Изучение взаимодействия иммунной системы и устойчивых к антибиотикам бактерий
Исследовательская группа под руководством биолога из Бостонского колледжа получила грант Национальных институтов здравоохранения (NIH) в размере $10 млн на изучение роли иммунной системы в появлении устойчивых к антибиотикам бактерий.
Исследование может стать основой для разработки технологических приложений, которые помогут ученым прогнозировать лекарственную устойчивость у определенных бактерий и определять эффективные схемы лечения бактериальных инфекций.
«Здесь задействованы три фактора: организм-хозяин, бактерии и антибиотик, — говорит микробиолог-системолог Тим ван Опейнен. — В реальности мы очень мало понимаем, как эти три фактора взаимодействуют друг с другом».
С момента своего появления 70 лет назад антибиотики используются для лечения пациентов с бактериальными инфекциями. Со временем многие инфекционные организмы адаптировались к лекарствам, предназначенным для их уничтожения, что сделало лечение менее эффективным.
В проекте, рассчитанном на пять лет и финансируемом Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) NIH, будут использованы методы высокопроизводительного геномного секвенирования, полногеномного секвенирования, мониторинга иммунной системы, нейронные сети и методы активного обучения.
Команда будет применять передовые инструменты и методы геномных исследований, включая транспозонное секвенирование (Tn-seq). Этот метод позволяет быстро проанализировать миллионы генетических последовательностей и выявить функции генов у бактерий. Ван Опейнен разработал Tn-seq и использовал его для идентификации определенных генов в бактериях, которые способствуют их ускользанию от защитных механизмов иммунной системы.
«Мы хотим всесторонне определить, как бактерии взаимодействуют с иммунной системой пациента и как эти взаимодействия позволяют или предотвращают эволюцию устойчивости к антибиотикам», — сказал ван Опейнен.
Ключом к снижению ущерба от антибиотикорезистентности является понимание взаимодействия пациента, бактерий и лекарства.
«Иммунная система необходима для избавления от инфекции. Работает не только лекарство, — пояснил ван Опейнен. — Эти препараты снижают количество бактерий в организме, чтобы иммунная система могла уничтожить остальные. Но для успеха иммунная система должна сотрудничать с препаратом».
Помимо разработки компьютерной модели для определения оптимального лечения, потенциальные результаты могут включать повышение точности прогнозирования возникновения устойчивости, а также разработку новых мишеней для антибиотиков и стратегий лечения.