A través de la identificación de un aumento de la producción de toxinas por las formas epidémicas del grupo Astreptococcus (la bacteria "comer carne"), por primera vez, los científicos son capaces de identificar los eventos moleculares que contribuyen a las grandes epidemias de la enfermedad intercontinentales. El estudio se basa en la secuenciación de casi 5.000 Astreptococcusgenomes grupo recogidos durante décadas.
Los investigadores del Instituto Metodista de Houston Investigación del Hospital Metodista de Houston, instituciones en Finlandia e Islandia, y el Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas de Estados Unidos informan de sus descubrimientos e implicaciones para futuros estudios de enfermedades epidémicas en un upcomingJournal of Clinical Investigation (a principios de línea).
Según James M. Musser, MD, Ph.D., investigador principal del estudio y director del Departamento de Patología y Medicina Genómica en el Instituto de Investigación Metodista de Houston, la colaboración en la investigación mostró, a nivel de nucleótidos precisa, los cambios genéticos que contribuido a grandes epidemias de grupo Astreptococcus (GAS).
"Estos resultados nos da ahora la oportunidad de comenzar a desarrollar nuevas herramientas y estrategias de la medicina traslacional", dijo Musser. "Podemos utilizar esta información para desarrollar nuevas terapias, técnicas avanzadas de diagnóstico y nuevas formas de prevenir o amortiguar, las epidemias".
De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, GAS causa más de 600 millones de casos de enfermedad en seres humanos cada año. La mayoría de los casos son Astreptococcuspharyngitis grupo, más comúnmente conocida como la faringitis estreptocócica. Pero estreptococo del grupo A es también la principal causa de enfermedad cardíaca infantil prevenible causada por la fiebre reumática y la cardiopatía reumática. En el otro extremo del espectro de gravedad de la infección, el grupo Astreptococcusalso provoca fascitis necrotizante ( "come-carne" enfermedad), una infección con una alta tasa de mortalidad.
El equipo de colaboradores de científicos internacionales encontró que el grupo Astreptococcuswas un excelente organismo modelo para el estudio de las bases moleculares de las infecciones bacterianas epidémicas. Los investigadores saben desde hace más de un siglo que esta bacteria patógena puede causar epidemias, pero nadie ha sido capaz de abordar plenamente la causa. Ahora, con la secuenciación de próxima generación, los científicos son capaces de secuenciar el genoma completo de la bacteria, tal como se hace en los seres humanos. Grupo Astreptococcuswas seleccionado como el organismo modelo para el estudio debido a la disponibilidad de muestras completas de deformación recogidos durante décadas, y su genoma relativamente pequeño, que permite que el genoma de miles de cepas a ser secuenciado completamente con relativa rapidez.
hipótesis original de los investigadores, que resultó ser correcta, era que los cambios en la composición genética del patógeno gas se había constituido la base de nuevas epidemias. Para hacer frente a esta hipótesis, el equipo internacional colaborando secuenció el genoma de miles de cepas que causan enfermedades, definir con precisión todas las mutaciones de pares de bases en las cepas.
"La sorpresa fue que los cambios implicados alteraciones en los genes que codifican dos potentes toxinas que contribuyen a las infecciones en humanos", dijo Musser, que es director del Centro de Investigación de Enfermedades molecular y traslacional infecciosa Humana en Houston Metodista.
Los investigadores encontraron que en la forma epidémica del grupo Astreptococcus, que puede manifestarse como la fascitis necrotizante, enfermedad o "comer carne", hubo dos cambios importantes y cruciales dentro de la región reguladora de las cepas epidémicas. La región reguladora identificada controla cómo se transcriben dos genes clave que codifican toxinas y las proteínas tóxicas hechas. Estos cambios genéticos específicos resultan en la creación de polimorfismos de nucleótido único, o SNPs.
El equipo de Musser encontró que dos de los SNPs como resultado un aumento significativamente la producción de dos toxinas que dañan a los seres humanos importantes llamados estreptolisina O y NAD-glicohidrolasa. La tercera SNP crea una forma de una de las toxinas que se hace más activa que la forma original. Los tres de estos SNPs contribuido a la construcción de un organismo patógeno que es una máquina más virulenta capaz de causar epidemias.
"Piense en el termostato de su casa que controla la temperatura. Si usted desea hacer su casa más caliente, o si Astreptococcuswants Grupo de realizar en sí 'más caliente', es decir, más virulenta, que llega el calor, haciendo más de estas dos toxinas que dañan las células humanas ", dijo Musser.
Musser y equipo son los resultados esperanzadores de su modelo de estudio permitirán a otros investigadores de enfermedades infecciosas para el uso de estrategias análogas que se centran en otros patógenos, como el Staphylococcus aureus (la principal causa de infecciones de la piel y tejidos blandos), y las bacterias resistentes a los antibióticos tales asKlebsiella pneumoniaorEscherichia coli.
Un video sobre la investigación se puede encontrar aquí: https: //vimeo.com/134987374
Jim Musser, MD, PhD: Scientists Identify a Mechanism of Epidemic Bacterial Disease (Journal of Clinical Investigation) from Jones Cinema Arts on Vimeo.
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