هائج البكتيريا الجذام تتحول إلى بعنف تصبح مقاومة للغاية المخدرات

تكبير / “براه ، إبطاء لفة خاصتك! “من مخطوطة كتبها الكاتب الطبي في وقت مبكر روجر من ساليرنو (حوالي 1200). غيتي | أرشيف هولتون

بكتيريا قديمة معروفة بتدميرها وتشويهها تحولت الضحايا إلى يدمر بشكل محموم الجينوم ل الحفاظ على وضعه القاتل ، وفقا لدراسة جديدة.

تكبير / أران ريف ، يعاني من الجذام ، حوالي عام 1886. بيير أرينتس سلالات من المتفطرة الجذامية – البكتيريا الرئيسية وراءها الجذام * – فرط الحركة وتصبح شديدة المقاومة للأدوية. حقق الباحثون هذا الاكتشاف المزعج في استطلاع أجرته 154 م. جينومات الجذام تم جمعها من 25 دولة. المسح ، نشرت مؤخرا في اتصالات الطبيعة ، يقدم لمحة وراثية نادرة من والبكتيريا القديمة ، ولكن خفية ، والتي لا تزال تدير لسبب 200000 حالة جديدة في جميع أنحاء العالم كل عام.

الفريق الدولي للباحثين ، بقيادة ستيوارت كول مدرسة الفنون التطبيقية Fédérale de Lausanne في سويسرا أن الدولة المفرطة “تفضل على الأرجح ظهور المخدرات المقاومة. “ولكن ، هناك الصيد. لأن M. leprae لديه بالفعل الجينوم المختصر ، كما أنه “يمكن أن يكون ضارًا وفي النهاية قاتلة ، “هو وفريقه يكتب. في الأساس ، طفرة revve-up معدل يمكن أن تتلف بشكل عشوائي الجينات الأساسية للبقاء على قيد الحياة.

نظرة خاطفة الوراثية على ما سلالات م هي فرصة نادرة ، على الرغم من التاريخ الطويل للبكتيريا البشر. من المحتمل أن يكون الجذام قد نشأ في العصر الحديدي (1200-600 قبل الميلاد) وقد ابتليت بنا منذ ذلك الحين. في عام 1873 ، الطبيب كان جيرهارد هنريك أرماور هانسن أول من ربط البكتيريا بـ مرض. وذكر أنه عندما أسقط الماء على الخلايا البشرية كشط من عقيد الجذام ، انفجرت “أجسام على شكل قضيب”. أولئك وكانت الأجسام على شكل قضيب M. leprae ، وكانت الملاحظة الأولى الوقت في التاريخ الذي تم ربط البكتيريا إلى مرض مزمن. قدم اكتشاف هانسن الاسم الآخر للجذام ، هانسن مرض.

طاعون محير

ومع ذلك ، بعد أكثر من قرن ، لا يُعرف سوى القليل نسبيًا عن الجذام. من الصعب للغاية دراسة البكتيريا بسبب بيولوجيا فريدة من نوعها: إنه ينمو ببطء محبط ، يعيش داخل الخلايا ، وينقل بشكل خفي. على هذا النحو ، والعلماء لديهم حتى الآن لمعرفة كيفية زراعة M. الجذامية وحدها في المختبرات ، وكيف بالضبط يسبب المرض ، ولماذا يتم قتله من قبل بعض المضادات الحيوية ، وكيف يتحرك حول. لا يزال يشكل تهديدا للصحة العامة في أمريكا الجنوبية ، أفريقيا وجنوب وجنوب شرق آسيا ، وميكرونيزيا ، حيث يصيب حوالي 200000 كل عام.

عندما يصيب الناس ، يعرف الباحثون ذلك عادة يأخذ الإقامة في الخلايا العصبية الطرفية. بعض الأدلة يقترح M. leprae إعادة برمجة الخلايا إلى “خلية جذعية مثل” الدولة للقيام العطاءات لها. العدوى تؤدي إلى التهاب ، الورم الحبيبي ، وانتشار البكتيريا النظامية داخل المريض. في نهاية المطاف ، يعاني المرضى أيضا من فقدان الحواس ، والإعاقة ، و التشوهات. إذا تركت دون علاج ، فإن العدوى يمكن أن تكون قاتلة.

حتى الآن ، لا يزال الباحثون غير متأكدين من كيفية شد البكتيريا أن الخروج أو كيف يصل في ضحاياه. انتقال مباشر بين الناس ويعتقد أن القضية الأكثر احتمالا ، ولكن البعض واقترح الخبراء انتشار الحشرات والحيوانات. م من المعروف أنها تصيب الفئران والأسرابيلوس والسناجب الحمراء وبعضها غير البشري الرئيسيات.

في الماضي ، كانت الطريقة الوحيدة التي تمكن الباحثون من الحصول على ما يكفي من M. leprae بالنسبة للدراسات الجينية ، فقد كان يصيب الفئران والأرماديلوس في المختبر ـ انتظر سنة يستغرق M. leprae 14 يومًا لتمر عبر جيل واحد. على النقيض من ذلك ، يمكن لـ E. coli القيام بذلك خلال 20 دقيقة. النمو البطيء ، جنبا إلى جنب مع الإقامة داخل الخلايا ، وجعل extractingM. الجذام من الأنسجة البشرية صعبة للغاية.

ولكن ، بالنسبة للدراسة الجديدة ، تجول كول وزملاؤه حول مشكلة. لقد عملوا على تحسين طريقة عزل M. leprae من خزعات لكمة الأنسجة البشرية. كانت الحيلة لتعطيل الخلايا البشرية أولا ، تتحلل الحمض النووي البشري ، ثم حاول تمزيق البكتيريا وجمع أكبر قدر ممكن من الحمض النووي البكتيري.

الحمض النووي المشوه

قام الفريق بتحليل جين جين M. leprae من 147 عينة بشرية ، ستة السناجب الحمراء ، وقذيفة واحدة من جميع أنحاء العالم (انظر رسم بياني). وكانت جميع العينات من الالتهابات الطبيعية. الباحثون نظرت إلى كيفية ارتباط السلالات ببعضها البعض ، وكيف ظهرت لتكون متطورة ، والطفرات المتعلقة بمقاومة المخدرات.

من تحليل العلاقة بينهما ، وجد الباحثون أن سلالات تنتمي إلى أقدم النسب في مجموعاتها كانوا من شرق آسيا. هذا يصطف مع العمل السابق يوحي الجذام نشأ في أوراسيا وانتشر على طول الهجرة البشرية طرق إلى أفريقيا والأمريكتين.

لكن الباحثين أشاروا إلى ثماني سلالات كانت مفرطة التحمل ، التي جاءت من خمسة أنواع فرعية مختلفة من البكتيريا. هؤلاء يحتوي فرط موتسوت على أعداد كبيرة من الطفرات طوال حياتهم الجينوم. كما أنهم جميعا لديهم نسخ مكسورة من الجين بشكل طبيعي سوف تسمح للبكتيريا بالتصحيح وإصلاح أخطاء تسلسل الحمض النووي ، وهو ما يفسر ارتفاع ضغط الدم.

التوزيع الجغرافي لعينات الجذام M. المستخدمة في هذا دراسة. خريطة العالم توضح عدد حالات الجذام المسجلة لكل 10000 نسمة (معدلات انتشار) في عام 2015 كما ذكرت من قبل منظمة الصحة العالمية. أ. بينجاك وآخرون.

الجدول الزمني للعلاج الجذام وظهور مقاومة المخدرات في سلالات XDR. الجينات المتحولة تمنح مقاومة لل وتظهر الأدوية المقابلة باللون الأحمر. السهام تمتد من بداية المرض إلى نهاية العلاج. خطوط أفقية تظهر هذه الفترة عندما أعطيت المخدرات. الخطوط المنقطة تعني العلاج غير المنتظم. CAM كلورامفينيكول ، CLO كلوفازيمين ، DDS dapsone ، DPT ثيامبوتوسين (ديفينيل ثيوريا) ، إيتو إيثيوناميد ، إيزونيازيد ، كان كانامايسين ، LVX levofloxacin ، MIN minocycline ، OFX ofloxacin ، PTO protionamide ، RIF ريفامبيسين ، SMP sulfamethoxypyridazine ، SPX sparfloxacin ، STR الستربتومايسين و TZA ثيوزيامين. أ. بينجاك وآخرون.

كما لاحظ الفريق تطور خطوة بخطوة للمضادات الحيوية المقاومة ، لا سيما في بعض hypermutants. منذ الثمانينات ، تمت معالجة الجذام بمزيج من اثنين إلى ثلاثة المضادات الحيوية ، ريفامبيسين عادة ، الدابسون ، وكلوفازيمين ، على الرغم من ليس من الواضح كيف يقتل كلوفازيمين م. قبل ذلك ، وصف الأطباء في بعض الأحيان المضادات الحيوية واحدة.

لعدة سلالات كانت مقاومة لثلاثة أو أكثر من الأدوية (على نطاق واسع سلالات مقاومة للأدوية أو XDR) ، نظر الباحثون مرة أخرى في السجلات الطبية للمرضى الذين الأطباء عزل السلالات. لاحظ الباحثون أنه في العديد من الحالات ، XDR سلالات المرضى المصابين على مدى عقود ، مع المقاومة ل المخدرات الفردية النامية واحدا تلو الآخر كما تم تجربة أدوية جديدة.

“مقاومة العقاقير مقلقة للسيطرة على مرض الجذام” ، حسب المؤلفين ملحوظة. وحفرت دراستهم الجديدة حتى طفرات جديدة تماما قد جعل البكتيريا مقاومة للعقاقير بطرق لم يسبق لها مثيل.

“اكتشافنا لهذه الطفرات … يجب أن يشجع أكثر التجريب من أجل تحديد دورها الحقيقي و المساهمة في مقاومة مضادات الميكروبات ، “المؤلفون نستنتج.

* البكتريا الثانية للجذام هي: المتفطرة الجذامية الكاذبة اكتشف في عام 2008 وقد وجد أنه يصيب السناجب الحمراء و البشر.

Nature Communications، 2018. DOI: 10.1038 / s41467-017-02576-z (حول DOIs).