Genomická analýza odhaluje různé, na léky rezistentní E. coli u infekcí diabetické nohy

Nový výzkum vedený King’s College London ve spolupráci s University of Westminster vrhl světlo na rozmanitost a vlastnosti E. coli kmeny, které způsobují infekce diabetické nohy.

Publikováno v Mikrobiologické spektrumvýzkum poskytuje první komplexní genomickou charakterizaci E. coli kmeny izolované přímo z vředů diabetické nohy na mnoha kontinentech. Zjištění by mohla pomoci vysvětlit, proč se některé infekce stávají obzvláště obtížně léčitelné a proč mohou vést k vážným, někdy život ohrožujícím následkům.

Infekce diabetické nohy zůstávají jednou z nejzávažnějších komplikací diabetu a jsou celosvětově hlavní příčinou amputací dolních končetin. Ačkoli lékaři uznali, že tyto chronické infekce ran jsou často složité, o konkrétních patogenech, které se na nich podílejí, je známo jen málo E. colii přes jeho častou detekci v klinických vzorcích.

Vědci analyzovali sekvence celého genomu ze 42 E. coli kmeny izolované z infikovaných vředů diabetické nohy u pacientů v Nigérii, Velké Británii, Ghaně, Švédsku, Malajsii, Číně, Jižní Koreji, Brazílii, Indii a USA. Sekvenováním kompletní DNA každého bakteriálního kmene byl tým schopen prozkoumat globální vzorce v biologii E. coli spojené s onemocněním diabetické nohy. Tento přístup umožnil výzkumníkům porovnat genetické rozdíly mezi kmeny a identifikovat geny, s nimiž jsou spojeny rezistence na antibiotikaa určit faktory, které přispívají k závažnosti onemocnění.

Genomická analýza ukázala, že E. coli kmeny byly velmi rozmanité. Bakterie patřily do mnoha různých genetických skupin a nesly širokou škálu genů spojených s odolností vůči antibiotikům a nemocemi. To ukazuje, že neexistuje jediný typ E. coli odpovědné za infekce diabetické nohy a odlišné linie byly nezávisle schopné adaptovat se na prostředí diabetické nohy.

Analýzou vztahu mezi kmeny a identifikací mechanismů rezistence a rysů virulence (vlastnosti nebo nástroje, které způsobují, že mikrob je škodlivější), výzkum pomáhá vysvětlit, proč jsou některé infekce diabetické nohy obzvláště obtížné léčit nebo mohou rychle přejít do závažného onemocnění.

Je pozoruhodné, že asi 8 procent kmenů bylo klasifikováno jako multirezistentní nebo extenzivně rezistentní vůči lékům, což znamená, že jsou odolné vůči více nebo téměř všem dostupným antibiotikům.

Pochopení těchto bakterií na genomické úrovni je zásadním krokem ke zlepšení diagnózy a umožnění cílenější léčby lidé s cukrovkou. Identifikací které E. coli kmeny jsou nejběžnější a kterým antibiotikům pravděpodobně odolávají, mohou kliničtí lékaři zvolit terapie, u kterých je pravděpodobnější, že budou fungovat, a pomohou snížit prodlouženou infekci, hospitalizaci a riziko amputace.“

Dr. Vincenzo Torraca, lektor infekčních nemocí na King’s College v Londýně a hlavní autor článku

Victor Ajumobi, student druhého ročníku doktorandského studia na King’s College London a University of Westminster, a první autor článku, dodal: „Tyto informace budou zvláště cenné v prostředích s nízkými zdroji, kde E. coli infekce diabetických vředů na noze jsou častější a rychlé diagnostické nástroje pro antimikrobiální rezistenci nejsou vždy snadno dostupné.“

Budoucí výzkum se zaměří na pochopení toho, jak specifické faktory virulence identifikované ve studii přispívají k progresi onemocnění. Mnoho izolátů nese geny, které to umožňují E. coli připojit se k hostitelským tkáním nebo uniknout imunitnímu systému. Zkoumání toho, jak tyto rysy fungují v prostředí diabetické nohy, by mohlo odhalit nové terapeutické cíle a podpořit vývoj vylepšených léčebných strategií.