מדענים מגלים RNA קטן המווסת זיהום חיידקי

פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


אנשים עם מערכת חיסון מוחלשת נמצאים בסיכון מתמיד לזיהום. Pseudomonas aeruginosaחיידק סביבתי נפוץ, יכול ליישב חלקי גוף שונים, כמו הריאות, מה שמוביל לזיהומים מתמשכים וכרוניים שיכולים להימשך כל החיים – תופעה שכיחה אצל אנשים עם סיסטיק פיברוזיס.

פרסומת

אבל החיידקים יכולים לפעמים לשנות את התנהגותם ולהיכנס לזרם הדם, ולגרום לזיהומים מקומיים כרוניים להיות חריפים ועלולים להיות קטלניים. למרות עשרות שנים של חקר המעבר בסביבות מעבדה, כיצד ומדוע המעבר מתרחש בבני אדם נותר לא ידוע.

עם זאת, חוקרים במכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה זיהו את המנגנון העיקרי מאחורי המעבר בין כרוני לאקוטי P. aeruginosa זיהומים. מרווין וויטלי – פרופסור בבית הספר למדעי הביולוגיה ובני ה' ונלסון ד' אבל הקתדרה לביולוגיה מולקולרית ותאית – ופנגבו קאו, חוקר פוסט-דוקטורט במעבדה של וויטלי, גילו גן שמניע את המעבר. על ידי מדידת ביטוי גנים חיידקיים בדגימות רקמות אנושיות, החוקרים זיהו סמן ביולוגי למעבר.

ממצאי המחקר שלהם, שפורסמו ב טֶבַעיכול ליידע את הפיתוח של טיפולים עתידיים לזיהומים חריפים מסכני חיים.

על פי וויטלי וקאו, חיידקים, כמו בעלי חיים, הם מגוונים ומתנהגים בצורה שונה בהתאם לסביבתם. אדם עם זיהום כרוני עשוי להיות בסדר יום אחד, אבל שינויים סביבתיים בגוף יכולים לגרום לחיידקים לשנות את התנהגותם. זה יכול להוביל לזיהום חריף, ואדם עלול לפתח אלח דם הדורש טיפול מיידי.

"במשך שנים, אנשים חוקרים את החיידקים הללו בסביבות מעבדה מבוקרות היטב, למרות שהמעבדה היא מקום שרוב החיידקים מעולם לא ראו", אמר וויטלי. "המחקר שלנו נקט בגישה חדשה לבחון ישירות את התנהגות החיידק במארח האנושי."

החוקרים בחרו להסתכל על דגימות רקמות אנושיות של זיהומי ריאות ופצעים חיידקיים כרוניים. באמצעות טכנולוגיות ריצוף גנטי, Whiteley ו-Cao מדדו את הרמות של כל סוגי ה-mRNA הקיימים בחיידקים. ה-mRNA מקודדים את החלבונים שעושים את כל העבודה בתא, ולכן על ידי מדידת רמת ה-mRNA של חיידק, ניתן להסיק את התנהגות החיידק.

בזמן P. aeruginosa בעל כ-6,000 גנים, Whiteley ו-Cao גילו שגן אחד במיוחד – הידוע בשם PA1414 – בא לידי ביטוי גבוה יותר בדגימות רקמות אנושיות מכל שאר אלפי הגנים ביחד. הרמות היו כל כך גבוהות שבהתחלה, קאו וויטלי חשבו שכמות ה-mRNA של PA1414 עשויה להיות חפץ – תקלה הקשורה לשיטות הריצוף.

"הגן המסוים הזה לא מתבטא מאוד בסביבת המעבדה הסטנדרטית, אז זה היה מדהים לראות את הרמות האלה", אמר קאו. "ובשלב זה, תפקידו של הגן לא היה ידוע."

החוקרים מצאו גם שחמצן נמוך מניע את הביטוי הגבוה של הגן. זהו מאפיין סביבתי שכיח של זיהומים חיידקיים, שכן חיידקים נתקלים לעתים קרובות בחוסר חמצן במהלך זיהומים כרוניים. בדיקות נוספות הראו שהגן מווסת גם נשימה חיידקית בתנאי חמצן נמוכים.

מעניין לציין שהחוקרים מצאו שבמקום לקודד לחלבון, הגן מקודד ל-RNA קטן שממלא תפקיד חיוני בנשימה חיידקית. הם קראו ל-RNA הקטן SicX (משרה sRNA של זיהום כרוני X).

לאחר מכן בדקו החוקרים את תפקודי הגן במודלים שונים של זיהום בבעלי חיים. הם הבחינו שכאשר SicX לא היה נוכח, החיידקים התפשטו בקלות מזיהומים כרוניים בכל הגוף, וגרמו לזיהום מערכתי. ההשוואה אפשרה לחוקרים לקבוע שהגן חשוב לקידום זיהום מקומי כרוני. יתרה מכך, חוקרים גם הראו שהביטוי של SicX ירד מיד במהלך המעבר מזיהום כרוני לאקוטי, מה שמרמז ש-SicX עשוי לשמש כסמן ביולוגי עבור המעבר הכרוני לאקוטי.

"במילים אחרות, בלי ה-RNA הקטן, החיידקים נעשים חסרי מנוחה והולכים לחפש חמצן, כי הם צריכים לנשום כמו שאנחנו צריכים לנשום", אמר וויטלי. "הצורך הזה גורם לחיידקים להיכנס לזרם הדם. עכשיו, אנחנו יודעים שרמות החמצן מווסתות את המעבר הזה".

קבלת אינדיקציה טובה יותר מתי זיהום עלול להיכנס לזרם הדם יהיה שינוי פרדיגמה לטיפולים.

"אם אתה יכול לחזות מתי יתרחש זיהום חריף, מטופל יכול לעבור בדיקת אבחון בבית כדי לקבוע אם ומתי הוא עשוי לקבל טיפול – לפני שהזיהום הופך לסכנת חיים", אמר וויטלי.

המחקר מספק תשובות לשאלות ארוכות השנים לגבי איך ולמה זיהומים כרוניים הופכים חריפים. ממצאי החוקרים גם פותחים הזדמנויות לפיתוח תרופות המכוונות להתנהגות מולקולרית ספציפית זו הקשורה אליה P. aeruginosa זיהומים.

"הכרוני פסאודומונס זיהום הוא בדרך כלל עמיד ביותר לאנטיביוטיקה קו ראשון", אמר קאו. "על ידי מיקוד ל-RNA הקטן הזה, נוכל לשנות את אורח החיים של החיידקים כדי להפוך אותם לרגישים יותר לטיפולים אנטיביוטיים ולהשיג פינוי גדול יותר של זיהומים מסוכנים אלה".



קישור לכתבת המקור – 2023-06-15 05:05:39

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר

פרסומת Sculpteo גישה ישירה ל-Wordpress (פרוד) אם יש לך שאלה לגבי דף, veuillez contacter l'équipe Dev. אם יש לך שאלות כלשהן בנוגע לדף זה, אנא צור קשר עם צוות המפתחים קישור לכתבת המקור – 2024-05-29 16:18:16