, compreso il tuo microbioma. Così, mentre ci sono farmaci sufficienti per eliminare la tua infezione da clamidia, stai anche potenzialmente interrompendo la tua flora naturale. Lo sviluppo di una terapia che può essere specifica per la clamidia è di grande importanza. Stiamo imparando sempre di più che l'omeostasi del tuo intestino, della microflora del tuo corpo, è importante per la salute.

L'autore principale Scott LaBrie, uno studente di dottorato nel Dipartimento di Bioscienze Molecolari della KU

I collaboratori di LaBrie nella ricerca presentata in mBio erano studenti laureati KU Zoë Dimond, Kelly Harrison, Srishti Baid, scienziato post-dottorato Jason Wickstrum, e con P. Scott Hefty, professore di bioscienze molecolari. I ricercatori KU dell'Hefty Lab hanno anche lavorato con il coautore Robert Suchland dell'Università di Washington.

"Per provocare la malattia, la clamidia deve entrare in una cellula ospite e proteggersi dalle difese dell'ospite replicandosi anche in gran numero in modo che possa diffondersi alle cellule circostanti, L'autore corrispondente Hefty ha detto. "I meccanismi che molti batteri utilizzano per causare la malattia sono spesso acquisiti condividendo e assorbendo nuovo DNA, la molecola che costituisce i geni di un organismo. Fino ad ora, non è stato ben compreso come la clamidia acquisisca nuovo DNA. Però, utilizzando un nuovo strumento genetico, questo documento ha identificato un gene che consente alla clamidia di ottenere nuovo DNA dall'ambiente circostante".

Il team di ricerca ha utilizzato uno strumento genetico chiamato "mutagenesi del trasposone" che genera una mutazione in un singolo gene. I ricercatori hanno interrotto più di 80 geni nel cromosoma del batterio della clamidia, poi osservato effetti sulla crescita e l'infezione.

"C'è circa 1, 000 geni che possono essere potenzialmente interrotti, " LaBrie ha detto. "Non sono stati sviluppati molti strumenti genetici per studiare la biologia di base della clamidia. Così, questo ci consente di interrompere casualmente i singoli geni, quindi di indagare quale sia l'effetto o il fenotipo. Ciò può quindi evidenziare l'importanza di quel gene e il ruolo che potrebbe svolgere nella capacità dell'organismo di causare malattie".

LaBrie ha confrontato il test della funzionalità della clamidia a livello molecolare con gli esperimenti su un veicolo militare.

"Ecco dove entra in gioco questo strumento, ", ha detto. "Ho un po 'equiparare a un militare Humvee. Se non avessi idea di cosa fosse quel veicolo, potresti essere in grado di spegnere i suoi fari. E poi noteresti che viaggia solo di giorno, non di notte. Se fai scoppiare la gomma, potrebbe non andare da nessuna parte. Poi se hai buttato giù la sua pistola, potrebbe guidare dappertutto, ma non uccide nessuno. È un po' quello che stiamo facendo con diversi pezzi di Chlamydia:stiamo eliminando diversi componenti specifici, e poi osservando come ciò influisca sulla sua capacità di replicarsi, o infettare ed entrare nella cellula ospite, o quanto bene fa nell'infettare l'ospite in generale."

Utilizzando questo processo di eliminazione sia nelle piastre di Petri che nei modelli murini, il team ha isolato un gene critico nella clamidia che codifica per una proteina che acquisisce nuovo DNA dal suo ambiente ospite, denominato "ct339."

"La mutazione in questo gene ha fornito l'opportunità di generare prove che senza il gene intatto, la clamidia non potrebbe più acquisire nuovo materiale genetico che aiuti l'adattamento al suo ambiente, comprese le difese dell'ospite, "Ha detto pesante.

LaBrie ha definito la ricerca "muratura fondamentale".

"Speriamo che questo strumento possa evidenziare diversi geni e i loro prodotti, che poi potrebbe essere preso di mira per terapie, " ha detto. "Potrebbe essere che all'interno di questa libreria di mutanti ci sarebbe qualcosa che potrebbe emergere come un meccanismo assoluto utilizzato per la virulenza che potrebbe essere poi preso di mira - o da qualche farmaco che potrebbe legare e inibire quella proteina dallo svolgere la sua funzione, o identificando qualcosa che è in superficie che può essere preso di mira per un vaccino. Globale, questa è principalmente scienza di base, ma potrebbe aiutare a sviluppare obiettivi per future terapie".

LaBrie, che viene da Sacramento, California, e ha frequentato la Haskell Indian Nations University per i suoi studi universitari prima di venire alla KU, ha detto che sperava di conseguire il dottorato la prossima primavera. Dopo di che, ha intenzione di trasferirsi in Alaska con sua moglie, dove mira a continuare la sua carriera di ricercatore.

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