Научници су шокирани откривши да се Е. цоли шири једнако брзо као и свињски грип

По први пут, истраживачи са Веллцоме Сангер института, Универзитета у Ослу, Универзитета у Хелсинкију, Универзитета Аалто у Финској и њихови сарадници су били у могућности да процене колико ефикасно једна особа може да пренесе цревне бактерије другима. Ова врста прорачуна, која мери брзине преноса, раније је била могућа углавном за вирусе.

Праћење опасних сојева међу популацијама

Студија, објављена данас (4. новембра) у Натуре Цоммуницатионспрегледао три кључ Е. цоли сојеви који круже у Великој Британији и Норвешкој. Два од ових сојева су отпорна на неколико уобичајених класа антибиотика. Они су такође најчешћи узрочници инфекција уринарног тракта и крвотока у обе земље. Истраживачи сугеришу да би боље праћење ових сојева могло да води одговор јавног здравља и да помогне у спречавању избијања инфекција које је тешко лечити.

Дугорочно, стицање увида у генетске факторе који помажу Е. цоли ширење може довести до циљанијих терапија и смањити ослањање на антибиотике широког спектра. Приступ развијен у овој студији такође би се могао прилагодити за истраживање других бактеријских патогена и побољшање стратегија за управљање инвазивним инфекцијама.

Е. цоли је један од водећих узрока инфекција широм света.¹ Док је већина сојева безопасна и нормално насељава црева, бактерије могу ући у тело директним контактом као што је љубљење или индиректна средства као што су заједничке површине, храна или животни простор. Када Е. цоли прелази у области као што су уринарни тракт, може изазвати озбиљне болести, укључујући сепсу, посебно код људи са ослабљеним имунолошким системом.

Отпорност на антибиотике учинила је ове инфекције још забрињавајућим. У Великој Британији, више од 40 одсто Е. цоли инфекције крвотока су сада отпорне на кључни антибиотик,² одражава глобални тренд раста нивоа отпора.

Примена метрике преноса вирусног стила на бактерије

Научници често описују колико је патоген заразан користећи основни репродукцијски број, познат као Р0. Овај број процењује колико нових случајева може изазвати једна заражена особа. Обично се примењује на вирусе и помаже да се предвиди да ли ће се епидемија проширити или смањити. До сада, истраживачи нису могли да доделе Р0 вредност бактеријама које нормално колонизују црева, јер често живе у телу без изазивања болести.

Да би ово превазишао, тим је комбиновао податке из британске студије о беби биоме са геномским информацијама из Е. цоли програми за надзор инфекција крвотока у Великој Британији и Норвешкој, које је претходно саставио Институт Веллцоме Сангер.

Коришћење софтверске платформе под називом ЕЛФИ³ (Енгине фор Ликелихоод-Фрее Инференце), истраживачи су изградили нови модел који може да процени Р0 за три главна Е. цоли проучавани сојеви.

Њихови резултати су показали да се један одређени сој, познат као СТ131-А, може ширити међу људима једнако брзо као и неки вируси који су изазвали глобалне епидемије, укључујући свињски грип (Х1Н1). Ово је посебно упадљиво јер Е. цоли не шири се капљицама у ваздуху као вируси грипа.

Друга два проучавана соја, СТ131-Ц1 и СТ131-Ц2, отпорна су на више класа антибиотика, али се много спорије шире међу здравим особама. Међутим, у болницама и другим здравственим срединама, где су пацијенти рањивији и где је контакт чест, ови отпорни сојеви би могли да се крећу кроз популацију много брже.

Разумевање Р0 за бактерије

Додељивање Р0 вредности бактеријама отвара врата јаснијем разумевању ширења бактеријских инфекција. Такође помаже да се идентификује који сојеви представљају највећу претњу и може да информише стратегије јавног здравља за бољу заштиту људи са компромитованим имунолошким системом.

Фанни Ојала, мр.сц., коаутор на Универзитету Аалто у Финској, објаснио је: „Поседујући велику количину систематски прикупљених података, било је могуће изградити симулациони модел за предвиђање Р0 за Е. цоли. Према нашим сазнањима, ово није био само први за Е. цоли, али прва за све бактерије које живе у микробиому нашег црева. Сада када имамо овај модел, могло би бити могуће да га применимо на друге бактеријске сојеве у будућности, омогућавајући нам да разумемо, пратимо и надамо се да спречимо ширење инфекција отпорних на антибиотике.“

Др Тревор Лавлеи, вођа групе на Веллцоме Сангер институту и ​​ко-водитељ УК студије биома беба, који није био укључен у ово истраживање, приметио је: „Е. цоли је једна од првих бактерија која се може наћи у бебиним цревима, а да бисмо разумели како наше бактерије обликују наше здравље, морамо да знамо одакле да почнемо — због чега је студија о беби биоме у Великој Британији толико важна. Сјајно је видети да податке наше студије о беби биомеу у Великој Британији користе други да открију нове увиде и методе које ће, надамо се, свима нама користити.“

Ново сочиво о бактеријској генетици

Професор Јукка Цорандер, виши аутор на Веллцоме Сангер институту и ​​Универзитету у Ослу, додао је: „Имати Р0 за Е. цоли омогућава нам да са много јаснијих детаља видимо ширење бактерија кроз популацију и упоредимо ово са другим инфекцијама. Сада када можемо да видимо колико се брзо неки од ових бактеријских сојева шире, неопходно је разумети њихове генетске покретаче. Разумевање генетике специфичних сојева могло би довести до нових начина за дијагностиковање и лечење ових у здравственим установама, што је посебно важно за бактерије које су већ отпорне на више врста антибиотика.“

Успех ове студије ослањао се на опсежне геномске податке из Велике Британије и Норвешке, који су сви секвенционирани на Веллцоме Сангер институту. Ови велики подаци омогућили су да се детаљно идентификују обрасци преноса. Скупови података потичу из ранијих студија објављених у Ланцет микроб,^4,5 који је поставио основу за искорак у моделирању остварен у овом новом истраживању.

Напомене

1. Сарадници за отпорност на антимикробне лекове. (2022) „Глобално оптерећење бактеријске антимикробне резистенције у 2019: систематска анализа.“ Тхе Ланцет. ДОИ: 1016/С0140-6736(21)02724-0
2. Агенција за здравствену безбедност Уједињеног Краљевства. Нови подаци показују 148 тешких инфекција отпорних на антибиотике дневно у 2021. Доступно на: хттпс://ввв.гов.ук/говернмент/невс/нев-дата-сховс-148-севере-антибиотиц-прооф-инфецтионс-а-даи-ин-2021#:~:тект=Овер%20тво-фифтхс%20оф%20Е,ас%20цефидероцол%20то%20истресдентифи
3. ЕЛФИ се може наћи: хттпс://ввв.елфи.аи/
4. РА Гледстон, ет ал. (2021) „Појава и ширење антимикробне резистенције код Есцхерицхиа цоли која изазива инфекције крвотока у Норвешкој у 2002-17: национална, лонгитудинална, геномска студија микробне популације“ Ланцет Мицробе. ДОИ: 10.1016/С2666-5247(21)00031-8.
5. АК Понтинен, ет ал. (2024) „Модулација успеха клонова резистентних на више лекова у популацијама Есцхерицхиа цоли: лонгитудинална, вишенационална кохортна студија о употреби генома и антибиотика“ Ланцет Мицробе. ДОИ: 10.1016/С2666-5247(23)00292-6.