Terobosan Genetik mengungkapkan bagaimana Superbugs mengakali pertahanan kami
Sebuah studi inovatif telah meluncurkan bagaimana Staphylococcus aureus, bakteri yang sering ditemukan pada manusia, berevolusi dan bertahan hidup, menawarkan arahan yang menjanjikan untuk manajemen infeksi yang lebih baik.
Dengan menganalisis ribuan sampel bakteri langsung dari manusia daripada dalam pengaturan laboratorium, para peneliti mengidentifikasi mutasi genetik penting yang membantu bakteri ini menolak antibiotik dan menghindari sistem kekebalan tubuh. Hal ini dapat menyebabkan peningkatan metode untuk mencegah, mendiagnosis, dan mengobati infeksi.
Wawasan genetik dari kolaborasi global
Studi yang paling komprehensif tentang bagaimana bakteri umum Staphylococcus aureus Beradaptasi dengan tubuh manusia dapat menyebabkan kemajuan dalam mencegah, mendiagnosis, dan mengobati berbagai infeksi.
Dilakukan oleh Wellcome Sanger Institute, University of Cambridge, Institute of Biomedicine of Valencia di Spanyol National Research Council, dan kolaborator lainnya, penelitian ini menganalisis genom ribuan dari S. aureus isolat dari hidung dan kulit manusia. Tujuannya adalah untuk mengidentifikasi gen penting yang membantu bakteri ini beradaptasi dan bertahan.
Diterbitkan hari ini (13 Januari) di 
The Role of Colonization in Human Health
Bacteria are commonly found in or on the body without causing harm, known as colonization. One of these is S. aureus, a common type of bacteria that can be found in the nose of up to 30 percent of the population worldwide as well as on the skin or in the intestine.[1]
Namun, pada mereka yang memiliki sistem kekebalan yang melemah, S. aureus bisa masuk ke aliran darah dan menyebabkan infeksi. Ini dapat berkisar dari kulit ringan dan infeksi jaringan lunak hingga infeksi yang lebih parah, termasuk sepsis dan pneumonia.[1]
Teknik analisis genetik canggih
Studi baru ini adalah pertama kalinya para peneliti melakukan analisis genetik skala besar S. aureus Dari sampel pembawa manusia, alih -alih mengamati bakteri dalam pengaturan laboratorium.
Tim internasional menganalisis genom lebih dari 7.000 S. aureus Sampel yang diperoleh dari lebih dari 1.500 pembawa manusia untuk mengidentifikasi perubahan genetik yang berasal dari bakteri saat berada di lingkungan alaminya. Melalui analisis komputasi, mereka dapat mengidentifikasi perubahan genetik berulang pada bakteri yang dapat berkontribusi pada kelangsungan hidup selama kolonisasi manusia.
Para peneliti mengidentifikasi perubahan gen yang terkait dengan metabolisme nitrogen, menunjukkan bahwa ini adalah proses metabolisme utama yang diperlukan untuk penjajahan manusia oleh S. aureus. Mereka juga mengidentifikasi mutasi pada gen yang dapat mempengaruhi cara bakteri berinteraksi dengan sel manusia dan sistem kekebalan tubuh.
Para peneliti menemukan bahwa beberapa S. aureus Strain memiliki mutasi pada gen yang terlibat dalam mengatur faktor -faktor yang digunakan bakteri untuk melarikan diri dari sistem kekebalan manusia, mungkin menyoroti strategi penghindaran sistem kekebalan tubuh. Para peneliti juga menyarankan bahwa strain bakteri ini dapat menggunakan faktor -faktor yang disekresikan oleh strain bakteri lain untuk menjajah manusia tanpa memproduksi ini sendiri – sesuatu yang mereka sebut sel 'penipu'.
Selain itu, penelitian ini mengkonfirmasi itu S. aureus memperoleh mutasi resistensi terhadap antibiotik seperti fusidic asammupirocin, dan trimethoprim.
Implikasi di masa depan untuk penelitian medis
Secara keseluruhan, penelitian baru ini mengungkapkan proses biologis utama itu S. aureus mempekerjakan untuk bertahan hidup pada manusia. Studi tentang evolusi dan adaptasi genetik bakteri di lingkungan alami mereka, baik selama penjajahan asimptomatik pembawa mereka atau dalam pembentukan dan perjalanan infeksi, dapat membantu meningkatkan pencegahan, diagnosis, dan pengobatan penyakit.
Francesc Coll, penulis pertama dari Institute of Biomedicine of Valencia di Spanyol National Research Council (CSIC), mengatakan: “Memahami bagaimana bakteri menanggapi perawatan antibiotik telah memungkinkan untuk mengidentifikasi perubahan genetik yang memungkinkan mereka untuk selamat dari serangan itu antibiotik. Mutasi ini dapat digunakan sebagai penanda diagnostik, serta merancang strategi terapi baru dan penggunaan antibiotik yang lebih rasional dan efektif. Studi adaptasi bakteri seperti ini juga dapat mengungkapkan mekanisme penghindaran kekebalan tubuh – bagaimana bakteri beradaptasi dengan pengakuan dan serangan oleh sistem kekebalan tubuh kita. Ini dapat membantu mengidentifikasi antigen baru, komponen bakteri yang diakui oleh sistem kekebalan tubuh sebagai asing atau berbahaya, dan merancang vaksin baru. ”
Ewan Harrison, penulis senior dari Wellcome Sanger Institute, mengatakan: “Sementara Staphylococcus aureus Bakteri tidak berbahaya bagi banyak orang, bagi orang lain mereka dapat menyebabkan infeksi yang berpotensi mengancam jiwa. Studi kami memberikan pemahaman baru yang terperinci tentang bagaimana bakteri ini beradaptasi dan berevolusi untuk bertahan hidup dan di operator manusia mereka pada tingkat genetik. Melalui analisis baru kami, kami dapat mempelajari strain ini di habitat alami mereka; menyoroti mutasi yang sebelumnya tidak diketahui yang memberikan pasti Staphylococcus aureus Strain di atas angin. Kami berharap bahwa penyelidikan lebih lanjut dari jalur yang telah kami temukan akan membantu meningkatkan pencegahan, diagnosis, dan pengobatan infeksi yang disebabkan oleh bakteri ini. ”
Catatan
- “Staphylococcus aureus Interaksi dan Adaptasi Tuan Rumah ”oleh Benjamin P. Howden, Stefano G. Giulieri, Tania Wong Fok Lung, Sarah L. Baines, Liam K. Sharkey, Jean Yh Lee, Abderrahman Hachani, Ian R. Monk dan Timothy P. Stinear, 27 Januari, 27 Januari 2023, Ulasan Alam Mikrobiologi.
Doi: 10.1038/s41579-023-00852-y
Referensi: “Lansekap mutasi Staphylococcus aureus Selama penjajahan ”oleh Francesc Coll, Beth Blane, Katherine L. Bellis, Marta Matuszewska, Toska Wonfor, Dorota Jamrozy, Michelle S. Toleman, Joan A. Geoghegan, Julian Parkhill, Ruth C. Massey, Sharon J. Peacock dan Ewan M. Harrison, 13 Januari 2025, Komunikasi Alam.
Doi: 10.1038/s41467-024-55186-x
