Почему некоторые стрептококковые инфекции становятся смертельными: генетическая версия

Streptococcus pyogenes - это грамположительный патоген, вызывающий широкий спектр заболеваний.

Хотя S. pyogenes часто вызывает неинвазивные заболевания, включая фарингит и импетиго у детей, он также известен как "плотоядная бактерия" из-за его участия в опасных для жизни инвазивных заболеваниях, таких как некротический фасциит и синдром стрептококкового токсического шока (ССТШ). По оценкам, в 2005 году более 0,6 миллиона человек страдали инвазивными пиогенными инфекциями, и число зарегистрированных случаев инвазивных инфекций, вызванных S. pyogenes, продолжает расти во всем мире.

В случаях тяжелой инфекции, быстрого роста бактерий и глубокого метаболического ацидоза требуется срочное хирургическое обследование и расширенная санация с применением эмпирической антибактериальной химиотерапии. Однако даже при надлежащем лечении уровень смертности пациентов с ССТШ остается высоким и колеблется от 23% до 81%. Более того, хотя существует несколько вариантов защитной вакцины против S. pyogenes, ни одна безопасная и эффективная коммерческая вакцина до сих пор не была лицензирована для использования человеком.

В недавнем исследовании, результаты которого опубликованы в журнале eLife, ученые из Университета Осаки, изучила новые механизмы гипервирулентности S. pyogenes, проведя пангеномное исследование ассоциаций (pan-GWAS) S. pyogenes. Исследовательская группа провела всесторонний геномный анализ 666 штаммов S. pyogenes — 311 из Японии и 355 из других стран. Авторы обнаружили ряд генетических изменений, связанных со способностью бактерий вызывать тяжелые инфекции, в том числе совершенно новую мутацию, которая ранее не встречалась. Эта мутация затрагивает ген, отвечающий за то, как бактерия получает железо, необходимое ей для метаболизма. Интересно, что ученые также обнаружили, что многие гены, которые, как считалось, опосредуют тяжелые инфекции, на самом деле были распространены в менее опасных штаммах. Это говорит о том, что некоторые штаммы могут стать более опасными не только из-за приобретения опасных генов, но и из-за потери генов, которые их сдерживают.

Это исследование значительно продвинуло наше понимание тяжелого инвазивного стрептококкового инфекции. "Наш крупномасштабный анализ, включающий кропотливый анализ на суперкомпьютере и экспериментальную проверку, открывает многообещающие возможности для новых методов лечения, нацеленных на мутировавший переносчик железа", - пояснил Масаюки Оно, ведущий автор исследования. Пангеномный подход исследования также демонстрирует потенциал геномно-статистического подхода для выяснения патогенеза инвазивных инфекций. Дальнейший анализ факторов, связанных с инвазивностью, выявленных в этом исследовании, может стать основой для разработки новых методов лечения и стратегий профилактики инвазивных инфекций.