针对大肠杆菌的毒力因子提供了新的药物目标
在一项新的研究中,发表在今天(6月15日)自然通讯,Wellcome桑格研究所进行的多中心领导的研究小组,奥斯陆大学,伦敦帝国理工学院和伦敦大学学院,首次绘制进化时间表和人口的分布大肠杆菌的保护外膜,负责细菌的毒性。这项研究还显示了如何针对细菌的保护层可以帮助治疗extraintestinal感染。
这个新工作集中在一个特定的子集大肠杆菌与一个特定的胶囊——围绕一个细菌细胞外的障碍——科学家们称为K1。大肠杆菌这种类型的胶囊是已知的导致传染性疾病,如血液或肾脏感染,新生儿和脑膜炎。这是因为这个特殊的封面让他们模仿分子已经存在于人体组织,进入人体引起注意。
研究人员目前证据表明,针对胶囊可以用作治疗的基础上,以防止严重铺平了道路大肠杆菌感染。
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免费订阅大肠杆菌是一种常见的尿路和血液感染可以导致早产儿和足月新生儿脑膜炎,死亡率可高达40%。此外,hypervirulent和耐多药吗大肠杆菌在过去的十年意味着采取有效的措施来预防和治疗大肠杆菌现在已经成为紧迫。理解细菌的解剖学和如何发挥作用导致严重感染的疾病是预防的关键。科学家们直到现在缺乏普遍的基本知识,K1胶囊的进化和功能性质,限制了他们的战斗能力大肠杆菌感染。
威康基金会桑格研究所的研究员奥斯陆大学已经映射的进化大肠杆菌应变,其患病率和分布。利用高分辨率人口基因组学,全基因组测序和先进的计算工具,他们分析了5065份临床样本来自不同国家和时期。数据包括海量样本来自英国和挪威,新生成的成人和新生儿样本6个国家(如巴西、墨西哥和老挝等)和样品前抗生素时代——从1932年起。
他们发现这实际上特别致命的胶囊- K1日期更早,比我们以前所想象的大约500年前。这突出了胶囊的重要性为细菌的生存和成功的细胞外屏障的作用大肠杆菌extraintestinal感染的主要原因。
“这是令人兴奋的发现重建的可能性的进化史K1胶囊过去半个世纪,并看到胶囊基因已经被收购了一遍又一遍地被许多不同的血统病原体物种在过去的几个世纪。患病率和K1的历史是已知的,感觉就像我们真正进入一个未知领域,值得注意的是先进的理解这主要病原物种。”
塞吉奥Arredondo-Alonso博士奥斯陆大学的该研究的第一作者和威康桑格研究所
研究还表明,所有当前的25%大肠杆菌负责血液感染菌株包含遗传信息需要开发K1胶囊。获得一个完整的进化历史的压力将使研究人员了解细菌获得负责严重毒性的遗传物质首先,和分析方法来对抗他们。
利用酶从噬菌体的病毒感染并杀死细菌,研究人员能够消除细菌细胞外的屏障,使它容易受到人类的免疫系统。研究者使用人类血清在体外研究——血液的液体部分常用的实验室研究,针对这种胶囊可以广泛的治疗的一种方法大肠杆菌感染没有抗生素的使用,符合先前的实验动物感染。
“我们专门展示了进步成为可能通过结合实验与人口基因组学和微生物学进化建模工具,打开一个窗口将研究结果转化为未来的临床实践。我们表明,K1胶囊的治疗目标使得这些病原体更容易受到我们的免疫系统,并提供预防严重感染的可能性。例如,它可以帮助治疗新生儿脑膜炎K1所致大肠杆菌,这是一种罕见的但危险的条件与高死亡率和严重的长期不利健康的影响。”
亚历克斯·麦卡锡博士来自伦敦帝国学院的研究的资深作者
“我们的研究显示的重要性代表基因组调查病原体在时间和空间。这些研究将使我们能够重建成功的细菌的进化历史血统和查明基因组成的变化可以导致传播,引起疾病的能力。这样的知识最终提供的基础设计未来的干预和治疗方法对这些病原体。”
教授Jukka Corander,的文章的第二作者,来自威康桑格研究所的研究和奥斯陆大学的
参考:傅Arredondo-Alonso年代,Blundell-Hunter G, Z, et al .进化和功能的历史大肠杆菌K1胶囊。自然通讯。2023;14 (1):3294。doi:10.1038 / s41467 - 023 - 39052 - w
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