Odkritje v biologiji C. difficile odpira novo okno za razvoj zdravil za nevarne okužbe

Postopek, imenovan sporulacija, ki pomaga nevarni bakteriji Clostridium difficile ( C. difficile ) za preživetje v negostoljubnih razmerah in širjenje urejajo epigenetika, dejavniki, ki vplivajo na izražanje genov zunaj genetske kode DNK, poročajo raziskovalci medicinske šole Icahn na gori Sinaj. To je prvo odkritje, da epigenetika uravnava sporulacijo pri vseh bakterijah. Njihove raziskave, objavljeno 25. novembra ^th v Mikrobiologija narave , odpira novo okno za razvoj zdravil za to uničujočo okužbo.

C. difficile vsako leto okuži skoraj pol milijona ljudi, povzročil hudo drisko in ubil nekaj manj kot 10 odstotkov tistih, starejših od 65 let. Spore bakterij, ki se širijo z blatom, so zelo odporni in lahko preživijo zunaj telesa tedne ali mesece, okužbe posameznikov, ki pridejo v stik z onesnaženimi površinami.

Ker je okužba tako pogosta in uničujoča, the C. difficile genom je dobro preučen, ampak Gang Fang, Doktor znanosti, Izredni profesor za genetiko in genomske znanosti na Inštitutu za podatkovno znanost in genomsko tehnologijo Mount Sinai Icahn ter višji avtor študije, pravi, da sta se s sodelavci pri svojem raziskovanju lotila drugačnega pristopa. "Želeli smo preučiti genski kod bakterij in pogledati, kakšne kemične spremembe so nastale v genomu, "je dejal dr. Fang. Medtem ko so te epigenetske kemične spremembe, imenovano metilacija, ne spreminjajo zaporedja genov, lahko spremenijo aktivnost določenega gena, da postane bolj ali manj aktivna, ki močno vpliva na delovanje organizma.

Ekipa dr.Fanga je leta 2012 pionirala uporabo zaporedja DNK tretje generacije za preslikavo epigenetskih dejavnikov pri bakterijah in začela preučevati C. difficile epigenetike leta 2015. Prvič, ekipa izolirana C. difficile iz vzorcev iztrebkov 36 bolnikov na oddelku za intenzivno nego (ICU) v bolnišnici Mount Sinai, ki so bili z njim okuženi. Analizirali so vzorce in našli en poseben epigenetski vzorec, ki je bil v vseh vzorcih zelo ohranjen. Naslednji, preverili so okoli 300 C. difficile genomi iz GenBank, zbirko podatkov o genetskih sekvencah, ki jo vodi Nacionalni inštitut za zdravje, in ugotovili, da imajo vsi isti gen, odgovoren za epigenetski vzorec pri bolnikih na oddelku za intenzivno nego.

Sum na ta epigenetski vzorec je imel ključno vlogo pri delovanju bakterij, Ekipa dr. Fanga je sodelovala pri dveh nadaljnjih študijah C. difficile sporulacije in miši, okužene z C. difficile , z laboratorijem Aimee Shen, Doktor znanosti, Izredni profesor za molekularno biologijo in mikrobiologijo na Medicinski fakulteti Univerze Tufts in so-višji avtor študije, in z laboratorijem Rite Tamayo, Doktor znanosti, Izredni profesor za mikrobiologijo in imunologijo na Univerzi v Severni Karolini, Chapel Hill. V eni študiji z miši so raziskovalci so ugotovili, da ko so zavirali gen, odgovoren za epigenetski vzorec, po 6 dneh je bilo prisotnih kar 100 -krat manj bakterij v primerjavi s nespremenjenimi.

Dr.Fang pravi, da ugotovitve v teh študijah poudarjajo pomen epigenetike pri preučevanju bakterij in razvoja zdravil za okužbo.

Poleg tega, da ponuja nove epigenetske vpoglede v preučevanje C. difficile in možne cilje za razvoj zdravil, Dr.Fang upa, da bo ta raziskava spodbudila nadaljnje študije epigenetskih značilnosti bakterij.

To je šele začetek našega razumevanja epigenetske regulacije pri bakterijah; toliko vprašanj je še treba odgovoriti. Upamo, da bo to razburljivo odkritje spodbudilo nadaljnje interdisciplinarno sodelovanje pri raziskovanju epigenetike bakterij in kako lahko te nove spoznanja uporabimo za razvoj reševalnih zdravil za okužbo. "

Dr. Gang Fang, višji avtor študije

• Črevesni mikrobi lahko zmanjšajo ali povečajo resnost okužbe z norovirusom
• Geni, ki pomagajo črevesnim izvornim celicam pri izgorevanju maščob s hrano, lahko igrajo vlogo pri raku debelega črevesa