Ponad dziesięć lat temu lekarze na całym świecie zaczęli zgłaszać przypadki zakażenia nowym hiperwirulentnym szczepem wirusa grypy Klebsiella pneumoniaektóre mogą zarazić i poważnie zachorować na zdrowe osoby.
Jednym z nich był dr Thomas A. Russo z Uniwersytetu w Buffalo i VA Western New York Healthcare System (VAWNYHS). W 2011 r. leczył swój pierwszy przypadek w Buffalo – młodego człowieka bez innych chorób współistniejących, który przez wiele miesięcy był hospitalizowany z powodu tej hiperzjadliwej bakterii. Pacjent w pełni wyzdrowiał, ale Russo zainteresował się tą hiperzjadliwą bakterią i zaniepokoił się, biorąc pod uwagę fakt, że była ona w stanie zakażać zdrowe osoby w danej społeczności i z czasem mogła stać się lekooporna.
Więcej przypadków i są lekooporni
Alarm ten był uzasadniony. Hiperwirulentna bakteria rozprzestrzeniła się po całym świecie. Może powodować zakażenia inwazyjne tkanek, które u zdrowych osób zagrażają narządom i życiu. Niektóre szczepy nabyły oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe; szczepy te nazwano „prawdziwymi i przerażającymi superbakteriami”.
Na początku tego roku Europejskie Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom Unii Europejskiej odnotowało znaczny wzrost liczby przypadków hiperwirulentnej choroby Klebsiella pneumoniae oraz że przypadki te były oporne na antybiotyki z grupy karbapenemów, które często stanowią lekarstwo „ostateczności” w przypadku infekcji bakteryjnych.
Teraz, dzięki licznym publikacjom na temat tej bakterii, Russo zidentyfikował elementy genetyczne odpowiedzialne za przekształcenie klasycznej Klebsiella pneumoniae, która zazwyczaj zakaża w placówkach opieki zdrowotnej tylko osoby chore i/lub osoby z obniżoną odpornością, w hiperwirulentną. Klebsiella pneumoniaektóry może również zakażać zdrowe osoby w społeczeństwie.
Opublikowane w zeszłym miesiącu w eBioMedicine badanie jest pierwszym, które określa względny udział kilku kluczowych elementów genetycznych w hiperwirulencji tej bakterii.
Rozszyfrowanie hiperwirulencji
„Naszym celem w tym badaniu było rozszyfrowanie, w jaki sposób kilka czynników genetycznych przyczynia się do tej hiperzjadliwości, aby wyznaczyć kierunki rozwoju terapii zapobiegawczych, leczenia i strategii kontroli hiperwirulencji” Klebsiella pneumoniae”, mówi Russo, starszy autor i wybitny profesor SUNY oraz szef Oddziału Chorób Zakaźnych w Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences. Przyjmuje pacjentów w UBMD Internal Medicine i VAWNYHS.
Aby to osiągnąć, naukowcy przeprowadzili systematyczne badania czterech reprezentatywnych szczepów klinicznych o charakterze hiperwirulentnym Klebsiella pneumoniae. Dokonali tego poprzez konstruowanie i testowanie mutantów, w których pVir, duży plazmid posiadany przez hiperwirulentne Klebsiella pneumoniae usunięto szczepy i inne czynniki zjadliwości, pojedynczo lub w kombinacji.
Russo wyjaśnia, że plazmidy są elementami genetycznymi oddzielnymi od chromosomu. Zawierają wiele genów, z których niektóre mogą zwiększać zjadliwość i/lub nadawać oporność na wybrane środki przeciwdrobnoustrojowe.
„Chociaż wiadomo było, że plazmid przyczynia się do hiperwirulencji u Klebsiella pneumoniaejego względna rola i względna rola wybranych czynników zjadliwości kodowanych na plazmidzie lub chromosomie nie zostały dobrze określone” – mówi Russo.
Odkrycia zdecydowanie potwierdziły, że pVir jest główną determinantą genetyczną, która zmienia wyjściowy potencjał zjadliwości klasycznych K. zapalenie płuc szczepów do tych obserwowanych dla hiperwirulentnych Klebsiella pneumoniae szczepy. Dane potwierdzają również istnienie dodatkowych czynników zjadliwości kodowanych przez pVir, które nie zostały jeszcze zidentyfikowane.
„Czynniki genetyczne określone jako najważniejsze pod względem ilościowym mogą stanowić potencjalne cele terapeutyczne przy opracowywaniu środków zaradczych” – mówi Russo.
Poprzednia praca jego grupy opublikowana w mBio wykazała, że szczep może być hiperwirulentny, jeśli zawiera pięć specyficznych genów zlokalizowanych na plazmidzie. Prace te mogą mieć kluczowe znaczenie dla opracowania testu diagnostycznego na obecność hiperwirulentu Klebsiella pneumoniae. Obecnie laboratoria mikrobiologii klinicznej nie są w stanie odróżnić wirusa klasycznego od hiperwirulentnego Klebsiella pneumoniae.
Współautorami wraz z Russo są Ulrike Carlino-MacDonald, Connor J. Davies i Cassandra L. Alvarado, wszyscy pracownicy VA i Wydziału Lekarskiego Szkoły Jacobs; Zachary J. Drayer z Wydziału Lekarskiego; Kompleksowe Centrum Onkologii im. Alana Hutsona w Roswell Park; oraz Ting L. Luo, Melissa J. Martin, Patrick T. McGann i Francois Lebreton, wszyscy z Repozytorium i sieci nadzoru organizmów wielolekoopornych, Instytutu Badawczego Armii Waltera Reeda. Russo współpracuje także z Witebsky Center for Microbial Pathogenesis w szkole Jacobs.
