Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Mechanizmy rekombinacji i koewolucja ludzkich patogenów

Rekombinacja, która obejmuje pobranie i włączenie obcego DNA do własnego genomu, umożliwia lekoopornym liniom dwoinki zapalenia płuc szybkie przystosowanie się do nowych szczepionek koniugatowych. Finansowana przez UE inicjatywa miała rozwiązać ten problem poprzez badanie różnych mechanizmów rekombinacji, które patogeny wypracowały na zasadzie koewolucji z układem odpornościowym człowieka.
Mechanizmy rekombinacji i koewolucja ludzkich patogenów
Uczestnicy projektu R-EVOLUTION PNEUMO (The role of recombination in evolution and epidemiology of bacterial pathogen Streptococcus pneumoniae) powiększyli zasób wiedzy o roli rekombinacji głównego patogenu bakteryjnego człowieka, czyli dwoinki zapalenia płuc (Streptococcus pneumoniae).

Zastosowano podejście interdyscyplinarne bazujące na mikrobiologii ewolucyjnej, immunologii i epidemiologii chorób zakaźnych. Do wyjaśnienia dynamiki rekombinacji w obrębie populacji użyto generycznych modeli ewolucyjno-epidemiologicznych. Ponadto użyto pneumokokowych sekwencji całogenomowych do określenia powiązań między rekombinacją, odpornością, szczepieniem i lekoopornością.

Analiza genetyczna celów szczepionek — polisacharydów kapsularnych — ujawniła, że loci te aktywnie ewoluowały poprzez rekombinację prowadzącą do pojawienia się nowych typów. Wiele ze znalezionych rekombinacji pochodziło z nieznanego źródła. Postawiono więc hipotezę, że wcześniej nieobserwowana różnorodność może pochodzić od blisko spokrewnionych bakterii.

Porównanie najważniejszych grup serotypów ujawniło, że różnią się one stopniem rekombinacji i potencjalną szybkością przystosowywania. Sugeruje to, że w przyszłości szczepionki polisacharydowe mogą być selektywne względem nowych serotypów, co podkreśla istotność dalszych badań w tej dziedzinie.

Analiza kilku linii pneumokoków pokazała, że ewolucja patogenu jest napędzana przez dwa różne mechanizmy: mikrorekombinację i makrorekombinację. Odkryto, że makrorekombiancja jest mechanizmem związanym z przełączaniem serotypu (zmianami serotypu wynikającymi z rekombinacji, nadającymi oporność na szczepionki) i z opornością na kilka głównych klas antybiotyków.

Użyto również nowatorskiej metody wizualizacji genetycznej różnorodności antygenów bakteryjnych. Wynikła z tego nowa metoda analizy struktury populacji i identyfikacji mozaikowych loci (mozaicyzm polega na ekspresji genów w niektórych, lecz nie wszystkich komórkach danego osobnika). Umożliwi to w przyszłości szybką analizę oznak rekombinacji w olbrzymich zestawach danych.

Projekt R-EVOLUTION PNEUMO pozwoli lepiej wyjaśnić rolę rekombinacji dwoinki zapalenia płuc w koewolucji z ludzkimi populacjami. Ponadto odkrycia uczestników projektu mogą być zastosowane do innych patogenów, takich jak dwoinka zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych (Neisseria meningitidis), Salmonella enterica i Helicobacter pylori. Wiedza o przewidywanych długoterminowych odpowiedziach na obecne i przyszłe szczepionki pomoże w projektowaniu skuteczniejszych metod leczenia i ratowaniu życia pacjentów.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Rekombinacja, dwoinka zapalenia płuc, koewolucja, układ odpornościowy człowieka, sekwencja całego genomu, polisacharydy kapsularne, linie pneumokoków, loci mozaikowe
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę