Vliegmodel kan helpen de basis te leggen voor nieuwe therapieën om moeilijke ziekteverwekkers te bestrijden

C. moeilijk infecties vormen een ernstig risico voor gehospitaliseerde patiënten. Dit onderzoek opent een nieuwe weg om te begrijpen hoe deze ziekteverwekker een voordeel verkrijgt ten opzichte van andere nuttige bacteriën in het menselijk microbioom door de productie van toxische factoren. Dergelijke kennis kan helpen bij het bedenken van strategieën om deze ziekteverwekker in te dammen en het grote leed dat het veroorzaakt te verminderen."

Ethan Bier, onderscheiden professor in de afdeling Biologische Wetenschappen en wetenschappelijk directeur van de UC San Diego-eenheid van het Tata Institute for Genetics and Society (TIGS)

Zoals met de meeste bacteriële pathogenen, C. moeilijk scheidt toxines af die gastheercellen binnendringen, belangrijke signaalroutes verstoren en de normale afweermechanismen van de gastheer verzwakken. De meest krachtige soorten van C. moeilijk een tweecomponententoxine ontketenen dat een reeks complexe cellulaire reacties teweegbrengt, culminerend in de vorming van lange membraanuitsteeksels waardoor de bacteriën zich effectiever kunnen hechten aan gastheercellen.

Wetenschappers van UC San Diego in het laboratorium van Bier creëerden fruitvliegsoorten die de actieve component van dit toxine tot expressie kunnen brengen, bekend als "CDTa." Met de stammen konden ze de uitgebreide mechanismen bestuderen die ten grondslag liggen aan CDTa-toxiciteit in een levend modelsysteem gericht op de darm, wat essentieel is, omdat het spijsverteringsstelsel van deze kleine vliegen verrassend veel lijkt op dat van mensen.

"De vliegendarm biedt een snel en verrassend nauwkeurig model voor de menselijke darm, wat is de plaats van infectie door C. moeilijk , " zei Bier. "De enorme reeks geavanceerde genetische hulpmiddelen in vliegen kan nieuwe mechanismen identificeren voor hoe toxische factoren die door bacteriën worden geproduceerd, cellulaire processen en moleculaire routes verstoren. Zulke ontdekkingen, eenmaal gevalideerd in een zoogdiersysteem of menselijke cellen, kan leiden tot nieuwe behandelingen voor het voorkomen of verminderen van de ernst van C. moeilijk infecties."

Het fruitvliegmodel gaf de onderzoekers een duidelijk pad om genetische interacties te onderzoeken die verstoord waren door CDTa. Ze ontdekten uiteindelijk dat het toxine een ineenstorting veroorzaakt van netwerken die essentieel zijn voor de opname van voedingsstoffen. Als resultaat, het lichaamsgewicht van het model vliegt, fecale output en algehele levensduur waren ernstig verminderd, symptomen nabootsen bij mensen C. moeilijk -geïnfecteerde patiënten.

• Genomische sequencing-techniek helpt de darmmicrobiota cel voor cel te begrijpen
• Studie identificeert twee mogelijke doelen om leverschade in NASH te stoppen