Ha csapatban támadnak, nincs sok esély a gyógyulásra

2019.11.14. 05:56

A húsevő baktériumok néha csapatban támadnak, és ilyenkor veszedelmesebbek, mint egyedül. A többféle törzs által okozott kevert fertőzések gyors lefolyásúak és ellenállnak a kezelésnek.

A tudósok számára csak az utóbbi években vált világossá, hogy egyes súlyos baktériumfertőzéseket, amelyek különösen gyors lefolyásúak és nehezen kezelhetők, nem is egyetlen törzs, hanem ugyanazon baktériumfaj több törzse együttesen okozza. Az ún. polimikrobiális fertőzésekről még mindig nagyon keveset tudunk, nem utolsósorban azért, mert a hagyományos diagnosztikus módszerekkel egyszerű egykórokozós fertőzéseknek mutatkoznak.

A Marylandi Egyetem és a Texasi Egyetem kutatói által most közzétett kutatás genetikai elemzést alkalmazott annak felderítésére, miként működik együtt egyazon húsevő baktériumfaj két különböző törzse a fertőzés során, amely így veszedelmesebb, mintha bármelyik törzs egymagában okozná. Eredményeiket az USA tudományos akadémiájának folyóiratában, a Proceedings of the National Academy of Sciences-ben publikálták.

Kutatásunk egyértelmű bizonyítékot szolgáltat arra, hogy egy rendkívül súlyos fertőzésben, amelyet egyetlen természetesen előforduló baktériumnak szoktunk tulajdonítani, valójában a faj két különböző törzse működött közre – összegzi Rita Colwell, a Marylandi Egyetem számítástechnikai intézetének professzora és a tanulmány társszerzője. – Az egyik törzs egy toxint termel, amely lebontja az izomszövetet, s ezzel lehetővé teszi a másik törzs számára, hogy a keringésbe vándorolva távoli szerveket is megtámadjon."

Egy váratlan felfedezés

A kutatás alapjául szolgáló baktériumtenyészet egy olyan betegből származott, akit a köznyelvben húsevőnek titulált bakteriális betegség – tudományos nevén nekrotizáló fasciitis – támadott meg. A betegséget a hagyományos diagnosztikus eljárások monomikrobiálisnak, vagyis egykórokozósnak mutatták; mindössze annyit tudtak megállapítani, hogy a fertőzést egyetlen baktériumfaj, az Aeromonas hydrophila egyedei okozzák. Aztán az orvosok számára is váratlanul a betegség hirtelen végzetesre fordult, és a páciens életét csak mind a négy végtag amputálásával tudták megmenteni. Az alapos genetikai elemzéssel Colwell és csapata olyan fontos különbségeket fedezett fel a tenyészet egyes baktériumai között, amelyeket a szokványos diagnosztikai vizsgálatokkal lehetetlen volt kimutatni.

Colwell és munkatársai korábbi publikációikban már beszámoltak a szóban forgó baktériumfaj, az Aeromonas hydrophila két genetikailag elkülöníthető törzsének izolálásáról és azonosításáról. A törzseket a betegség tudományos neve (nekrotizáló fasciitis) alapján NF1-nek és NF2-nek nevezték el. A laboratóriumi kísérletek azt mutatták, hogy egymagában egyik törzs sem képes halálos lefolyású betegséget okozni. Ha viszont a két törzset összekeverték, a fertőzés hamar végzetessé vált.

A mostani tanulmány során a kutatók a két törzs genetikai anyagát manipulálva megmutatták, hogy ha kicserélik közöttük azokat a genetikai komponenseket, amelyek különbözővé teszik őket, az NF1 úgy kezd viselkedni, mintha NF2 volna, és viszont. Az így előállított mutáns törzseket egerekben tesztelve pedig meghatározták, hogyan befolyásolják a genetikai különbségek a két törzs fertőzőképességét és egymással való együttműködését.

Aeromonas hydrophila táptalajonForrás: Stefan Walkowski/Stefan Walkowski

Egymás szövetségesei

Colwell csoportjának korábbi és mostani munkái együttesen pontos képet rajzolnak arról, hogyan viselkedik az NF1 és az NF2 az önálló, illetve a kombinált fertőzések során. Ha egymaga támad, az NF1 lokalizált marad, nem terjed sem a véráramba, sem a létfontosságú szervekre, és a gazdaszervezet immunrendszere könnyen elbánik vele. Az NF2 ezzel szemben egy olyan méreganyagot – toxint – termel, amely lebontja az izomszövetet, így megnyitja a baktérium előtt az utat a véráram és a távoli szervek felé.

Egészen másképp alakul azonban a történet, ha a két törzs együttesen fertőz. Ilyenkor az NF2 által termelt toxin épp az NF1 törzs számára nyit utat a véráram és a belső szervek felé, minek nyomán a fertőzés életveszélyessé válik. Az NF2 viszont – ellentétben azzal, ahogy egyedül viselkednék – helyben marad, és nem is nyílik alkalma a terjedésre, ugyanis amint érintkezésbe kerül az NF1 egyedeivel, azok egy halálos baktériumközi injekcióval ártalmatlanítják.

Izgalmasnak találjuk ezt az elegáns detektívmunkát – nyilatkozta Colwell. – A metagenomika eszközeivel most már módunk van meghatározni a polimikrobiális fertőzések egyedi komponenseit. E hatékony új módszerek révén rálátásunk nyílik arra, miként működnek együtt a mikrobák, legyen bár baktériumokról, vírusokról vagy más élősködőkről szó."

IllusztrációForrás: Science Photo Library/MICROGEN IMAGES/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Microgen Images/Science Photo Li

A polimikrobiális fertőzésekért felelős egyes kórokozók elkülönítése és azonosítása, akár különböző fajok, akár egyazon faj törzs-szintű változatai okozzák a kevert fertőzést, nagy mértékben javíthatja a kezelés sikerének esélyeit. Amikor egyféle antibiotikummal kezelünk egy fertőzést, egy bizonyos kórokozótól megszabadítjuk a szervezetet – magyarázza Colwell. – Ha viszont ott van egy másik kórokozó is, amely részt vesz a fertőzésben, akkor az antibiotikummal – hacsak nem veszi e másik organizmust is célba – csak az egyik baktériumot takarítjuk el, és ezzel elősegítjük a másik esztelen elszaporodását."

Sok másodlagos, illetve kezelésnek ellenálló idült fertőzés származhat abból, ha egy polimikrobiális megbetegedésben csak az egyik kórokozót vesszük célba. Colwell szerint az ilyen összetett fertőzések hatékony leküzdéséhez antibiotikumok vagy más antimikrobiális gyógyszerek keverékére lehet szükség. A fertőzések elemzése a jelen kutatás során kifejlesztett genomikai megközelítéssel hozzásegíthet a polimikrobiális megbetegedések pontosabban célzott terápiájához.