Новый генетический анализ бактерий, вызывающих болезнь Лайма, может улучшить диагностику и лечение

Полногеномное секвенирование 47 штаммов бактерий, вызывающих болезнь Лайма, со всего мира создало мощный ресурс для идентификации конкретных бактериальных штаммов, инфицирующих пациентов. Это может позволить повысить точность диагностических тестов и адаптировать лечение к точному типу бактерий, вызывающих заболевание у каждого пациента.

"Это всестороннее, высококачественное секвенирование болезни Лайма и родственных бактерий закладывает основу для продвижения области вперед", — сказал соавтор исследования Стивен Шутцер из Медицинской школы Нью-Джерси Университета Рутгерса.

Болезнь Лайма — наиболее распространенное клещевое заболевание в Северной Америке и Европе, поражающее сотни тысяч человек в год. Ежегодно в США регистрируется 476 000 новых случаев.

Исследовательская команда секвенировала полные геномы бактерий, представляющих все 23 известных вида группы Borrelia burgdorferi sensu lato. Большинство из них ранее не секвенировались.

Сравнив геномы, ученые реконструировали эволюционную историю бактерий, проследив их происхождение на миллионы лет назад. Бактерии, вероятно, возникли до распада древнего суперконтинента Пангея, что объясняет их нынешнее всемирное распространение.

Исследование также показало, как эти бактерии обмениваются генетическим материалом внутри и между видами. Этот процесс, известный как рекомбинация, позволяет бактериям быстро эволюционировать и адаптироваться к новым условиям. Были идентифицированы специфические "горячие точки" в бактериальных геномах, где этот генетический обмен происходит наиболее часто, часто затрагивая гены, которые помогают бактериям взаимодействовать с клещами-переносчиками и животными-хозяевами.

"Понимая, как эти бактерии эволюционируют и обмениваются генетическим материалом, мы лучше подготовлены к прогнозированию и реагированию на изменения в их поведении", — сказал Вейган Цю, профессор биологии Городского университета Нью-Йорка и старший автор исследования.

Для содействия дальнейшим исследованиям команда разработала веб-инструменты (BorreliaBase.org), позволяющие ученым сравнивать геномы Borrelia и идентифицировать детерминанты их способности инфицировать человека.

В перспективе исследователи планируют проанализировать больше штаммов, особенно из недостаточно изученных регионов, и изучить функции генов, уникальных для болезнетворных штаммов, что может выявить новые мишени для терапии.

"Это основополагающее исследование, работа, которая предоставляет исследователям данные и инструменты для лучшей адаптации лечения против всех причин болезни Лайма", — сказал Бенджамин Луфт из Медицинской школы Ренессанса Университета Стоуни-Брук.