Christoph Burgstedt / Shutterstock
Vaikka sekä immuunijärjestelmämme että antibiootit auttavat meitä torjumaan hengenvaarallisia infektioita, niiden esiintyminen Antibioottinen vastustuskyky nopeasti vaikeuttaa sellaisten yleisten infektioiden parantamista, joita kerran hoidettiin helposti. Antibioottiresistenssi tapahtuu, kun bakteerit kehittyvät ja selviävät niiden eliminoimiseksi suunnitelluista hoidoista - ja sitten lisääntyvät tai siirtävät tämän vastustuskyvyn muille bakteereille.
Tällä hetkellä tehdään paljon tutkimuksia, jotta löydetään tapoja estää antibioottiresistenssin leviäminen. Mutta on vielä monia kysymyksiä, joihin tutkijoilla ei ole vastauksia. Yksi tällainen kysymys on tietää, miten vastus kehittyy ihmisen sisällä reaaliajassa. Tieto siitä, mitä elimistössä tapahtuu infektion aikana, voi auttaa meitä kehittämään parempia hoitoja antibioottiresistenssille.
Meidän Äskettäin julkaistussa tutkimuksessa, tutkimme bakteeripopulaation keuhkoissa tehohoitopotilaalla, jolla oli yleisen bakteerityypin aiheuttama keuhkoinfektio, Pseudomonas aeruginosa. Pystyimme reaaliajassa havaitsemaan, kuinka sekä antibioottiresistenttien bakteerien nopea kehitys että immuunijärjestelmän toiminta olivat tärkeitä potilaan infektion lopputuloksen määrittämisessä.
Käytimme useita tekniikoita ja kokeita, joilla mitattiin bakteerien kasvua ja infektion aikana tapahtuneita muutoksia antibioottiresistenssissä. Yhdistimme nämä kokeet genomin sekvensointitekniikoilla bakteerigeenikoodin muutosten tunnistamiseksi. Tämä kertoi meille, kuinka bakteerit kehittyvät ja kehittivätkö ne antibioottiresistenssiä.
Mitattiin myös keuhkoissa läsnä olevien immuunijärjestelmän molekyylien lukumäärä, joiden tiedettiin torjuvan Pseudomonas aeruginosa. Keuhkoista otetut näytteet analysoitiin muutaman päivän välein, jotta voimme kaapata suurella tarkkuudella tapahtuvat muutokset. Tämä paljasti ennennäkemättömän yksityiskohtaisesti, kuinka immuunijärjestelmällä oli rooli kehittyneiden antibioottiresistenttien bakteerien tukahduttamisessa.
Huomasimme, että keuhkoissa olevista bakteereista tuli erittäin vastustuskykyisiä yhdelle antibiootista, jota käytettiin niiden poistamiseksi. Nämä bakteerit kehittivät vastustuskykyä mutaatiolla ja modifioimalla soluseinänsä (solua ympäröivän ulkokerroksen) komponentteja. Joidenkin bakteerien todettiin jopa muuttaneen solupinnan solua, jota antibiootit käyttivät tuhoamaan ne. Toisten havaittiin muokkaavan tämän kerroksen rakenneosaa.
Muuntamalla alkupistettä massiivisesti lisääntynyt antibioottiresistenssi, se teki myös bakteereista vähemmän sopivia. Tämä sai heidät kasvamaan hitaammin seurauksena. Nämä erittäin vastustuskykyiset bakteerit hävisivät nopeasti populaatiosta antibioottihoidon päättymisen jälkeen, ja ne korvattiin sopivammilla ja nopeammin kasvavilla sukulaisilla.
Mutta bakteereilla, jotka modifioivat vain soluseinän rakenneosaa, oli lisääntynyt antibioottiresistenssi - ilman kustannuksia niiden selviytymiselle. Itse asiassa he pystyivät kasvamaan nopeammin. Jos nämä bakteerit siirtyisivät toiselle henkilölle, ne pystyisivät aiheuttamaan infektioita, joita on vaikeampaa hoitaa antibiooteilla. Nämä bakteerit pysyivät keuhkoissa - myös sen jälkeen, kun heidän vähemmän kunnolliset sukulaisensa vaihdettiin.
Immuunijärjestelmä
Tässä immuunijärjestelmä oli todella tärkeä.
Ennen kuin henkilöä hoidettiin antibiooteilla, havaitsimme, että infektion aiheuttavien bakteerien populaatio oli jo alkanut laskea. Tämä osoitti meille, että immuunijärjestelmä teki työnsä. Tämä teki myös antibiooteista menestyvämmät, koska ne toimivat paremmin kohdennettaessa pieniin bakteeripopulaatioihin.
Bakteeri-infektio ilmestyi kuitenkin uudelleen noin 11 päivää sen viimeisen havaitsemisen jälkeen - ja antibiooteille resistenttien mutanttien kanssa. Ensimmäistä kertaa immuunijärjestelmä toimi yhdessä antibioottien kanssa. Tällä kertaa uusia antibiootteja ei annettu, ja tutkimuksemme paljasti, että immuunijärjestelmä pystyi torjumaan infektiota yksin.
Ratkaisevasti tämä paljasti, että luonnollinen immuniteetti pystyi pyyhkimään antibioottiresistenssibakteerien populaation, joka syntyi ensimmäisen antibioottihoidon jälkeen.
Emme voi olla 100% varmoja siitä, siirtyivätkö mutanttibakteerit muille ihmisille, mutta mitä vähemmän aikaa bakteerit ovat korkeassa määrin keuhkoissa, sitä vähemmän todennäköistä on, että ne siirtyvät. Tällaiset infektiot voidaan välittää potilaan kautta, joka yskää ja karkottaa bakteerit keuhkoista, ja niin edelleen.
Tuloksemme viittaavat siihen, että luonnollinen immuniteetti voi estää vastustuskykyä infektion aikana ja rajoittaa resistenttien kantojen siirtymistä potilaiden välillä. Tulevaisuudessa tämän linkin hyödyntäminen voi auttaa meitä kehittämään uusia lääkkeitä käytettäväksi haitallisia bakteereja vastaan - ja se voi auttaa meitä ehkäisemään paremmin antibioottiresistenttien bakteerien leviämistä.
Tietoja kirjoittajista
Rachel Wheatley, Bakteerien evoluution tutkijatohtori, Oxfordin yliopisto ja Julio Diaz Caballero, Mikrotieteellisen genomiikan tutkijatohtori, Oxfordin yliopisto
Liittyvät kirjat:
Keho pitää pisteet: Aivomieli ja keho trauman paranemisessa
esittäjä (t): Bessel van der Kolk
Tämä kirja tutkii trauman ja fyysisen ja henkisen terveyden välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita paranemiseen ja palautumiseen.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Breath: kadonneen taiteen uusi tiede
Kirjailija: James Nestor
Tämä kirja tutkii hengityksen tieteitä ja käytäntöjä ja tarjoaa oivalluksia ja tekniikoita fyysisen ja henkisen terveyden parantamiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Kasviparadoksi: "terveellisten" elintarvikkeiden piilotetut vaarat, jotka aiheuttavat sairauksia ja painonnousua
Kirjailija: Steven R. Gundry
Tämä kirja tutkii ruokavalion, terveyden ja sairauksien välisiä yhteyksiä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Immunity Code: Uusi paradigma todelliselle terveydelle ja radikaalille ikääntymisen estämiselle
Kirjailija: Joel Greene
Tämä kirja tarjoaa uuden näkökulman terveyteen ja immuniteettiin, hyödyntäen epigenetiikan periaatteita ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita terveyden ja ikääntymisen optimoimiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Täydellinen opas paastoon: paranna kehosi jaksoittaisella, vuorotellen ja pitkällä paastolla
Tohtori Jason Fung ja Jimmy Moore
Tämä kirja tutkii paastoamisen tiedettä ja käytäntöä ja tarjoaa oivalluksia ja strategioita yleisen terveyden ja hyvinvoinnin parantamiseksi.
Klikkaa saadaksesi lisätietoja tai tilataksesi
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
