贿赂细菌,才能很好地对每个人来说都是好的

使用抗生素导致抗生素耐药性的流行,越来越多的敏感细菌被杀死但更具弹性的菌株与放弃生活和繁殖。但如果抗生素不是传染病的终极解决方案,是什么?

索尔克研究所的研究人员报告,给小鼠膳食铁补充剂使他们生存通常致命的细菌感染,导致后人不致命的细菌。发表在《细胞》杂志上的方法,8月9日,2018年,展示了在临床前研究non-antibiotic-based策略(如营养干预措施可转移病人和病原体之间的关系从对抗走向合作。

“抗生素和抗菌剂是最重要的一个医学的进步,我们需要继续努力专注于发展新类抗菌剂,”艾尔斯副教授詹妮尔说,握着海伦McLoraine发展的椅子,是新文章的资深作者。“但是我们需要学习历史和思考其他方法治疗传染性疾病。我们的工作显示,而不是杀死细菌,如果我们促进宿主的健康,我们可以抑制细菌的行为,这样他们不会引起疾病,我们可以开车危险性菌株的进化。”

艾尔斯的先驱研究微生物和宿主之间的相互作用,发现越来越多的证据表明,除了我们的免疫系统,能够杀死病原体,她所说的合作防御系统,在宿主的相互作用促进健康。例如,在2017年她的团队发现沙门氏菌可以克服宿主的天然厌恶食品生病时,导致更多的营养物质为细菌和温和的感染宿主。2015年,艾尔斯实验室发现老鼠的大肠杆菌,能提高动物的耐受感染的肺部和肠道,防止浪费了常见的肌肉组织和潜在的致命损失发生在严重感染。

对当前工作,艾尔斯的小组研究了一种天然的胃肠道感染小鼠造成的枸橼酸杆菌属rodentium (CR),导致腹泻,减肥,在极端的情况下,死亡。(CR与致病性大肠杆菌与人类食品召回相关)。

阐明小说合作防御系统的机制,索尔克团队使用一种创新的方法叫做致死剂量50 (LD50)的剂量的细菌杀死宿主人口的50%,而另一半的人幸存。使用所谓的系统生物学方法,他们分析了诱导的基因活动感染的健康人群感染病人口相比,以及未感染健康的小鼠。从这个分析,他们发现主机铁代谢增加感染的健康人群。

测试铁代谢的重要性在促进合作防御系统感染期间,艾尔斯和她的合著者(包括本科卡琳娜桑切斯,他和艾尔斯实验进行了两年,直到毕业,现在在实验室技术员)给了人口的老鼠LD100剂枸橼酸杆菌属(应该杀死宿主人口的100%)和美联储一半的人口正常饮食和另一半只有14天的饮食补充铁,在那之后他们回到一个正常的饮食。20天,所有被感染的老鼠的免烫组死于感染。然而,supplemental-iron组中,100%的受感染的老鼠和健康的活着,即使是在30天。研究人员发现,即使他们给动物病原体LD100剂量的1000倍,为期两周的铁动物保持了活力和健康。

组织分析的实验显示,两组的感染小鼠类似水平的细菌,但铁组出现健康而免烫组病情加重了。艾尔斯和她的团队使用膳食铁作为一种工具来调查铁代谢的机制治愈感染。他们发现,短的膳食铁引起的一种急性胰岛素抵抗状态的老鼠。这减少了葡萄糖(糖)从肠道吸收,增加糖在肠道病原体代谢。增加葡萄糖代谢阻止病原体将导致疾病的基因。此外,研究小组发现他们可以绕过铁和使用葡萄糖补充,实现相同的结果。

有趣的是,艾尔斯和她的研究小组发现,一年后被感染的动物枸橼酸杆菌属和收到一个两周的饮食铁还活着,健康,和令人惊讶的还是殖民地的胃肠道病原体。“这非常令人兴奋,因为它表明,我们基本上开车弱毒株的病原体的进化,”艾尔斯说。决定如果这是这样,团队枸橼酸杆菌属的基因组测序,这些动物中分离的发现,在引起疾病所需的基因,细菌突变积累,呈现这些基因功能。这暗示,通过增加大量的病原体,可用葡萄糖团队阻止细菌打开在其宿主基因导致更多疾病的症状。,随着时间的推移,通过其营养需求满足,病原体是越来越敌对的和更多的合作。

而她的团队发现膳食铁是一种有效治疗感染性腹泻的临床前研究,艾尔斯警告说,铁是不会为所有传染性疾病的解决方案。“有些感染,如疟疾、给铁是一个非常糟糕的想法,当寄生虫铁,“艾尔斯说。“然而,我真的鼓励我们的发现,因为他们认为操纵宿主和病原体的代谢状态常见的饮食元素可以非常有效地治疗感染。这意味着我们可以将感染策略,更在全球范围内访问,”艾尔斯说。

集团下一个计划探索削弱菌株是否会被用作一种活疫苗或是否(以及在什么条件下)弱毒株可能恢复到毒性或致命性。

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