Fluemodell kan bidra til å legge grunnlaget for nye terapier for å bekjempe vanskelig patogen

De Clostridium difficile patogen tar navnet sitt fra det franske ordet for "vanskelig". En bakterie som er kjent for å forårsake symptomer som spenner fra diaré til livstruende tykktarmskade, C. difficile er en del av en voksende epidemi som bekymrer eldre og pasienter på antibiotika.

Utbrudd av C. difficile -infiserte tilfeller har gradvis økt i vestlige land, med 29, 000 rapporterte dødsfall per år alene i USA.

Nå, biologer ved University of California San Diego trekker paralleller fra nyutviklede modeller av den vanlige fruktfluen for å legge grunnlaget for nye terapier for å bekjempe patogenets spredning. Rapporten deres er publisert i tidsskriftet iScience .

C. difficile infeksjoner utgjør en alvorlig risiko for sykehusinnlagte pasienter. Denne forskningen åpner en ny måte å forstå hvordan dette patogenet får en fordel i forhold til andre gunstige bakterier i det menneskelige mikrobiomet gjennom produksjon av toksiske faktorer. Slik kunnskap kan hjelpe til med å utvikle strategier for å inneholde dette patogenet og redusere den store lidelsen det forårsaker. "

Ethan Bier, fremstående professor i avdeling for biologiske vitenskaper og vitenskapsdirektør ved UC San Diego -enheten ved Tata Institute for Genetics and Society (TIGS)

Som med de fleste bakterielle patogener, C. difficile utskiller giftstoffer som kommer inn i vertsceller, forstyrre viktige signalveier og svekke vertens normale forsvarsmekanismer. De mest potente stammene av C. difficile slippe løs et to-komponent toksin som utløser en rekke komplekse cellulære responser, som kulminerer i dannelsen av lange membranfremspring som lar bakteriene feste seg mer effektivt til vertsceller.

UC San Diego -forskere i Bier's lab skapte stammer av fruktfluer som er i stand til å uttrykke den aktive komponenten i dette toksinet, kjent som "CDTa." Stammene tillot dem å studere de forseggjorte mekanismene som ligger til grunn for CDTa -toksisitet i et levende modellsystem med fokus på tarmen, som er nøkkelen siden fordøyelsessystemet til disse små fluene er overraskende likt menneskers.

"Fluetarmen gir en rask og overraskende nøyaktig modell for den menneskelige tarmen, som er infeksjonsstedet av C. difficile , "sa Bier." Det store utvalget av sofistikerte genetiske verktøy i fluer kan identifisere nye mekanismer for hvordan toksiske faktorer produsert av bakterier forstyrrer cellulære prosesser og molekylære veier. Slike funn, en gang validert i et pattedyrsystem eller menneskelige celler, kan føre til nye behandlinger for å forebygge eller redusere alvorlighetsgraden av C. difficile infeksjoner. "

Fruktfluemodellen ga forskerne en klar vei for å undersøke genetiske interaksjoner forstyrret av hendene på CDTa. De fant til slutt ut at toksinet forårsaker kollaps av nettverk som er avgjørende for næringsopptak. Som et resultat, modellen flyr kroppsvekt, avføring og total levetid ble sterkt redusert, etterligner symptomer hos mennesker C. difficile -infiserte pasienter.

• Genomisk sekvenseringsteknikk hjelper til med å forstå tarmmikrobiota én celle om gangen
• Studie identifiserer to mulige mål for å stoppe leverskade i NASH