Un type de bactéries résistant aux médicaments qui s'est adapté aux établissements de soins de santé a évolué au cours des dernières années pour armer un outil génétique antimicrobien, éliminant ses cousins et les remplacer comme souche dominée. École de médecine de l'Université de Pittsburgh a fait la découverte lors du peignage à travers des données hospitalières locales – puis a confirmé qu'il s'agissait d'un phénomène mondial.
La découverte, publiée aujourd'hui dans Microbiologie de la naturepeut être l'impulsion de nouvelles approches dans le développement de la thérapeutique contre certaines des bactéries les plus meurtrières du monde. Il valide également une nouvelle utilisation pour un système développé à Pitt et UPMC qui couple le séquençage génomique avec des algorithmes informatiques pour détecter rapidement les épidémies de maladies infectieuses.
Notre laboratoire a un siège au premier rang jusqu'au défilé des agents pathogènes qui se déplacent dans le cadre de l'hôpital. Et lorsque nous avons pris un pas en arrière et nous avons zoomé, il est rapidement devenu évident que de grands changements étaient en cours avec l'une des bactéries les plus difficiles à traiter au monde. «
Daria van Tyne, Ph.D., auteur principal, Professeur agrégé de médecine dans la division de maladies infectieuses de Pitt
Le système de détection amélioré de la transmission associée aux soins de santé (EDS-HAT) analyse les signatures génétiques des infections chez les patients hospitalisés et les modèles de drapeaux, permettant aux cliniciens d'intervenir et d'arrêter les épidémies potentielles en temps réel. Mais l'auteur principale Emma Mills, une étudiante diplômée en microbiologie et immunologie dans le laboratoire de Van Tyne, a réalisé que Eds-Hat était également un trésor d'informations historiques détaillées qu'elle pouvait miner pour en savoir plus sur l'évolution des bactéries au fil du temps.
Les moulins se sont concentrés sur Enterococcus faecium (VREFM), soi-disant parce qu'il ne peut pas être éradiqué avec la vancomycine antibiotique populaire. Le VREFM tue environ 40% des personnes qu'il infecte et est une peste particulière sur les patients immunodémisés et hospitalisés, qui prennent souvent des antibiotiques qui diminuent la diversité des bactéries dans leurs microbiomes, permettant à des bactéries médicamenteuses, comme le VREFM, à prospérer.
Après avoir analysé les séquences génomiques de 710 échantillons d'infection VREFM de patients hospitalisés entrés dans EDS-HAT sur une période de six ans, Mills a découvert que la variété des souches VREFM s'était rétrécie d'environ huit types de manière assez uniforme en 2017 à deux souches dominantes qui ont commencé à émerger en 2018 et, à la fin de 2022, étaient les Culpt dans quatre pystime-échantillon.
Après un examen plus approfondi, Mills a constaté que les souches dominantes avaient acquis la capacité de produire une bactériocine, qui est un antimicrobien que les bactéries utilisent pour tuer ou s'inhiber mutuellement. Ils avaient armé cette nouvelle capacité à détruire les autres souches VREFM, leur donnant un accès sans entrave aux nutriments pour une reproduction plus facile.
Cela a en outre déclenché la curiosité de Mills: si cela se passait à l'hôpital local, cela se produisait-il ailleurs? Aucune publication de recherche antérieure n'avait exploré la possibilité qu'il s'agissait d'un phénomène mondial, elle a donc consulté une bibliothèque accessible au public de plus de 15 000 génomes VREFM collectés à l'échelle mondiale de 2002 à 2022. Effectivement, ce qu'elle avait observé localement s'était également produit à l'échelle mondiale.
« Ce fut une découverte complètement inattendue – j'ai été surpris de voir un signal aussi dramatique », a déclaré Mills. « Une fois que ces souches sont dans un cadre institutionnel – comme un hôpital – et sont jumelées contre d'autres souches de VRE dans l'intestin d'un patient, ils prennent le relais. C'est un scénario` `tuer vos copains et manger leur nourriture ''. »
Van Tyne a déclaré que la constatation n'a pas de conséquences cliniques immédiates – il ne semble pas que le VREFM manuellement manuel de bactériocine rend les patients plus malades que leurs prédécesseurs. Mais cela pourrait indiquer des voies potentielles pour le développement de nouvelles thérapies.
« La diversité de la population VRE semble se rétrécir à partir de nombreux types différents, ce qui ne provoque que quelques-uns. « Cela suggère également que les bactériocines sont très puissantes et peut-être pourrions-nous les armer à nos propres fins. »
Les auteurs supplémentaires de l'étude sont Katharine Hewlett, Alexander B. Smith, Ph.D., et Joseph P. Zackular, Ph.D., de l'hôpital pour enfants de Philadelphie; et Marissa P. Griffith, Lora Pless, Ph.D., Alexander J. Sundermann, Dr.Ph et Lee H. Harrison, MD, de Pitt.
Cette recherche a été financée par les National Institutes of Health Grants R01ai165519, R01ai127472 et R35GM138369.
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