Evolution eines Killers: Wie afrikanische Salmonellen den Sprung vom Darm zur Blutbahninfektion beim Menschen schafften

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Wissenschaftler der University of Liverpool haben die kombinierte Kraft von Genomik und Epidemiologie genutzt, um zu verstehen, wie sich eine Art von Salmonellenbakterien entwickelt hat, die Hunderttausende von immungeschwächten Menschen in Afrika töten.
Blutbahninfektionen, die durch einen arzneimittelresistenten Salmonella-Typhimurium-Typ namens ST313 verursacht werden, sind ein großes Problem für die öffentliche Gesundheit in Afrika, wo die Krankheit endemisch ist und jedes Jahr etwa 50.000 Todesfälle verursacht.

Was bisher fehlte, war ein Verständnis des Zeitpunkts der wichtigsten evolutionären Ereignisse, die die afrikanischen Salmonellen in die Lage versetzen, Blutbahninfektionen beim Menschen zu verursachen.
In einer neuen Arbeit, die in Nature Microbiology veröffentlicht wurde, untersuchte ein Team von Forschern aus Großbritannien, Frankreich und Malawi zwei umfassende Sammlungen von Salmonella-Isolaten von afrikanischen Patienten mit Blutstrominfektionen, die sich über den Zeitraum von 1966 bis 2018 erstrecken, um die evolutionäre Reise der Salmonellen über 50 Jahre menschlicher Infektionen in Afrika zusammenzusetzen, einschließlich der Entdeckung einer neuen Linie von antibiotikaempfindlichem ST313.

Die Studie wurde von Professor Jay Hinton an der Universität Liverpool geleitet, der seit mehr als 30 Jahren Salmonellen erforscht und das 10.000 Salmonella Genomes Project leitet – ein weltweites Projekt zum Verständnis der Epidemiologie, Übertragung und Virulenz der invasiven nicht-typhoiden Salmonellose.
Professor Hinton sagte: “Durch eine bemerkenswerte Teamleistung haben wir einen Teil des Geheimnisses über die Evolution der afrikanischen Salmonellen gelüftet.

Wir hoffen, dass wir durch das Wissen, wie diese Erreger in der Lage waren, die menschliche Blutbahn zu infizieren, besser darauf vorbereitet sind, zukünftige bakterielle Epidemien zu bekämpfen.”
In der Studie sequenzierten die Wissenschaftler die Genome von 680 Salmonella-Isolaten aus den Archiven des klinischen Forschungsprogramms des Malawi Liverpool Wellcome Trust (MLW) und des Institute Pasteur und nutzten sie, um die Zeitachse der entscheidenden genetischen Ereignisse aufzudecken, die für die Infektion von immungeschwächten Menschen durch S.

Typhimurium ST313 verantwortlich sind. Zum ersten Mal wurden Mutationen identifiziert, die die Genfunktion während der Evolution von ST313 beeinflussten.
Das Team entdeckte auch eine neue antibiotikaempfindliche Linie von ST313, die 2016 in Malawi auftauchte und eng mit Salmonella-Varianten verwandt ist, die Mageninfektionen im Vereinigten Königreich und in Brasilien verursachen.

Die Forscher spekulieren, dass Veränderungen im Antibiotikaeinsatz in Malawi zwischen 2002 und 2015 ein Zeitfenster für das Auftreten dieser neuen antibiotikaresistenten ST313-Linie geschaffen haben könnten.
Dr.

Caisey Pulford, die einen Großteil der Forschung im Rahmen ihrer Doktorarbeit durchführte, sagte: “Indem wir die Kraft der Genomanalyse mit Epidemiologie, klinischen Beobachtungen und funktionellen Erkenntnissen kombinieren, haben wir den Wert eines integrierten Ansatzes gezeigt, um wissenschaftliche Forschung mit der öffentlichen Gesundheit zu verbinden.”
Referenz: 21. Dezember 2020, Nature Microbiology.
DOI: 10.1038/s41564-020-00836-1
Die Studie wurde von Forschern der University of Liverpool, der University of Malawi, der Queens University Belfast, dem Institut Pasteur, dem Earlham Institute und dem Malawi-Liverpool-Wellcome Trust (MLW) Clinical Research Programme durchgeführt.

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