Бактерията Streptococcus pneumoniae колонизира назофаринкса и може да причини пневмония. След това може да се разпространи от белите дробове в кръвния поток и да причини увреждане на органите. Този опортюнистичен патоген обикновено заразява малки деца, имунокомпрометирани и възрастни хора. През 2015 г. инфекциите с S. pneumoniae в световен мащаб убиха приблизително 192 000 до 366 000 деца под 5 години.
За да разберем как този патоген се адаптира към различни места в тялото, както и как домакинът реагира на нахлуващия микроб, изследователи от Университета на Алабама в Бирмингам, Медицинския факултет на Университета на Мериленд и Училището по Йейлския университет Медицината измерва експресията на бактериални и гостоприемни гени на пет различни места в миши модел - назофаринкса, белите дробове, кръвта, сърцето и бъбреците - използвайки три генетично различни щама на S.pneumoniae.
Техният резултат in vivo атлас на взаимодействията гостоприемник-патоген в анатомични места, свързани с болестта, сега е публикуван в Proceeding of the National Academy of Sciences. Изследователите идентифицираха споделени и специфични за органите транскриптоми на S. pneumoniae и показаха, че профилите на експресия на бактериални и гостоприемни гени са силно различни по време на асимптоматична колонизация спрямо инфекция, причиняваща болест.
Това означава, че бактерията се държи различно, в зависимост от това кое място заразява, и че органите на мишката от своя страна също реагират различно на наличието на бактерии. Освен това е установено, че определени гени на S. pneumoniae винаги са силно експресирани от трите щама бактерии на всички анатомични места, което ги прави идеални мишени за нови ваксини или терапии.
Това беше първият път, когато профилите на генна експресия по време на колонизация и на множество места за инфекция на гостоприемника бяха картографирани както от гледна точка на гостоприемника, така и от гледна точка на патогена.
"Ние вярваме, че атласът на транскрипционните отговори по време на взаимодействията гостоприемник-патоген, представен тук," пишат авторите, "ще представлява основен ресурс за изследователските общности за пневмококова и микробна патогенеза и ще служи като основа за идентифициране и валидиране на ключови гостоприемник и пневмококови терапевтични цели в бъдещи проучвания."
Карлос Дж. Ориуела, д-р, професор в катедрата по микробиология на UAB, и д-р Ерве Тетелин, професор в Медицинския факултет на Университета в Мериленд, катедра по микробиология и имунология, са съ- старши автори.
Освен описателния анализ на транскриптомите, изследователите потвърдиха своите открития, използвайки бактериални мутанти, експерименти за предизвикателство in vivo и лечение с гостоприемник. В експерименти с предизвикателство изследователите откриха, че противовъзпалителното лечение с интерферон бета предотвратява нахлуването на бактериите в жизненоважни органи и насърчава оцеляването на гостоприемника. Това откритие предлага потенциално нови терапевтични пътища.
Симптомите на пневмококова инфекция включват треска, кашлица, задух, болка в гърдите, схванат врат, объркване, повишена чувствителност към светлина, болки в ставите, втрисане, болка в ушите, безсъние и раздразнителност. Докато напредъкът в антибиотиците и използването на пневмококови конюгирани ваксини от 2000 г. насам намали смъртността, дължаща се на S. pneumoniae, патогенът продължава да показва повишаване на антибиотичната резистентност и също така може да премине към видове капсули, които не са обхванати от сегашните Съединени щати Ваксини, одобрени от Администрацията по храните и лекарствата. Така пневмококовите инфекции продължават да бъдат значителна причина за заболяване и смърт.
Подкрепата дойде от наградата на Merck, Sharpe & Dohme Corp. Merck Investigator Studies Program IISP ID: 57329 и от Националния институт по здравеопазване AI114800.
