การศึกษาเผยให้เห็นความหลากหลายทางพันธุกรรมของเชื้อโรคที่มีปัญหาโดยเฉพาะ

การศึกษาเผยให้เห็นความหลากหลายทางพันธุกรรมของเชื้อโรคที่มีปัญหาโดยเฉพาะ

ภาพประกอบของแบคทีเรีย Clostridoides difficile สาเหตุทั่วไปของการเจ็บป่วยในลำไส้ที่เกี่ยวข้องกับยาปฏิชีวนะ เครดิต: ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค

นักวิจัยจากคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกและโรงเรียนวิศวกรรมจาคอบส์กับเพื่อนร่วมงานที่วิทยาลัยแพทยศาสตร์เบย์เลอร์ได้ใช้วิธีชีววิทยาระบบเพื่อแยกวิเคราะห์ความหลากหลายทางพันธุกรรมของ Clostridioides difficile ซึ่งเป็นเชื้อโรคที่มีปัญหาโดยเฉพาะในสถานพยาบาล

ศูนย์ควบคุมโรคประมาณการว่าแบคทีเรียทำให้เกิดการติดเชื้อประมาณ 500,000 รายในสหรัฐอเมริกาทุกปี โดยมีอาการท้องร่วงรุนแรงและลำไส้ใหญ่อักเสบ (การอักเสบของลำไส้ใหญ่) เป็นอาการเฉพาะ

ผลการวิจัยของนักวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในฉบับออนไลน์วันที่ 27 เมษายน พ.ศ. 2565 ของ พนัส.

C. difficile เป็นสาเหตุสำคัญที่สุดของการติดเชื้อที่เกี่ยวข้องกับโรงพยาบาล ส่วนหนึ่งจากการใช้ยาปฏิชีวนะ ซึ่งสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่มีสุขภาพดีได้มากพอที่จะปล่อยให้ C. difficile เติบโตโดยไม่มีการตรวจสอบ การติดเชื้อเป็นอันตรายอย่างยิ่งในผู้สูงอายุ CDC รายงานใน 1 ใน 11 ของผู้ที่มีอายุเกิน 65 ปีซึ่งได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นกรณีที่เกี่ยวข้องกับโรงพยาบาลของ C. difficile เสียชีวิตภายในหนึ่งเดือน

Jonathan M. Monk, Ph.D. นักวิทยาศาสตร์ด้านการวิจัยในกลุ่มวิจัยชีววิทยาระบบที่ UC San Diego กล่าวว่า “C. diff มีอยู่ทั่วไปและแพร่หลาย” กำกับโดย Bernhard O. Palsson, Ph.D. ศาสตราจารย์กล่าว ของวิศวกรรมชีวภาพและผู้ช่วยศาสตราจารย์ใน UC San Diego School of Medicine “ไม่ก่อให้เกิดอาการท้องร่วงทั่วไป คนส่วนใหญ่ฟื้นตัว แต่บางคนป่วยหนัก ต้องรักษาตัวในโรงพยาบาล และบางคนเสียชีวิตจากโรคแทรกซ้อน เช่น ไตวายหรือภาวะติดเชื้อ”

เพื่อให้เข้าใจลักษณะทางพันธุกรรมของ C. difficile ได้ดีขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงพัฒนาแบบจำลองที่สามารถระบุและทำนายวิวัฒนาการที่ซับซ้อนและคงที่ได้ นักวิจัยจึงใช้การจัดลำดับจีโนมทั้งหมด การตรวจคัดกรองฟีโนไทป์ในปริมาณมาก และการสร้างแบบจำลองการเผาผลาญของแบคทีเรีย 451 สายพันธุ์

ข้อมูลนี้ถูกใช้เพื่อสร้าง “แพนจีโนม” หรือทั้งชุดของยีนที่เป็นตัวแทนของสายพันธุ์ C. difficile ที่รู้จักทั้งหมด ซึ่งพวกเขาระบุกลุ่มยีนที่แตกต่างกัน 9,924 กลุ่ม โดยที่ 2,899 ถือเป็นแกนหลัก (พบในทุกสายพันธุ์) ในขณะที่ 7,025 เป็น “อุปกรณ์เสริม” (มีในบางสายพันธุ์ แต่ขาดหายไปในบางส่วน)

โดยใช้วิธีการพิมพ์แบบใหม่ พวกเขาจัดหมวดหมู่ 176 กลุ่มที่แตกต่างกันทางพันธุกรรมของสายพันธุ์

“การพิมพ์ด้วยจีโนมเสริมช่วยให้สามารถค้นพบยีนที่ได้มาใหม่ในจีโนมของเชื้อโรคที่อาจไม่มีใครสังเกตเห็นด้วยวิธีการพิมพ์มาตรฐาน” ผู้เขียนร่วม Jennifer K. Spinler, Ph.D. ผู้สอนด้านพยาธิวิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยาที่ วิทยาลัยแพทยศาสตร์เบย์เลอร์. “นี่อาจมีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจว่าอะไรเป็นสาเหตุของการแพร่ระบาดและจะต่อสู้กับการแพร่กระจายได้อย่างไร”

สายพันธุ์สามสิบห้าสายพันธุ์ที่เป็นตัวแทนของชุดทั้งหมดได้รับการทดลองทำโปรไฟล์ด้วยแหล่งสารอาหารที่แตกต่างกัน 95 แหล่ง โดยเผยให้เห็นรูปแบบการเติบโตที่แตกต่างกัน 26 แบบ จากนั้นทีมงานได้สร้างแบบจำลองเมแทบอลิซึมของจีโนมเฉพาะสายพันธุ์ 451 เพื่อสร้างความหลากหลายทางฟีโนไทป์ในการคำนวณใน 28,864 เงื่อนไขที่ไม่ซ้ำกัน ตัวแบบสามารถทำนายการเติบโตได้อย่างถูกต้องใน 76 เปอร์เซ็นต์ของกรณีที่วัดได้

Charles J. Norsigian, Ph.D. นักวิทยาศาสตร์ด้านข้อมูลใน Systems Biology Research กล่าวว่า “จุดแข็งประการหนึ่งของงานที่นำเสนอคือการทำงานร่วมกันของประเภทข้อมูลทางชีววิทยาที่แตกต่างกันในกรอบชีววิทยาระบบที่ครอบคลุมซึ่งสามารถวิเคราะห์ได้ในขนาด กลุ่ม. “โดยการตีความสายพันธุ์ของ C. difficile ในบริบทของประชากร เราสามารถนำเสนอลักษณะเฉพาะของสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องแบบเบา ๆ เกี่ยวกับช่องธาตุอาหาร ปัจจัยที่ก่อให้เกิดโรค และปัจจัยต้านทานต่อยาต้านจุลชีพที่อาจตรวจไม่พบ”

ผู้เขียนร่วม ได้แก่ Bernhard O. Palsson, UC San Diego; Heather A. Danhof, Colleen K. Brand, Firas S. Midani, Robert A. Britton และ Tor C. Savidge, วิทยาลัยแพทยศาสตร์เบย์เลอร์; และ Jared T. Broddrick และ Jennifer K. Spinier ศูนย์วิจัย NASA Ames


การศึกษาพบว่า superbug C. difficile สามารถกระโดดข้ามระหว่างสุกรกับมนุษย์ได้ โดยแสดงหลักฐานการแพร่กระจายจากสัตว์สู่คน


ข้อมูลมากกว่านี้:
Charles J. Norsigian et al, แนวทางชีววิทยาของระบบเพื่อประเมินแพนจีโนม Clostridioides difficile ที่ใช้งานได้จริงเผยให้เห็นความหลากหลายทางพันธุกรรมด้วยอำนาจการเลือกปฏิบัติ การดำเนินการของ National Academy of Sciences (2022). ดอย: 10.1073/pnas.2119396119

ให้บริการโดยมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย – ซานดิเอโก

การอ้างอิง: การศึกษาพบความหลากหลายทางพันธุกรรมของเชื้อโรคที่มีปัญหาโดยเฉพาะ (2022, 27 เมษายน) ดึงข้อมูล 28 เมษายน 2022 จาก https://phys.org/news/2022-04-reveals-genetic-diversity-problematic-pathogen.html

เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*