Doradztwo medialne

Czwartek, 25 stycznia 2024 r

Co

Naukowcy nieoczekiwanie odkryli, że osłabiona forma bakterii Coxiella burnetii (C. burnetii) zwykle nie powoduje chorób, ale w naturalny sposób nabył do tego zdolność. C. burnetii powoduje gorączkę Q u ludzi, a jej osłabione formy to formy wykorzystywane do celów naukowych. Następnie naukowcy zidentyfikowali mutację genetyczną odpowiedzialną za zwiększoną zdolność wywoływania chorób (zjadliwość) i stworzyli formę bakterii pozbawioną wady genetycznej, którą można było bezpiecznie wykorzystać w badaniach. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Narodowego Instytutu Alergii i Chorób Zakaźnych (NIAID), będącego częścią Narodowego Instytutu Zdrowia, oraz współpracowników z Washington State University i Northern Arizona University, zostało opublikowane w czasopiśmie: Komunikacja przyrodnicza.

C. burnetti w naturalny sposób infekuje zwierzęta gospodarskie, w tym kozy, owce i bydło. Bakteria powoduje gorączkę Q, rzadką chorobę ludzką, na którą w Stanach Zjednoczonych zgłasza się mniej niż 1000 przypadków rocznie. Osoby z grupy najwyższego ryzyka C. burnetii zakażenia obejmują rolników, lekarzy weterynarii i badaczy zwierząt, ponieważ zakażenie jest spowodowane wdychaniem kurzu zanieczyszczonego zakażonymi produktami zwierzęcymi, takimi jak kał, mocz, mleko i produkty porodowe. Gorączka Q charakteryzuje się łagodnymi do ciężkich objawami grypopodobnymi i można ją leczyć antybiotykami. U osób, u których rozwinie się ciężka choroba, może wystąpić zakażenie płuc (zapalenie płuc) lub wątroby (zapalenie wątroby). U niewielkiego odsetka zakażonych osób (mniej niż 5 na 100) rozwija się poważniejsza infekcja zwana przewlekłą gorączką Q, która rozwija się miesiące lub lata po początkowej infekcji. Stan ten wymaga miesięcy leczenia antybiotykami i może zakończyć się śmiercią.

Różne formy lipopolisacharydu (LPS) – dużej cząsteczki znajdującej się na zewnętrznej błonie bakterii Gram-ujemnych – mogą znacząco wpływać na zdolność bakterii do wywoływania chorób u ludzi. Zmienność w postaci LPS jest znana jako „zmiana fazowa” i jest szczególnie ważna C. burnetii ponieważ pomaga określić zjadliwość bakterii. Naukowcy z NIAID i ich współpracownicy postanowili dokładnie określić, jak wpływa długość LPS C. burnetii zdolność wywoływania choroby. Forma C. burnetii występujący w przyrodzie (zwany „typem dzikim”) jest wysoce zjadliwy i jest uważany przez amerykańskie Centra Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC) za wybrany czynnik, który wymaga specjalnych zdolności laboratoryjnych w zakresie bezpieczeństwa biologicznego i zabezpieczeń do badań. Oprócz w pełni zjadliwego szczepu Nine Mile I (NMI) występują dwie dodatkowe formy C. burnetii są zwykle wykorzystywane do celów badawczych – żaden nie jest tak zjadliwy jak NMI. Te formy bakterii obejmują: NMC, która jest umiarkowanie zjadliwa, oraz NMII, która nie jest uważana za zjadliwą i charakteryzuje się dużą delecją chromosomową, która nieodwracalnie eliminuje dwa geny zaangażowane w biosyntezę LPS. Szczep NMII jest wyłączony z przepisów CDC dotyczących wybranych agentów ze względu na jego niezdolność do wywoływania choroby.

Aby zbadać, jak długość LPS wpływa C. burnetii zjadliwość, badacze zakażali świnki morskie NMI, NMC lub NMII; wszystkie eksperymenty przeprowadzono w laboratoriach na poziomie 3 bezpieczeństwa biologicznego. Czternaście dni po zaszczepieniu naukowcy nieoczekiwanie odkryli izolaty NMII w śledzionach 3 z 4 świnek morskich zakażonych tym szczepem, co sugeruje, że bakterie rozprzestrzeniły się wśród zwierząt, a nie zostały natychmiast usunięte. Co więcej, naukowcy odkryli, że izolaty NMII charakteryzowały się nierozpoznaną formą modyfikacji LPS, która pomogła wytworzyć wydłużony LPS i dlatego stała się podobnie zjadliwa jak szczep NMC. Aby ustalić, czy wydłużenie LPS ograniczało się do modeli zwierzęcych, badacze pasażowali, czyli hodowali, NMII w hodowli komórkowej przez 50 tygodni. Ponownie szczep NMII wykazywał reaktywność LPS, która sugerowała nabytą zjadliwość. Na podstawie analizy naukowcy ustalili, że bakteria NMII charakteryzowała się specyficzną mutacją genetyczną, która powodowała wydłużenie LPS i zwiększała potencjał chorobotwórczy szczepu. Aby rozwiać potencjalne obawy dotyczące bezpieczeństwa, naukowcy stworzyli szczep NMII, nazwany NMII-E, który usuwał określony gen i odkrył, że szczep ten nie wywołuje takich samych efektów LPS.

Według autorów odkrycia mają konsekwencje dla pracy laboratoryjnej C. burnetii, czułość diagnostyczna i opracowanie szczepionki. W szczególności zdolność szczepu NMII do naturalnego powrotu do bardziej zjadliwej formy sugeruje, że poszczególni badacze pracujący ze szczepem powinni wykonywać swoją pracę w warunkach wyższego poziomu bezpieczeństwa biologicznego. Co ważne, zauważają, że praca ta pokazuje sukces programu wybranych agentów i rozwój bezpiecznych alternatyw w prowadzeniu ważnych badań naukowych.

Artykuł

CM długi i in. Naturalna rewersja sprzyja wydłużaniu się LPS w postaci osłabionej Coxiella burnetii napięcie. Komunikacja przyrodnicza DOI: 10.1038/s41467-023-43972-y.

Kto

Doktor Carrie M. Long, niezależna badaczka w Laboratorium Bakteriologii NIAID i autorka korespondująca z artykułem, jest gotowa do komentowania.

NIAID prowadzi i wspiera badania – w NIH, w całych Stanach Zjednoczonych i na całym świecie – mające na celu badanie przyczyn chorób zakaźnych i chorób o podłożu immunologicznym oraz opracowywanie lepszych sposobów zapobiegania, diagnozowania i leczenia tych chorób. Komunikaty prasowe, arkusze informacyjne i inne materiały związane z NIAID są dostępne na stronie internetowej NIAID.

Informacje o Narodowych Instytutach Zdrowia (NIH):NIH, krajowa agencja badań medycznych, składa się z 27 instytutów i ośrodków i jest częścią amerykańskiego Departamentu Zdrowia i Opieki Społecznej. NIH jest główną agencją federalną prowadzącą i wspierającą podstawowe, kliniczne i translacyjne badania medyczne oraz badającą przyczyny, metody leczenia i lekarstwa na choroby powszechne i rzadkie. Więcej informacji na temat NIH i jego programów można znaleźć na stronie www.nih.gov.

NIH… Przekształcenie odkrycia w zdrowie^®

###