11. ágúst 2015
Með því að greina aukna eiturefnaframleiðslu í algengum bakteríum, streptókokkum af flokki A, geta vísindamenn nú í fyrsta sinn skilgreint nákvæmlega þá sameindafræðilegu atburði sem geta leitt til þess að bakterían valdi alheimsfaröldrum. Rannsóknin byggði á raðgreiningu á öllu erfðamengi næstum 5.000 streptókokka af flokki A sem safnað hefur verið áratugum saman. Vísindamenn frá Houston Methodist Research Institute, Houston Methodist Hospital, Háskóla Íslands, Landspítala, Lýðheilsustofnun Finnlands og U.S. National Institute of Allergy and Infectious Diseases unnu að rannsókninni í samvinnu og greina frá þessum uppgötvunum sínum í hinu virta vísindariti Journal of Clinical Investigation (fyrst birt í netútgáfu þann 11. ágúst).
Samkvæmt James M. Musser, rannsóknarstjóra verkefnisins og yfirmanni meinafræði- og erfðarannsókna við Houston Methodist Research Institute, leiddu niðurstöður í ljós ákveðnar breytingar á kjarnsýrum sem síðan virðast leiða af sér stóra faraldra streptókokkasýkinga af flokki A. Þessar uppgötvanir opna jafnframt möguleika á þróun nýrra lyfja eða forvarna gegn bakteríunni en einnig bættrar greiningartækni sem gæti nýst til að koma í veg fyrir eða draga úr faröldrum.
Samkvæmt Alþjóðaheilbrigðismálastofnuninni valda streptókokkar af flokki A rúmlega 600 milljón sýkingum í mönnum á ári. Meirihluti sjúklinganna fær hálsbólgu sem er sjaldnast alvarleg en bakteríurnar geta einnig valdið gigtsótt sem er mikilvæg ástæða hjartasjúkdóma barna sem hægt er að koma í veg fyrir. Streptókokkar af flokki A geta einnig valdið afar alvarlegum sýkingum, m.a. blóðeitrun og ífarandi sýkingu í vöðvum og vöðvafelli (e. necrotizing fasciitis) sem hefur gríðarháa dánartíðni í för með sér.
Í rúma öld hefur verið þekkt að þessi sjúkdómsvaldandi baktería gæti valdið faröldrum en engum hefur tekist að komast að ástæðum þess. Rannsóknarhópurinn ákvað að skoða sérstaklega streptókokka af flokki A m.a. vegna þess hversu alvarlegum faröldrum bakterían getur valdið en einnig vegna aðgengis að stórum söfnum örvera sem safnað hafði verið í áratugi. Sökum þess að erfðamengið er hlutfallslega lítið mátti fullgreina erfðamengi þúsunda stofna á hlutfallslega skömmum tíma.
Upphafleg tilgáta vísindamannanna var að erfðabreytingar hefðu leitt til nýrra faraldra. Til að prófa þessa tilgátu var allt erfðamengi þúsunda bakteríustofna raðgreint. Í ljós kom að breytingar höfðu orðið á kjarnsýruröðum sem hafa þýðingu fyrir um myndun tveggja sterkra eiturefna sem stuðla að alvarlegum sýkingum í mönnum. Í þeim stofnum streptókokka af flokki A sem tengdust faröldrum og alvarlegum ífarandi sýkingum höfðu orðið tvær mikilvægar og þýðingamiklar breytingar innan stýrisvæðis eiturefnagenanna. Stýrisvæðið stýrir því hvernig þessi mikilvægu eitur-kóðandi gen eru umrituð og eiturefnaprótínin framleidd.
Afleiðing erfðabreytinganna tveggja er marktækt aukin myndun á tveimur mikilvægum eiturefnum sem kallast streptolysin O og NAD-glycohydrolase. Þriðja breytingin sem greindist veldur því að búið er til eintak af öðru eiturefninu sem er virkara en það upprunalega. Allar þessar breytingar áttu þátt í að mynda sýkil sem er enn skæðari og hæfari til að valda faröldrum en fyrirrennar hans.
Musser og rannsóknarhópurinn vona að niðurstöður rannsóknarinnar muni gera öðrum rannsakendum kleift að nota svipaðar aðferðir við rannsókn á öðrum sýklum, eins og Staphylococcus aureus (sem er algengasta orsök húð- og mjúkvefjasýkinga) og sýklalyfjaónæmum bakteríum eins og Klebsiella pneumoniae eða Escherichia coli.
Verkefnið var styrkt af Fondren sjóðnum og Houston Methodist Hospital, Academy of Finland og US National Institute of Allergy and Infectious Diseases, National Institutes of Health. Greinin mun birtast í prentútgáfu JCI, Journal of Clinical Investigation í september.
Sjá greinina sjálfa á heimasíðu tímaritsins:
http://www.jci.org/articles/view/82478
Sjá einnig stutt myndband með samantekt (authors takes) - stutt viðtal við Jim Musser:
http://www.jci.org/videos/authors_takes