Predbežná úprava enzýmom poskytuje vysoko presný obraz o kožných baktériách

Zdravá pokožka má bakteriálny štít na ochranu pred choroboplodnými zárodkami:mikrobióm. O tejto komplexnej zostave mikroorganizmov sa predtým predpokladalo, že je ťažké ju dešifrovať. Tímu vedcov sa teraz podarilo pomocou enzýmu benzonázy identifikovať živé baktérie v kožných tampónoch sekvenovaním. Ich metóda otvára nové možnosti diagnostiky a liečby v dermatológii.

Pri mnohých kožných ochoreniach, ako je atopická dermatitída a akné, bakteriálna vrstva chrániaca pokožku je poškodená.

Našim cieľom je zistiť, akú úlohu pri týchto chorobách hrajú rôzne druhy kožných baktérií. “

Dr. Martin Köberle, Vedúci dermatologicko -infekčného laboratória, Klinikum Rechts der Isar Technickej univerzity v Mníchove (TUM)

Doterajšie snahy dermatológov o vyšetrenie podrobného zloženia mikrobiómu narazili na prekážky. Dôvod:V konvenčných kultúrach pestovaných na agarových doskách nie všetkým baktériám sa darí a množia sa rovnako dobre. Ako výsledok, niektoré pomaly rastúce druhy je možné úplne prehliadnuť. Nevýhodou novších genetických analytických metód je, že sa zachytáva veľké množstvo sekvencií DNA z kožných buniek a fragmentov mŕtvych baktérií. To znižuje informačnú hodnotu výsledkov.

Oddelenie genetickej pšenice od pliev

Dr. Köberle a biológ Dr. Yacine Amar, obe súčasti tímu prof. Biedermanna na klinike a poliklinike pre dermatológiu a alergológiu na TUM, vyvinuli metódu odstraňovania necieľových druhov DNA v spolupráci s medzinárodným, interdisciplinárny tím. Použili špeciálnu charakteristiku enzýmu benzonázy. Ničí nukleotidové reťazce, ktoré nesú dedičné informácie vo všetkom živom, tým, že ich rozdelí na krátke fragmenty. Deštrukcii enzýmom uniknú iba živé baktérie, ktorých DNA je chránená vonkajšou bunkovou stenou.

Benzonáza sa používa už nejaký čas, napríklad na čistenie bielkovín:Enzýmy rozkladajú všetky cudzie fragmenty DNA a RNA. Tieto je potom možné odstrániť v odstredivke, zanechávajúc proteíny za sebou. Výber kožných baktérií funguje podľa rovnakého princípu:Genetický materiál z kožných buniek alebo odumretých baktérií je rozbitý enzýmom a potom môže byť oddelený od vzorky. Zostávajúce baktérie je možné mechanicky zničiť, umožnenie štúdia ich DNA.

„Naše experimenty ukázali, že s touto metódou, skutočne môžeme úplne eliminovať necieľovú DNA a vybrať kožný mikrobióm, "hovorí vedúci projektu Yacine Amar. V laboratóriu pôvodne študoval umelé vzorky obsahujúce zmes ľudských buniek a mŕtvych a živých baktérií vytvorených podľa prísneho protokolu a predbežne ošetrených benzonázou." Potom sa použil tento proces-známy ako 16S sekvenovanie- veľmi presný obraz o zložení neporušených baktérií, "hovorí výskumník. Analýza tampónov zo skutočnej pokožky bola rovnako úspešná:vo vzorkách sa nenašla žiadna zvyšková DNA z mŕtvych baktérií."

Doktor Köberle je presvedčený, že tento prístup bude tiež hrať kľúčovú úlohu v budúcom výskume:„Výber živých kožných baktérií na báze enzýmov nám môže pomôcť nájsť mikrobiálne biomarkery pre určité dermatologické ochorenia a tiež identifikovať baktérie, ktoré majú pozitívny vplyv. o priebehu choroby. Možno sa jedného dňa použijú na liečbu. “ Nová metóda na analýzu mikrobiómov sa už používa v mnohých kohortových štúdiách o kožných ochoreniach na klinike a poliklinike pre dermatológiu TUM.

• Systém dohľadu nad odpadovou vodou UC San Diego umožňuje včasnú detekciu väčšiny prípadov COVID-19
• Mount Sinai udelila viac ako 4 milióny dolárov na vyhodnotenie skríningu rakoviny konečníka u vysokorizikových žien