Informácie

Existujú mechanizmy, ktoré obmedzujú množstvo časovej konjugácie a prenosu F-plazmidu? Ak áno, aké sú?

Existujú mechanizmy, ktoré obmedzujú množstvo časovej konjugácie a prenosu F-plazmidu? Ak áno, aké sú?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Nie všetky baktérie získali F-plazmidy konjugáciou. Niektoré z mechanizmov na to sú neúspešné konjugačné udalosti (mechanické narušenie), žiadny prenos v dôsledku integrácie do bakteriálneho chromozómu atď. (Pozri predchádzajúcu otázku a odpoveď).

Teraz ma zaujíma, či existujú aj mechanizmy, ktoré obmedzujú konjugáciu a prenos F-plazmidov. Napríklad, že baktéria môže preniesť svoj F-plazmid iba raz počas svojho života.


Áno, existuje veľa takýchto mechanizmov.

Jedným z najjednoduchších, no možno najľahšie prehliadnuteľných, je metabolizmus. Konjugácia vyžaduje ATP. V prostrediach s nízkymi hladinami živín nemusia mať heterotrofy dostatok "extra" ATP na poháňanie procesu konjugácie. Všimnite si, že darca aj príjemca musia vynaložiť ATP v konjugácii. Darca potrebuje vyrobiť vrúbkovací enzým, pilus, a vytlačiť DNA do príjemcu a príjemca musí syntetizovať DNA z jednovláknovej DNA, ktorú dostal.


Finále BICD 100

Krok 2: Vstreknite DNA do organizmu
- NÁHODNÉ VLOŽENIE do genómu!

Môžeme náhodne začleniť DNA do genómu (čo má za následok expresiu génov)
- Transgénne látky
- Fluorescenčné značkovanie
- Nesprávna expresia endogénnych génov (gény normálne exprimované u zvieraťa)
- Nesprávna expresia exogénnych génov (gény z iného zdroja)

Vyradiť gén (zničiť funkciu génu)

Do genómu ho vedie vodiaca RNA (gRNA) (20 bp)

m++ eb
_____ X ______
m++ eb

m + m eb
_____ X ________
+ eb m eb

NCO: m +/m eb = mahagón
NCO: + eb/m eb = eben

SCO: m eb/m eb = mahagónový eben
SCO: + +/m eb = divoký typ

Medzi sesterskými chromatidami dochádza k recipročným výmenám podobným kríženiu
Nevytvárajte nové alelické kombinácie

Nachádza sa v pôde, vode, tráviacom trakte

Obsadzujte extrémne prostredie

Výroba jedla - chlieb, syr, jogurt, pivo

Ťažba - odkrytie medených rúd litotrofmi

Zdravie a choroba - normálny mikrobióm, patogény

Plazmidy sú kruhové molekuly dvojvláknovej DNA, ktoré sa môžu replikovať v hostiteľskej baktérii a preniesť sa na dcérske bunky

gény rezistencie na antibiotiká

Vyžaduje kontakt bunka-bunka

Špička špecializovaného pohlavného pilusu sa pripojí k receptoru na príjemcovi a zmrští sa, aby spojila bunky

2 % bakteriálneho chromozómu (

Kolicíny môžu zabíjať susedné baktérie

Bakteriofágy sú vírusy, ktoré špecificky infikujú baktérie

Jednovláknové vytesnenie je bežnou formou rekombinácie u mnohých bakteriálnych druhov

Proteín RecA sprostredkováva rekombináciu medzi jednovláknovou molekulou DNA a hostiteľským genómom alebo odvinutou molekulou dsDNA

Považuje sa za hlavnú hrozbu pre verejné zdravie

Vzťahuje sa na schopnosť buniek kontrolovať expresiu svojich génov
Indukovateľné gény – vyžadujú induktor na génovú expresiu
Konštitutívne gény – konštantné v priebehu času

V baktériách sa proteín nazývaný sigma faktor viaže na RNA polymerázu aj na promótor DNA

rozpoznať konsenzuálnu sekvenciu (-35 miest a -10 TATA box)

To mu umožňuje umiestniť RNA polymerázu tak, aby transkripcia vždy začínala na rovnakej báze (+1)

Počas štádia predlžovania RNA polymeráza syntetizuje RNA transkript

Sigma faktor sa uvoľní a RNA polymeráza sa kĺže po vlákne DNA

--- [promótor] ---[gén 1] [gén 2] [gén 3] ---

[pravá strana horeH] --- [F1] --- [Represor F2] --- --- [F2] ---
→ vytvára proteín F1 a represorový proteín F2, žiadny proteín F2

komplex viaže regulačnú sekvenciu a aktivuje cieľový gén

odstránenie ligandu zastaví transkripciu

Scenár 2: Komplex represor-korepresor viaže DNA a potláča cieľový gén

viaže sa na represorové (lacI) proteíny a spôsobuje, že komplex uvoľní DNA

3:4 atenuátor kmeň-slučka: vysunie RNA polymerázu a zastaví transkripciu.
keď sú hladiny tryptofánu vysoké, ribozóm sa zastaví na stop kodóne a pokryje oba segmenty 1 a 2

Spracovanie RNA – zostrih podlieha regulácii

Preklad – nie taký bežný

- zmena polohy nukleozómov: relatívne polohy niekoľkých nukleozómov môžu posunúť alebo zmeniť rozmiestnenie nukleozómov v dlhom úseku DNA

- vypudenie histónu: histónový oktamér môže byť vylúčený z DNA, čím sa vytvorí medzera

mikroRNA (miRNA) a krátke interferujúce RNA (siRNA) sú molekuly RNA, ktoré sa viažu na transkripty mRNA a zabraňujú translácii

miRNA – čiastočne komplementárne s určitými mRNA inhibujú transláciu

Vzorka by mala byť náhodná a reprezentatívna pre populáciu, z ktorej sa odoberá

Dedičnosť nie je určená pre danú vlastnosť

Napr. Dedičnosť produkcie vajec u kurčiat
- Dedičnosť osôb držaných v jednotlivých klietkach môže byť vysoká
- Dedičnosť u zvierat chovaných vonku bez klietok môže byť nízka

Odhady dedičnosti nie sú to, do akej miery je znak geneticky určený, ani neopisuje, do akej miery je fenotyp jednotlivca spôsobený genotypom.

Experimenty sú potom navrhnuté tak, aby testovali účinky radu environmentálnych podmienok na fenotypovú variabilitu

Variácie medzi rôznymi inbrednými kmeňmi v konštantnom prostredí sú spôsobené predovšetkým faktormi génu-c

Aditívny rozptyl (VA): genotypový rozptyl v dôsledku aditívneho pôsobenia alel

1) Priemerné skóre pôvodnej populácie (M)
2) Vybrané osoby použité ako rodičia (M1)
3) Potomstvo vybraných jedincov (M2)

Merané v populáciách a má len obmedzenú aplikáciu na jednotlivcov

Nameraná dedičnosť závisí od environmentálnych variácií prítomných v študovanej populácii a nemožno ju použiť na vyhodnotenie rozdielov medzi populáciami

Dvojvaječné (DZ) dvojčatá - "bratské"

Dvojčatá sú pre danú vlastnosť zhodné, ak ju vyjadrujú obe alebo ani jedno

Ak sú hodnoty zhody výrazne vyššie u dvojčiat MZ, existuje podozrenie na silný komponent génu-c pri určovaní znaku

Stanovenie - keď sa vývojový osud bunky ustáli

Zygotické gény
A. Segmentačné gény:
1. Gény medzery: Tieto gradienty aktivujú gény medzery, ktoré rozdeľujú embryo na hlavu, hrudník a brucho
2. Gény párového pravidla: Gap gény aktivujú gény párového pravidla, ktoré rozdeľujú embryo na segmenty
3. Gény polarity segmentov: Gény polarity segmentov rozdeľujú každý segment na prednú a zadnú oblasť

Transkripcia medzerových génov je riadená produktmi materských génov vo vajci

Definujte ranú fázu telesného plánu

Mutantné alely vytvárajú veľké medzery v segmentačnom vzore embrya

Každý gén párového pravidla je exprimovaný v sérii 7 úzkych prúžkov po obvode embrya

Mutácie eliminujú časti embrya o veľkosti segmentov v každom ďalšom segmente

Na rozdelenie embrya pôsobí najmenej 8 párových génov

Spočiatku sa hranice prekrývajú, takže v každej oblasti prekrývania bunky exprimujú inú kombináciu génov párového pravidla

Transkripcia génov polarity segmentu je riadená transkripčnými faktormi s párovým pravidlom

Gény polarity segmentov sú aktívne v jedinom páse buniek okolo embrya a rozdeľujú embryo na 14 segmentov

Vytvorte predo-zadnú polaritu v každom segmente

Mutácie spôsobujú defekty v každom segmente

napr. Gén párového pravidla v Drosophila nazývaný runt je tiež prítomný u myší a riadi vývoj krvných buniek a kostí

Runt obsahuje 128 aminokyselinovú doménu viažucu DNA, ktorá je vysoko konzervovaná v Drosophila, myších a ľudských proteínoch


2 Prenosové systémy podobné F

F plazmid kóduje približne 40 génov vo svojej transferovej oblasti. Pätnásť z týchto génov sa podieľa na syntéze a zostavovaní F pilusu [1, 2]. traA kóduje prekurzor podjednotky pilusu propilínu traQ a traX génové produkty sa podieľajú na procese traA zrenia. Väčšina toho druhého tra gény sa podieľajú na zostavovaní pilusu: traL, traE, traK, traB, traV, traC, traW, traK, traF, traH, traG, trbC, trbI. Po vytvorení párovacích kontaktov sa jedno vlákno DNA odreže, nasleduje vytesnenie vlákna a prenos do recipientnej bunky v smere 5′-3′, kde sa syntetizuje komplementárne vlákno (prehľad v [3]). Proteín TraI, ktorý má aktivitu vrúbkovania a odvíjania DNA (helikázy), má v tomto procese ústrednú úlohu a počas prenosu zostáva kovalentne spojený s 5' koncom poškodenej DNA. Ďalšie zahrnuté proteíny zahŕňajú TraY, TraM a TraD. TraY spolu s IHF indukuje ohýbanie DNA a stimuluje vrúbkovanie oriT (počiatok prenosu) in vitro cez väzbové miesto (SbyA) umiestnené v blízkosti miesta nicku [4, 5]. Nedávna technika na monitorovanie škrabania na oriT in vivo ukázal, že TraM a IHF, ale nie TraY, sú priamo potrebné na ničenie [6]. Zdá sa, že TraM spája kontrolu expresie transferového génu a iniciáciu prenosu DNA v IncFII plazmide R1 [7]. TraM môže signalizovať, že sa vytvoril stabilný párovací pár a prenos môže začať [8]. Viaže sa na tri miesta s rôznou afinitou v oriT región [9]. Podobne ako TraK RP4, F TraM kontaktuje vlákno zadržané počas prenosu viac ako prenesené vlákno [9] a môže vytvárať štruktúru podobnú nukleozómu pri oriT ako ten, ktorý bol demonštrovaný pre RP4 TraK [10]. TraM viazanie na oriT môže zmeniť supercoiling DNA a tak modulovať transkripciu napr traJp [11].

2.1 Organizácia F tra génov

Tieto gény sú organizované do troch hlavných operónov (obr. 1): dva monocistrónne operóny pre traM a traJ, ktorý sa nachádza bezprostredne po prúde oriTa približne 30-kb multicistronický operón kódujúci druhý tra produkty, s podnos ako prvý gén [1, 2]. Ďalšie promótory sú umiestnené v protismere trbF, traS, traT, traD, finP a artA, poslední dvaja strieľajú v opačnom smere ako zvyšok tra gény. zásobník je potrebný pre normálne hladiny expresie dist tra operónové gény, zatiaľ čo ďalšie promótory môžu modulovať alebo diferencovane regulovať ich expresiu.

Kontrola génov prenosu F. Hlavná kontrola je poskytovaná kombináciou FinO a FinP, ktoré spolu potláčajú preklad traJ mRNA. TraJ sa aktivuje zásobník, ako aj samotný zásobník TraY, ktorý poskytuje autostimulačný okruh. Aktivuje sa aj zásobník traMp pričom TraM umožňuje určitú autoreguláciu aj ovplyvňovanie traJp. K indukcii dochádza náhodne a možno aj vplyvom ArcA–P, ale akonáhle dôjde k prenosu, stav zdatnosti pokračuje dostatočne dlho u nových príjemcov, aby umožnil exponenciálne šírenie cez plazmidovo negatívnu populáciu. Regulačné gény, čierne gény na spracovanie DNA, svetlosivé gény vylučujúce povrch, tmavosivé párenie párov, diagonálne šrafovanie nepodstatná alebo neznáma funkcia, biela. Horizontálne šípky označujú transkripčné jednotky. Silná čierna šípka na začiatku prenosu označuje smer prenosu.

Kontrola génov prenosu F. Hlavná kontrola je poskytovaná kombináciou FinO a FinP, ktoré spolu potláčajú preklad traJ mRNA. TraJ sa aktivuje zásobník, ako aj samotný zásobník TraY, ktorý poskytuje autostimulačný okruh. Aktivuje sa aj zásobník traMp pričom TraM umožňuje určitú autoreguláciu aj ovplyvňovanie traJp. K indukcii dochádza náhodne a možno aj vplyvom ArcA–P, ale akonáhle dôjde k prenosu, stav zdatnosti pokračuje dostatočne dlho u nových príjemcov, aby umožnil exponenciálne šírenie cez plazmidovo negatívnu populáciu. Regulačné gény, čierne gény na spracovanie DNA, svetlošedé gény na vylúčenie povrchu, tmavosivé párenie párov, diagonálne šrafovanie nepodstatná alebo neznáma funkcia, biela. Horizontálne šípky označujú transkripčné jednotky. Silná čierna šípka na začiatku prenosu označuje smer prenosu.

Terminačné signály závislé od Rho sú umiestnené na mnohých miestach v rámci tra oblasti, čo naznačuje, že predčasne zastavujú transkripciu v čase stresu. Zahŕňa aj antitermináciu: rfaH (predtým sfrBZdá sa, že zabezpečuje úplnú transkripciu dlhých operónov, ako je napr tra operón [1]. Štartovacie kodóny väčšiny orf v polycistrónnom operóne sa prekrývajú alebo sú v tesnej blízkosti stop kodónu predchádzajúceho cistrónu, čo naznačuje translačné spojenie [1, 2].

Kontrola expresie prenosového génu zahŕňa negatívnu slučku poskytovanú FinOP a autokatalytickú pozitívnu slučku zahŕňajúcu TraM, TraJ a TraY. Prepis transferového operónu z zásobník je pozitívne regulovaný TraJ. TraJ sa tiež aktivuje trbFp, keďže traSp, traTp a traDp sa zdajú byť nezávislé od TraJ, zatiaľ čo údaje týkajúce sa účinku TraJ na traMp sú konfliktné. traJ expresia je zase potlačená na post-transkripčnej úrovni dvoma negatívnymi prvkami, FinP a FinO, fenoménom známym ako inhibícia plodnosti.

2.2 Systém inhibície plodnosti (systém FinOP)

finP kóduje plazmidovo špecifickú antisense RNA, zatiaľ čo finO Produkt je polypeptid a je zameniteľný medzi plazmidmi podobnými F. FinP RNA sa transkribuje konštitutívne [12] z vlákna komplementárneho k 5′ netranslatovanej sekvencii traJ messenger, ktorý zahŕňa jeho väzbové miesto pre ribozóm. Skladá sa do dvoch štruktúr s kmeňovou slučkou, v ktorých prvý kmeň je komplementárny k väzbovému miestu pre ribozómy. traJ [13]. Prvých 211 nt z traJ mRNA má podobnú štruktúru [14]. Rozsiahla mutačná analýza FinP RNA preukázala dôležitosť týchto slučiek pre represorovú aktivitu [13]. FinP sa teda viaže na traJ mRNA bráni prístupu ribozómov a inhibuje traJ preklad. Štiepenie duplexu RNázou III pravdepodobne spôsobuje inaktiváciu TraJ mRNA [14].

F finO je prerušený sekvenciou IS3 [15], takže prenos je dereprimovaný – všetky bakteriálne bunky sú schopné konjugácie. Naproti tomu konjugácia R1 a R100 je potlačená tak, že iba 0,1 % baktérií podporuje prenos plazmidov k príjemcom. FinO viaže FinP antisense RNA a jej cieľ traJ mRNA, ktorá podporuje tvorbu duplexov [16]. FinO stabilizuje FinP, čo vedie k zvýšeniu intracelulárnej koncentrácie FinP RNA [13, 17].

2.3 Hlavný promótor na expresiu transferového génu

zásobník využíva E. coliσ 70 RNA polymeráza. In vitro je promótor vysoko aktívny bez pozitívnych efektorov, pokiaľ je templátová DNA v superzvinutej konformácii [18]. Aby sa však promótor stal aktívnym in vivo, potrebuje regulačné proteíny, takže sa navrhuje, že musí existovať nejaký druh nukleoproteínového komplexu, ktorý normálne inhibuje promótor, prípadne mení jeho lokálnu superhelikálnu hustotu. Úplná aktivácia vyžaduje TraJ aj ArcA. Produkcia TraJ, dimérneho proteínu prítomného v 2000 kópiách na F+ bunku, je potenciálne predmetom kontroly FinOP, ako je opísané vyššie. ArcA je súčasťou dvojzložkového regulačného systému, ktorý sníma dostupnosť kyslíka. ArcB fosforyluje ArcA a zdá sa, že ide o ArcA-P, ktorý sa viaže a aktivuje zásobník [19–23]. Ďalším opísaným chromozomálnym lokusom ovplyvňujúcim expresiu F je cpxB, no zatiaľ mu nebola priradená žiadna funkcia [24]. Zistilo sa tiež, že IHF moduluje zásobník [ 20, 25].

2.4 TraY ako regulačný proteín

TraY R100 [26] a F [27] patrí do rodiny regulačných proteínov, ktoré sa vyznačujú väzbovými doménami DNA zloženými z antiparalelných β-listov, vrátane Arc, Mnt a MetJ represora [28]. Oba proteíny TraY sa in vitro viažu na miesta DNA veľmi blízko k ich príbuzným promótorom a aktivujú sa tra génová expresia [27, 29] priamou interakciou s RNA polymerázou alebo inými regulačnými zložkami tra promótor. Keďže zásobník ovplyvňuje oboje oriT škrabanie a tra génovej expresie, môže zastaviť transkripciu so začiatkom prenosu DNA, takže transkripčné komplexy neinterferujú s procesom prenosu reťazca DNA [29].

2.5 TraM a TraJ

Dvaja promotéri pre traM boli zmapované [30–32]. Expresia je autoregulovaná a vyžaduje zásobník, a teda aj expresiu tra operón, pre maximálnu transkripciu. Pretože podnos je pozitívne kontrolovaný TraJ, ktorý je zase negatívne regulovaný systémom inhibície plodnosti FinOP, traM je negatívne regulovaný aj systémom FinOP. Úroveň TraM je modulovaná rôznymi faktormi prostredia vrátane rastovej fázy bunky. TraM klesá na nedetegovateľné úrovne v bunkách stacionárnej fázy, čo je účinok, ktorý závisí od faktora sigma stacionárnej fázy, RpoS (L. Frost, osobná komunikácia).

traM expresia a/alebo väzba TraM at oriT sa zdá byť predpokladom expresie transferového operónu [6, 33]. Táto kontrola, ktorá pôsobí prednostne v cis, bude pravdepodobne prostredníctvom vyjadrenia traJ. TraM tak poskytuje druhú úroveň regulácie, ktorá spája procesy spracovania v mieste prenosu s expresiou génu prenosu [7].

2.6 Diferenciálny rozpad mRNA

mRNA 33-kb transferového operónu plazmidu R1 sa rozkladá nerovnomerne [34]. Spracovanie polycistrónneho primárneho transkriptu vedie k akumulácii traA mRNA, ktorá kóduje propilín, prekurzor pilínu – hlavnej podjednotky pohlavných pili. Naproti tomu proti prúdu podnos a po prúde traL a traE Segmenty mRNA sú rýchlo inaktivované. Veľká potenciálna štruktúra podobná tRNA v rámci downstream traL Predpokladá sa, že orf bude chrániť traA mRNA z 3' degradácie. Táto rozdielna stabilita mRNA je v súlade s rôznymi požiadavkami na tieto proteíny: TraY má regulačnú úlohu, zatiaľ čo TraA je hlavným štrukturálnym prvkom pohlavného pilusu.

Páči sa mi to traA, F traT je exprimovaný hojne a zistilo sa, že poskytuje stabilnú mRNA [35]. Stabilita finO transkript závisí od prítomnosti upstream orf (orfC v R100, príp orf286 v R6-5) v cis. V takom prípade sa pozoruje akumulácia proteínu FinO a polčas rozpadu finO mRNA je zvýšená [36]. R1 gén 19 sa ukázalo, že je kontrolovaný endoribonukleázou RNázou III [37]. Tento gén je prvý, ktorý sa prenáša do recipientnej bunky a môže uľahčiť prechod DNA počas konjugácie [38].

2.7 Všeobecné závery o systémoch podobných F

Systémy podobné F (s výnimkou samotného F) sú normálne vypnuté pomocou FinOP, najlepšie charakterizovaného antisense RNA systému nachádzajúceho sa v obvodoch, ktoré regulujú prenosové gény. To zvyčajne udržiava minimálnu úroveň traJ, traM a tra výraz operónu.Iniciácia expresie transferového génu môže byť spustená v reakcii na priame signály prostredníctvom aktivačných proteínov, ako je ArcA vo svojej fosforylovanej forme, poskytujúc odpoveď na fyziologické funkcie, ako je dostupnosť kyslíka. Okrem toho výraz môže byť spustený, keď je rovnováha medzi traJ mRNA a antisense FinP RNA prechodne uprednostňuje sense RNA. Ďalšie tri riadiace gény traJ, traM a podnos poskytujú samozosilňujúcu sa spätnoväzbovú slučku, ktorá vedie k výbuchu expresie transferového génu. Avšak zostavenie relaxozómu pri oriT z TraI, TraY, IHF a TraM môžu opäť znížiť reguláciu systému a vrátiť cyklus do vypnutého stavu. U nových príjemcov dôjde tiež k výbuchu génovej expresie z dôvodu počiatočného nedostatku FinO a P, takže stav prenosovej kompetencie sa rozšíri cez populáciu plazmid-negatívnych baktérií ako vlna, čím sa zabezpečí maximálna propagácia plazmidu minimálny čas strávený v zapnutom stave. Úlohu fyziologického stavu je potrebné lepšie definovať, ale je známe, že teplota reguluje stiahnutie pili, syntézu pilinu a transkripciu pili tra gény. Vylúčenie povrchu je ovplyvnené hladovaním alebo fázou rastu. Uvádza sa tiež, že intracelulárne hladiny cyklického AMP (cAMP) ovplyvňujú expresiu aktivít súvisiacich s prenosom [1, 2]. Spojenie týchto faktorov s molekulárnym aparátom je predmetom budúceho výskumu.


Abstrakt

Čistiarne odpadových vôd (ČOV) sú kľúčové pre produkciu čistých odpadových vôd zo zdrojov znečisťovania, ako sú nemocnice, priemyselné odvetvia a samosprávy. V posledných desaťročiach mnohé nové organické zlúčeniny skončili v povrchových vodách v koncentráciách, ktoré sú síce veľmi nízke, ale spôsobujú (chronickú) toxicitu pre nespočetné množstvo organizmov. Tieto organické mikropolutanty (OMP) sú zvyčajne dosť odolné a nie sú dostatočne odstránené počas čistenia odpadových vôd. Mikrobiálna degradácia hrá kľúčovú úlohu pri konverzii OMP. Mikroorganizmy môžu prispôsobiť svoj metabolizmus použitiu nových molekúl prostredníctvom mutácií a preskupení existujúcich génov v nových zhlukoch. Mnoho katabolických génov sa našlo v susedstve mobilných genetických elementov (MGE), ktoré poskytujú stabilné lešenie na hosťovanie nových katabolických dráh a šírenie týchto génov v mikrobiálnej komunite. Tieto mobilné systémy by mohli byť skonštruované na zvýšenie degradácie OMP v ČOV a cieľom tohto prehľadu je zhrnúť a lepšie pochopiť úlohu, ktorú môžu MGE zohrávať v procese degradácie a čistenia odpadových vôd. Dostupné údaje o prítomnosti katabolických MGE v ČOV sú preskúmané a súčasné metódy používané na identifikáciu a meranie MGE vo vzorkách životného prostredia sú kriticky hodnotené. Nakoniec sú uvedené príklady toho, ako by sa tieto MGE mohli použiť na zlepšenie degradácie mikropolutantov v ČOV. V blízkej budúcnosti nám pokroky v používaní MGE, dúfajme, umožnia aplikovať stratégie selektívneho augmentácie na zlepšenie konverzie OMP v ČOV.


Všetko, čo potrebujete vedieť o žltačke

Žltačka je termín používaný na opis žltkastého sfarbenia kože a očných bielkov. Telové tekutiny môžu byť tiež žlté.

Farba kože a očného bielka sa bude líšiť v závislosti od hladín bilirubínu. Bilirubín je odpadová látka nachádzajúca sa v krvi. Stredné úrovne vedú k žltej farbe, zatiaľ čo veľmi vysoké úrovne sa javia ako hnedé.

Asi 60 percent všetkých detí narodených v Spojených štátoch má žltačku. Žltačka sa však môže vyskytnúť u ľudí všetkých vekových skupín a zvyčajne je výsledkom základného ochorenia. Žltačka zvyčajne naznačuje problém s pečeňou alebo žlčovodom.

V tomto článku Lekárske správy dnes bude diskutovať o tom, čo je žltačka, prečo sa vyskytuje a ako sa diagnostikuje a lieči.

Zdieľať na Pintereste Problém s pečeňou môže spôsobiť žltačku.
Obrazový kredit: Doc James, 2008

Žltačka je zožltnutie kože a očných bielkov, ku ktorému dochádza, keď telo nespracováva bilirubín správne. Môže to byť spôsobené problémom s pečeňou.

Je tiež známy ako ikterus.

Bilirubín je žlto sfarbený odpadový materiál, ktorý zostáva v krvnom obehu po odstránení železa z krvi.

Pečeň filtruje odpad z krvi. Keď sa bilirubín dostane do pečene, naviažu sa naň ďalšie chemikálie. Výsledkom je látka nazývaná konjugovaný bilirubín.

Pečeň produkuje žlč, tráviacu šťavu. Konjugovaný bilirubín vstupuje do žlče, potom opúšťa telo. Práve tento typ bilirubínu dáva výkalom hnedú farbu.

Ak je bilirubínu priveľa, môže unikať do okolitých tkanív. Toto je známe ako hyperbilirubinémia a spôsobuje žltú farbu kože a očí.

Žltačka sa najčastejšie vyskytuje v dôsledku základnej poruchy, ktorá buď spôsobuje produkciu príliš veľkého množstva bilirubínu, alebo bráni pečeni zbaviť sa ho. Oboje vedie k ukladaniu bilirubínu v tkanivách.

Základné stavy, ktoré môžu spôsobiť žltačku, zahŕňajú:

  • Akútny zápal pečene: To môže narušiť schopnosť pečene konjugovať a vylučovať bilirubín, čo má za následok nahromadenie.
  • Zápal žlčových ciest: To môže zabrániť sekrécii žlče a odstráneniu bilirubínu, čo spôsobuje žltačku.
  • Obštrukcia žlčovodu: To bráni pečeni zbaviť sa bilirubínu.
  • Hemolytická anémia: Produkcia bilirubínu sa zvyšuje, keď sa rozpadá veľké množstvo červených krviniek.
  • Gilbertov syndróm: Ide o dedičný stav, ktorý zhoršuje schopnosť enzýmov spracovávať vylučovanie žlče.
  • Cholestáza: Tým sa preruší tok žlče z pečene. Žlč obsahujúca konjugovaný bilirubín zostáva v pečeni namiesto toho, aby sa vylúčila.

Zriedkavejšie stavy, ktoré môžu spôsobiť žltačku, zahŕňajú:

  • Criglerov-Najjarov syndróm: Ide o dedičný stav, ktorý poškodzuje špecifický enzým zodpovedný za spracovanie bilirubínu.
  • Dubinov-Johnsonov syndróm: Ide o dedičnú formu chronickej žltačky, ktorá zabraňuje vylučovaniu konjugovaného bilirubínu z buniek pečene.
  • Pseudožltačka: Ide o neškodnú formu žltačky. Zožltnutie kože je výsledkom nadbytku betakaroténu, nie nadbytku bilirubínu. Pseudožltačka zvyčajne vzniká pri konzumácii veľkého množstva mrkvy, tekvice alebo melónu.

Liečba bude závisieť od základnej príčiny.

Liečba žltačky sa zameriava skôr na príčinu než na symptómy žltačky.

Používajú sa nasledujúce liečby:

  • Žltačka vyvolaná anémiou sa môže liečiť zvýšením množstva železa v krvi buď užívaním doplnkov železa alebo konzumáciou väčšieho množstva potravín bohatých na železo. Doplnky železa sú k dispozícii na nákup online.
  • Žltačka vyvolaná hepatitídou vyžaduje antivírusové alebo steroidné lieky.
  • Lekári môžu liečiť žltačku vyvolanú obštrukciou chirurgickým odstránením prekážky.
  • Ak bola žltačka spôsobená užívaním lieku, liečba zahŕňa zmenu na alternatívny liek.

Žltačka súvisí s funkciou pečene. Je nevyhnutné, aby si ľudia udržiavali zdravie tohto životne dôležitého orgánu vyváženou stravou, pravidelným cvičením a nekonzumovaním väčšieho množstva alkoholu, ako je odporúčané.

Bežné príznaky žltačky zahŕňajú:

  • žltý nádych na koži a očných bielkoch, zvyčajne začínajúci na hlave a šíriaci sa po tele
  • bledá stolica
  • tmavý moč
  • svrbenie

Sprievodné príznaky žltačky vyplývajúce z nízkych hladín bilirubínu zahŕňajú:

Svrbenie, ktoré sprevádza žltačku, môže byť niekedy také intenzívne, že je známe, že pacienti si škriabu kožu, pociťujú nespavosť alebo v extrémnych prípadoch dokonca myslia na samovraždu.

Keď nastanú komplikácie, je to zvyčajne kvôli základnému problému, nie samotnej žltačke.

Napríklad, ak upchatý žlčovod vedie k žltačke, výsledkom môže byť nekontrolované krvácanie. Blokáda totiž vedie k nedostatku vitamínov potrebných na zrážanlivosť.

Existujú tri hlavné typy žltačky:

  • Hepatocelulárna žltačka sa vyskytuje v dôsledku ochorenia alebo poranenia pečene.
  • Hemolytická žltačka vzniká v dôsledku hemolýzy alebo zrýchleného rozpadu červených krviniek, čo vedie k zvýšeniu produkcie bilirubínu.
  • Obštrukčná žltačka vzniká v dôsledku upchatia žlčovodu. To bráni bilirubínu opustiť pečeň

Žltačka je bežným zdravotným problémom u novorodencov. Približne 60 percent novorodencov trpí žltačkou a tento počet sa zvyšuje na 80 percent predčasne narodených detí narodených pred 37. týždňom tehotenstva.

Zvyčajne sa u nich prejavia príznaky do 72 hodín po narodení.

Červené krvinky v tele dieťaťa sa často rozkladajú a nahrádzajú. To spôsobuje produkciu väčšieho množstva bilirubínu. Pečeň dojčiat je tiež menej vyvinutá, a preto je menej účinná pri filtrovaní bilirubínu z tela.

Symptómy zvyčajne ustúpia bez liečby do 2 týždňov. Avšak dojčatá s extrémne vysokými hladinami bilirubínu budú vyžadovať liečbu buď krvnou transfúziou alebo fototerapiou.

V týchto prípadoch je liečba životne dôležitá, pretože žltačka u novorodencov môže viesť k kernikterusu, veľmi zriedkavému typu trvalého poškodenia mozgu.

Hladina bilirubínu je definovaná v krvnom teste nazývanom bilirubínový test. Toto meria hladiny nekonjugovaného alebo nepriameho bilirubínu. Tie sú zodpovedné za vznik žltačky.

Hladiny bilirubínu sa merajú v miligramoch na deciliter (mg/dl). Dospelí a staršie deti by mali mať hladinu medzi 0,3 a 0,6 mg/dl. Približne 97 percent dojčiat narodených po 9 mesiacoch tehotenstva má hladiny nižšie ako 13 mg/dl. Ak vykazujú vyššie hladiny, zvyčajne sa odošlú na ďalšie vyšetrenie.

Tieto rozsahy sa môžu medzi laboratóriami líšiť. Ako ďaleko nad normálnym rozsahom sú hladiny osoby, určí priebeh liečby.

Lekári s najväčšou pravdepodobnosťou použijú históriu pacienta a fyzické vyšetrenie na diagnostiku žltačky a potvrdenie hladín bilirubínu. Pozorne sa budú venovať bruchu, ohmatávať nádory, kontrolovať pevnosť pečene.

Pevná pečeň naznačuje cirhózu alebo zjazvenie pečene. Tvrdá pečeň naznačuje rakovinu.

Niekoľko testov môže potvrdiť žltačku. Prvým je test funkcie pečene, aby sa zistilo, či pečeň funguje správne alebo nie.

Ak lekár nemôže nájsť príčinu, môže požiadať o krvné testy na kontrolu hladín bilirubínu a zloženia krvi. Tie obsahujú:

  • Bilirubínové testy: Vysoká hladina nekonjugovaného bilirubínu v porovnaní s hladinami konjugovaného bilirubínu naznačuje hemolytickú žltačku.
  • Úplný krvný obraz (FBC) alebo úplný krvný obraz (CBC): Toto meria hladiny červených krviniek, bielych krviniek a krvných doštičiek.
  • Testy na hepatitídu A, B a C: Toto testuje rad infekcií pečene.

Lekár vyšetrí štruktúru pečene, ak má podozrenie na obštrukciu. V týchto prípadoch použijú zobrazovacie testy vrátane MRI, CT a ultrazvukových vyšetrení.

Môžu tiež vykonať endoskopickú retrográdnu cholangiopankreatografiu (ERCP). Ide o postup, ktorý kombinuje endoskopiu a röntgenové zobrazovanie.

Biopsia pečene môže skontrolovať zápal, cirhózu, rakovinu a stukovatenie pečene. Tento test zahŕňa vpichnutie ihly do pečene na získanie vzorky tkaniva. Vzorka sa potom skúma pod mikroskopom.


Zhrnutie autora

Niektoré mobilné genetické prvky šíria genetickú informáciu horizontálne medzi prokaryotmi konjugáciou, čo je mechanizmus, ktorým sa DNA prenáša priamo z jednej bunky do druhej. Medzi procesmi umožňujúcimi genetický prenos medzi bunkami je konjugácia procesom umožňujúcim súčasný prenos väčšieho množstva DNA a medzi najmenej príbuznými bunkami. Konjugatívne systémy ako také sú kľúčovými hráčmi v horizontálnom prenose vrátane prenosu rezistencie na antibiotiká na mnohé ľudské patogény a medzi nimi. Konjugatívne systémy sú kódované v plazmidoch aj v chromozómoch. Posledne menované sa nazývajú integračné konjugačné prvky (ICE) a ich počet, identita a mechanizmus konjugácie boli málo známe. Vyvinuli sme prístup na identifikáciu a charakterizáciu týchto prvkov a našli sme v genómoch viac ICE ako konjugačných plazmidov. Zatiaľ čo ICE aj plazmidy používajú podobné konjugatívne systémy, v niektorých prvkoch existujú pozoruhodné preferencie pre niektoré systémy. Naša evolučná analýza ukazuje, že plazmidové konjugačné systémy často viedli k vzniku ICE a naopak. Preto by sa ICE a konjugatívne plazmidy mali považovať za jedno a to isté, pričom rozdiely v spôsoboch ich existencie v bunkách sú pravdepodobne výsledkom rôznych požiadaviek na stabilizáciu a/alebo prenosnosť genetickej informácie, ktorú obsahujú.

Citácia: Guglielmini J, Quintais L, poslanec Garcillán-Barcia, de la Cruz F, Rocha EPC (2011) Repertoár ICE v prokaryotoch podčiarkuje jednotu, rozmanitosť a všadeprítomnosť konjugácie. PLoS Genet 7(8): e1002222. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1002222

Editor: Josep Casadesús, Universidad de Sevilla, Španielsko

Prijaté: 15. marec 2011 Prijatý: 2. júna 2011 Publikovaný: 18. august 2011

Autorské právo: © 2011 Gugliemini a kol. Toto je článok s otvoreným prístupom distribuovaný podľa licenčného ustanovenia Creative Commons Attribution License, ktoré umožňuje neobmedzené používanie, distribúciu a reprodukciu v akomkoľvek médiu za predpokladu, že je uvedený pôvodný autor a zdroj.

Financovanie: Prácu JG, LQ a EPCR podporujú CNRS a Pasteurov inštitút. Práca v laboratóriu FdlC bola podporená grantom BFU2008-00995/BMC od Ministerio de Ciencia e Innovación (MCINN, Španielsko), grantom REIPI RD06/0008/1012 od Instituto de Salud Carlos III a grantom 248919/FP7 ICT-2009-4 z európskeho VII rámcového programu. MPG-B bola príjemcom postdoktorandskej zmluvy JAE-Doc od Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Financovatelia nemali žiadnu úlohu pri návrhu štúdie, zbere a analýze údajov, rozhodnutí publikovať alebo pri príprave rukopisu.

Konkurenčné záujmy: Autori vyhlásili, že neexistujú žiadne konkurenčné záujmy.


TRI NÁVRHY NA VYSVETLENIE NEROZMERNEJ DISTRIBÚCIE MUTAGENÉZY

Bolo navrhnutých niekoľko nápadov na vysvetlenie, ako sa počet Lac + revertantov môže zvýšiť 100-násobne s veľmi malou všeobecnou mutagenézou v celom genóme. Prvé dva nápady uvedené nižšie boli použité, jednotlivo alebo spoločne, ako časti modelov, ktoré vysvetľujú Lac + mutanty mutagenézou vyvolanou stresom. Tretia myšlienka (náš obľúbený) naznačuje, že stres vôbec nevyvoláva mutagenézu. Mierne pozorované zvýšenia v rýchlosti mutácií pripisuje nepodstatnému artefaktuálnemu vedľajšiemu účinku rastu pri selekcii v tomto systéme.

Riadená mutagenéza – stres vyvoláva prevažne prospešné mutácie vo všetkých bunkách populácie

Tento model navrhuje regulačný mechanizmus, ktorý vníma fyziologický problém a nasmeruje mutagenézu na miesta, ktoré zlepšujú rast (Foster a Cairns 1992 Foster 1993). Smerovanie na užitočné stránky vysvetľuje, ako sa počet Lac + revertantov môže zvýšiť viac ako počet mutantov vo všeobecnosti. To znamená, že mechanizmus robí prevažne hodnotné zmeny. Hoci sa mechanizmus na priamu mutagenézu môže zdať ťažko predstaviteľný, navrhli sa chytré spôsoby, ako to dosiahnuť (Stahl 1988). Medzi ne patrí zvýšený počet chýb v prepise alebo zlyhanie systému korekcie postreplikatívneho nesúladu. Tieto možnosti boli neskôr zamietnuté (Foster a Cairns 1992 Stahl 1992). Jedným dôležitým skorým pozorovaním bolo, že rekombináza RecA a určitá syntéza DNA sú potrebné na objavenie sa Lac+ revertantov pri selekcii (Cairns a Foster 1991 Foster a Cairns 1992). Model selektívnej amplifikácie opísaný nižšie sa spolieha na RecA a má vplyv na nasmerovanie mutagenézy do presných polôh, ktoré obmedzujú rast (Roth et al. 1996).

Neskoršie experimenty ukázali, že mutagenéza nie je riadená v najprísnejšom zmysle. Hladovanie lac mutanty na laktóze stimulujú selektívnu reverziu mutácií v iných génoch na F′ plazmide (+1 frameshifts v tetA), nielen v lac génov (Foster 1997). Počas hladovania na laktóze sa mutanty rezistentné na tetracyklín (TetA+) akumulovali rovnakou lineárnou rýchlosťou ako Lac+ revertanty. To bol dôkaz, že obmedzenie rastu na laktózu nesmeruje mutácie špecificky na lac operón, ale ovplyvňuje aj iné lokality v blízkosti lac na F′lac. Rýchlosť tvorby oboch zjavne nasmerovaných typov mutácií môže byť zvýšená pomocou DinB, ak dinB + gén je prítomný aj na plazmide, ktorý nesie tetA a lac (pozri model nižšie).

Hypermutabilné stavy – stres indukuje mutagenézu v celom genóme v podskupine (10 - 3 ) platovej populácie

Tento model navrhol Barry Hall (1990) a bol podporený objavom, že Lac + revertanty majú zvýšenú pravdepodobnosť nosenia asociovaných neselektovaných mutácií (Torkelson a kol. 1997 Rosche a Foster 1999 Slechta a kol. 2002). Lac+ revertantné bunky s asociovanými mutáciami nevznikajú v bunkách s dedičnou mutátorovou mutáciou (Rosche a Foster 1999). Frekvencia neselektovaných mutantov v hladujúcej populácii je nízka a malá frakcia týchto buniek, ktoré boli mutagenizované, bola odhadnutá na približne 1 bunku z 1000 (Rosche a Foster 1999 Bull a kol. 2000). Ak by akumulovaných 100 Lac+ revertantov bolo iniciovaných bunkami, ktoré vznikli v mutagenizovanej podskupine buniek, museli by pochádzať z 105 namiesto 108 nanesených buniek. Generovanie 100 revertantov z 105 buniek (rýchlosť 10-3) by vyžadovalo 105-násobné zvýšenie rýchlosti mutácie oproti rýchlosti nameranej v neselektovaných bunkách. Keď sa zasiahne na nerastúce bunky, táto intenzívna mutagenéza je vyššia, ako sa dá dosiahnuť akýmkoľvek chemickým mutagénom, a očakáva sa, že do každého Lac+ genómu pridá asi osem nulových mutácií (Roth et al. 2003). Samotná všeobecná mutagenéza teda nemôže vysvetliť revertanty vyskytujúce sa v systéme Cairns-Foster, ale môže prispieť, ak sa skombinuje s riadenou mutagenézou opísanou vyššie.

Selektívne zlepšenie už existujúcich mutantov s malým účinkom – Stres nie je mutagénny – je len činidlom selekcie

Tento model navrhuje bunky s viacerými kópiami presakujúceho mutanta lac alela vznikajú pred selekciou a iniciujú kolónie, ktoré sa objavia neskôr na laktózových platniach. Kvôli zvyškovej aktivite mutanta lac alely, viaceré kópie mutantného génu môžu poskytnúť dostatočnú energiu na podporu rastu alebo aspoň umožniť opakovanú replikáciu plazmidov pri selekcii. Opakovaná replikácia viacerých lac cieľové miesta môžu zvýšiť pravdepodobnosť zlepšenia mutácie použitím iba bazálnej rýchlosti mutácie. Toto lac amplifikácia sa môže vyskytnúť v pomaly rastúcich bunkách alebo v nedeliacich sa bunkách, ktoré pokračujú v replikácii svojich F'lac plazmid pod selekciou.

Zvýšený výťažok Lac+ revertantov pri selekcii a súvisiaca mutagenéza pozorovaná u 10 % Lac revertantov sa čiastočne pripisuje aktivite DinB polymerázy náchylnej na chyby. Táto polymeráza je kódovaná génom umiestneným blízko lac na F′lac plazmid, a preto podlieha zvýšenej expresii v kmeňoch s viacerými F'lac kópie alebo tandemové duplikácie dostatočne veľké na to, aby obsahovali oboje lac a dinB gény.


Antibiotická rezistencia: Dôsledky pre globálne zdravie a nové intervenčné stratégie: Súhrn workshopu (2010)

Infekčné choroby zostávajú jednou z hlavných príčin chorobnosti a úmrtnosti na našej planéte. Vývoj rezistencie u mikróbov, baktérií, vírusov alebo parazitov voči terapeutikám nie je prekvapivý ani nový. Rozsah a rozsah tohto javu je však neustále narastajúcou nadnárodnou krízou verejného zdravia, pretože rezistencia voči liekom sa hromadí a zrýchľuje v priestore a čase. Dnes sú niektoré kmene baktérií a vírusov rezistentné voči všetkým liekom okrem jediného a na niektoré možno čoskoro nezostane žiadna účinná liečba v &ldquomedicínskej truhle.&rdquo Choroba spôsobená multirezistentnými kmeňmi organizmov spôsobujúcich AIDS, tuberkulózu, kvapavku, maláriu, chrípku, zápal pľúc a hnačku pociťujú tak rozvinuté, ako aj rozvojové svety.

Zrýchľujúci sa rast a globálna expanzia antimikrobiálnej 1 rezistencie (ďalej len AMR) je demonštráciou evolúcie v "reálnom čase" v reakcii na chemickú vojnu vedenú proti mikróbom prostredníctvom terapeutického a neterapeutického použitia antimikrobiálnych látok. Po niekoľkých desaťročiach, v ktorých sa zdalo, že ľudská vynaliezavosť prekabátila patogény, sa multirezistentné „superbugy“ stali globálnou výzvou, ktorej napomáhalo používanie, zneužívanie a nadmerné používanie kedysi vysoko účinných protiinfekčných liekov. Slovami o

V tomto dokumente sa používa výraz „antimikrobiálny“. vrátane sa vzťahuje na akékoľvek činidlo (vrátane antibiotika) používané na zabíjanie alebo inhibíciu rastu mikroorganizmov (baktérií, vírusov, húb alebo parazitov). Tento výraz platí bez ohľadu na to, či je činidlo určené na humánne, veterinárne alebo poľnohospodárske použitie.

zosnulý Joshua Lederberg, ľudia a mikróby sú naďalej zamknuté v súboji medzi „rozumom a ich génmi“ (Lederberg, 2000).

Na začiatku tohto dokumentu je potrebné poznamenať, že význam slovného spojenia "antimikrobiálna rezistencia" je úplne závislý od kontextu. Najčastejšie sa to týka infekčných mikróbov, ktoré získali schopnosť prežiť vystavenie klinicky relevantným koncentráciám liekov, ktoré by zabili inak citlivé organizmy rovnakého kmeňa. Fráza sa používa aj na opis akýkoľvek patogén, ktorý je menej citlivý ako jeho náprotivky na špecifickú antimikrobiálnu zlúčeninu (alebo ich kombináciu). Rezistencia sa prejavuje ako gradient založený na genotypovej a fenotypovej variácii v rámci prirodzených mikrobiálnych populácií a dokonca aj mikróby s nízkou úrovňou rezistencie môžu hrať úlohu pri šírení rezistencie v rámci mikrobiálnej komunity ako celku (American Academy of Microbiology, 2009).

Patogény rezistentné voči viacerým antibakteriálnym látkam, ktoré boli pôvodne spojené s klinickou liečbou infekčných chorôb u ľudí a zvierat, sa čoraz častejšie vyskytujú mimo zdravotníckych zariadení. Terapeutické možnosti pre tieto takzvané komunitné patogény, ako je napríklad meticilín rezistentný Staphylococcus aureus (MRSA) sú extrémne obmedzené, rovnako ako vyhliadky na vývoj novej generácie antimikrobiálnych liekov.

V dňoch 6. a 7. apríla 2010 zvolalo Fórum o mikrobiálnych hrozbách Institute of Medicine&rsquos (IOM&rsquos) verejný workshop vo Washingtone, DC, aby zvážili povahu a zdroje AMR, jej dôsledky pre globálne zdravie a stratégie na zmiernenie súčasnej a budúcich vplyvov AMR. Prostredníctvom pozvaných prezentácií a diskusií účastníci skúmali evolučný, genetický a ekologický pôvod AMR a jej účinky na zdravie ľudí a zvierat na celom svete. Účastníci tiež diskutovali o hostiteľských a environmentálnych faktoroch spojených s rozšírením AMR, o stratégiách na predĺženie životnosti antimikrobiálnych látok, o alternatívnych prístupoch k liečbe infekcií, o stimuloch a demotiváciách pre obozretné používanie antimikrobiálnych látok a o vyhliadkach na objavenie a vývoj antimikrobiálnych terapeutík „ďalšej generácie“. Zatiaľ čo zámerom plánovačov a organizátorov workshopov bolo široko pokryť fenomén AMR, workshopové prezentácie a diskusie sa takmer výlučne zameriavali na bakteriálnu rezistenciu voči antibakteriálnym liekom.

Organizácia zhrnutia workshopu

Toto zhrnutie workshopu pripravili spravodajcovia pre členov Fóra a obsahuje zbierku samostatných príspevkov a komentárov. Časti zhrnutia workshopu, ktoré nie sú špecificky priradené jednotlivcom, odrážajú názory spravodajcov a nie názory Fóra o mikrobiálnych hrozbách, jeho sponzorov alebo IOM. Obsah nepriradených sekcií vychádza z prezentácií a diskusií na workshope.

Zhrnutie workshopu je usporiadané do sekcií ako popis jednotlivých tém prezentácií a diskusií, ktoré sa na workshope uskutočnili.

Jeho účelom je prezentovať ponaučenia z relevantných skúseností, načrtnúť rad kľúčových problémov a ich príslušných problémov a ponúknuť potenciálne odpovede, ako ich prediskutovali a opísali účastníci workshopu. Rukopisy a pretlačené články zaslané niektorými, ale nie všetkými účastníkmi workshopu, možno nájsť v abecednom poradí v prílohe A.

Hoci toto zhrnutie workshopu poskytuje popis jednotlivých prezentácií, odráža aj dôležitý aspekt filozofie Forum&rsquos. Workshop funguje ako dialóg medzi zástupcami z rôznych sektorov a umožňuje im prezentovať svoje presvedčenie o tom, ktoré oblasti si zaslúžia ďalšiu pozornosť. Tento zborník iba sumarizuje vyjadrenia účastníkov workshopu. Nie sú zamýšľané ako vyčerpávajúce preskúmanie predmetu alebo predstavovať zistenia, závery alebo odporúčania procesu konsenzuálneho výboru.

Antimikrobiálna lieková rezistencia v kontexte

2000 B.C.&mdash Tu jedzte tento koreň.

1000 A.D.&mdash Ten koreň je pohanský. Tu povedz túto modlitbu.

1850 A.D. Táto modlitba je povera. Tu, vypite tento elixír.

1920 A.D. & ten elixír je hadí olej. Tu, prehltni túto pilulku.

1945 A.D.&mdashTáto tabletka je neúčinná. Tu, vezmite si tento penicilín.

1955 A.D.&hmdashOops &hellip bugs zmutované. Tu si vezmite tento tetracyklín.

1960&ndash1999 A.D.&mdash39 viac &ldquooops.&rdquo&hellip Tu si vezmite toto silnejšie antibiotikum.

2000 A.D.&mdash Chrobáky vyhrali! Tu jedzte tento koreň.

&mdashAnonymous, ako uvádza Svetová zdravotnícka organizácia (WHO, 2000a)

Nevyhnutná história

Používanie antimikrobiálnych liekov, bez ohľadu na to, ako dobre kontrolované, „nevyhnutne vedie k selekcii patogénov odolných voči liekom“, hovorí prednášajúci workshopu Julian Davies z University of British Columbia (Davies, 2009). (Príspevok Dr. Daviesa k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 149-160.) Ako je možné vidieť na nasledujúcom obrázku (obrázok WO-1), neexistuje žiadna obrana vytvorená človekom, ktorú by nebolo možné prekonať mikrobiálny vývoj a adaptácia. Ako poznamenal rečník Gerard Wright z McMaster University, „neexistuje nič také ako neodolateľné antibiotikum.“ (Príspevok Dr. Wrighta k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 401 – 419.)

Táto vlastnosť antimikrobiálnych liekov je dobre známa už od úsvitu antibiotickej éry pred viac ako siedmimi desaťročiami a až príliš často bola buď

OBRÁZOK WO-1 Vzťah medzi vývojom rezistencie na antibiotiká v Shigella dysenteriae izolátov v Japonsku a zavedenie antimikrobiálnej terapie medzi rokmi 1950 a 1965. V roku 1955 bol charakterizovaný prvý prípad plazmidom determinovanej rezistencie. MDR = multidrogová rezistencia. Prenosná, multiantibiotická rezistencia bola objavená o päť rokov neskôr v roku 1960.

ZDROJE: Davies (2007, 2009). Pretlačené so súhlasom Macmillan Publishers Ltd.: Správy EMBO Davies, Copyright 2007.

podceňované alebo ignorované. Penicilín, ktorý bol pri svojom prvom uvedení na trh v roku 1943 oslavovaný ako zázračný liek, ho dychtivo kupovali spotrebitelia, ktorí ho po skončení druhej svetovej vojny spočiatku dostávali bez lekárskeho predpisu (Stolberg, 1998). V rozhovore z roku 1945 s New York Times, objaviteľ penicilínu Alexander Fleming predvídal vývoj bakteriálnych kmeňov odolných voči liekom. V skutočnosti boli kmene rezistentné na penicilín prvýkrát izolované od pacientov vo významnom počte o rok neskôr, v roku 1946.

Počas niekoľkých nasledujúcich desaťročí výskumníci objavili a vyvinuli rad antimikrobiálnych činidiel a tried zlúčenín s antimikrobiálnymi vlastnosťami, ako je znázornené na obrázku WO-2. Podobne ako penicilín, niektoré antimikrobiálne lieky boli priamo odvodené z pôdnych mikróbov, iné boli syntetizované alebo modifikované verzie prirodzene sa vyskytujúcich antimikrobiálnych produktov (Salmond a Welch, 2008). Začiatkom 50. rokov 20. storočia boli antimikrobiálne látky široko prijímané aj na iné ako humánne aplikácie, najmä ako prísady do krmív pre hospodárske zvieratá (Davies, 2009).

Napriek varovaniam Fleminga a iných o opaku, v roku 1967 generálny chirurg Spojených štátov, Dr. William H. Stewart, tvrdil, že infekčné choroby boli porazené vývojom a používaním antibiotík a vakcín, a preto čas presunúť pozornosť a zdroje americkej vlády na „Vojna proti rakovine“ (Stewart, 1967 Stolberg, 1998).

OBRÁZOK WO-2 Hlavné triedy antimikrobiálnych látok a rok ich objavenia.

ZDROJ: Davies (2009), IOM (2009b).

„Éra antibiotík“ bola poznačená sériou epidémií rezistentných organizmov (pozri rámček WO-4 [ktorý sa nachádza na stranách 58-63]), vrátane

odolný voči penicilínu Staphylococcus aureus,

odolný voči meticilínu Staphylococcus aureus (MRSA),

medziprodukt vankomycínu Staphylococcus aureus (VISA),

multirezistentný (MDR) Vibrio cholerae,

multirezistentný (MDR) a značne rezistentný na lieky (XDR) Mycobacterium tuberculosis (ďalej len MDR- a XDR-TB),

Odolný voči CTX-M 2 Escherichia coli a Klebsiella pneumoniae,

Clostridium difficile, a veľa ďalších.

Správy o nových prepuknutiach týchto takzvaných &ldquosuperbugs&rdquo v populárnej tlači sa stávajú čoraz bežnejšími udalosťami (Davies, 2009).

Početné štúdie, správy a prehľadové články a mnohé z nich sú citované

Cefotaximázy sú &beta-laktamázové enzýmy pomenované pre ich väčšiu aktivitu proti cefotaxímu ako iné oxyimino-beta-laktámové substráty (napr. ceftazidím, ceftriaxón, cefepim). Namiesto toho, aby vznikli mutáciou, cefotaximázy predstavujú príklady získania plazmidov &beta-laktamázové gény, ktoré sa bežne nachádzajú na chromozóme druhov Kluyvera, skupiny zriedkavo patogénnych komenzálnych organizmov.

Počas tohto workshopu sa prehľad & mdash zaoberal fenoménom AMR z rôznych perspektív. Fórum o mikrobiálnych hrozbách bolo vytvorené v roku 1996, aby poskytovalo nepretržitú príležitosť skúmať a diskutovať o rôznych vznikajúcich a znovu sa objavujúcich problémoch s infekčnými chorobami vrátane nárastu AMR a súvisiacich problémov, ktoré boli zdôraznené v správe IOM z roku 1992, Vznikajúce infekcie: Mikrobiálne hrozby pre zdravie v Spojených štátoch (IOM, 1992) a podrobnejšie rozpracované o desaťročie neskôr v správe IOM Mikrobiálne ohrozenie zdravia: Vznik, detekcia a odozva (IOM, 2003). Mnohé workshopy fóra tiež upriamili pozornosť na významný príspevok AMR k vzniku infekčných chorôb ako globálnej výzvy v oblasti verejného zdravia a skúmali šírenie a distribúciu rezistentných mikróbov, hostiteľov, vektorov a génov prostredníctvom migrácie, cestovania, konfliktov, obchodu. a cestovný ruch (IOM, 2006, 2008a, 2009a, 2009b, 2010).

Tragédia parlamentu

Fenomén AMR je v konečnom dôsledku globálnou katastrofou v oblasti verejného zdravia a životného prostredia, „klasickým“ príkladom „tradičnej blaženosti“, ktorý bol ilustrovaný pred viac ako 40 rokmi v kľúčovom článku zosnulého ekológa Garretta Hardina (1968). Hardin &rsquos &ldquotragedy of the commons&rdquo sa ukázal ako užitočná metafora na pochopenie toho, ako sme sa dostali na pokraj mnohých environmentálnych katastrof – či už ide o využívanie pôdy, globálne klimatické zmeny, dostupnosť a dostupnosť nekontaminovaných a bohatých zdrojov sladkej vody alebo antimikrobiálnu rezistenciu. Jednoducho povedané, čelíme vážnej dileme, kde individuálne racionálne správanie, konajúce bez obmedzení s cieľom maximalizovať osobný krátkodobý zisk, môže spôsobiť dlhodobé poškodenie životného prostredia, iných a v konečnom dôsledku aj seba samého.

S mnohými prírodnými zdrojmi planéty sa zaobchádza ako so „spoločnosťami“, v ktorých jednotlivci majú právo voľne spotrebúvať jej zdroje a vracať svoj odpad do kolektívneho prostredia. &ldquologic of the commons&rdquo v konečnom dôsledku vedie k jej kolapsu so sprievodným zánikom tých, ktorých prežitie závisí na commons (Diamond, 2005). Podobne ako zmena klímy (IOM, 2008a) a globálna vodná kríza (IOM, 2009a), vznik mikróbov odolných voči liekom bol katalyzovaný racionálnym správaním: ľudia konajú bez zábran, aby maximalizovali osobný krátkodobý zisk.

Podľa Baquera a Camposa (2003) sa „antibiotiká považujú za nevyčerpateľnú bežnú vec, a to ako pre predpisujúcich lekárov, tak aj pre širokú verejnosť“, a výsledná nadmerná konzumácia viedla k „nárastu rezistencie na antibiotiká a pravdepodobnému zníženiu terapeutickej účinnosti“. Ak zneužitie lieku jednou osobou urýchli vývoj rezistentných kmeňov a súčasne zníži jeho šancu na vyliečenie, potom sa antimikrobiálna účinnosť môže považovať za vzácny tovar, ktorý si vyžaduje zodpovedné riadenie, na rovnakej úrovni. s energiou, bezpečnými potravinami, čistou vodou a klimatickou stabilitou. Ako Walker a

spoluautori (2009) pozorovali, že tieto a ďalšie zdroje v kríze tvoria súhru „závažných, vzájomne prepojených výziev globálneho rozsahu vyvolaných zrýchľujúcim sa rozsahom ľudskej činnosti.“ Riešenie takýchto výziev a ich interaktívnych účinkov si podľa nich vyžaduje „spoluprácu v situáciách, keď jednotlivci a národy spoločne získajú, ak budú všetky spolupracovať, ale každý čelí pokušeniu voľne sa zviesť na spolupráci iných.&rdquo

Paralely s pesticídmi

Nárast AMR úzko súvisí s nárastom rezistencie voči pesticídom, ako to pozoroval hlavný rečník David Pimentel z Cornell University (National Research Council, 2000 Pimentel et al., 1992). (Príspevok Dr. Pimentela k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 294-300.) Podľa Pimentela je známych asi 550 druhov hmyzu a roztočov, ktoré sú odolné voči insekticídom, rovnako ako 330 druhov rastlinných patogénov ( huby, baktérie a vírusy) a 220 druhov burín v súčasnosti v Spojených štátoch. Organizmy odolné voči pesticídom predstavujú vážny globálny problém pre poľnohospodárstvo, poznamenal, s odhadovanými ročnými priamymi nákladmi len v Spojených štátoch 1,5 miliardy dolárov.

Pimentel pokračoval v opise pesticídu „readmill“, v ktorom získanie rezistencie „najlepších“ organizmov prostredníctvom opakovaného vystavenia týmto toxickým chemickým zlúčeninám núti farmárov používať stále väčšie množstvá daného pesticídu – kombinácie pesticídov – na dosiahnutie rovnakej úrovne kontroly škodcov – až do ďalšieho. Generácia účinných pesticídov je dostupná na eradikáciu rezistentných poľnohospodárskych škodcov (National Research Council, 2000 Pimentel et al., 1992). Tento pesticídny bežiaci pás je odsúdený na opakovanie, kým sa škodca nestretne s pesticídom odolným voči rezistencii alebo kým sa nevyčerpajú zásoby účinných nových pesticídov.

Dichlórdifenyltrichlóretán (DDT) bol taký pesticíd, povedal Pimentel, a podobne ako penicilín, jeho zavedenie po skončení druhej svetovej vojny dramaticky zlepšilo životy ľudí. DDT, pôvodne používané na kontrolu malárie, sa spočiatku aplikovalo iba do vnútra domov a chatrčí na kontrolu vektorov, čím sa pesticídom vystavil asi jeden komár z milióna, vysvetlil. Odolnosť voči DDT sa neobjavila, kým sa nedostalo do rozšíreného, ​​nekontrolovaného poľnohospodárskeho využitia, čím sa výrazne zvýšil počet a typy hmyzu priamo alebo nepriamo vystaveného insekticídu. Ako Anopheles Populácia komárov sa stala čoraz odolnejšou voči DDT, pokračoval, miera malárie, ktorá po zavedení DDT v 40. rokoch výrazne klesla a začala stúpať.

Aj keď sa zdá, že používanie pesticídov zlepšuje výnosy plodín v USA o približne 40 miliárd dolárov ročne, poznamenal Pimentel, tieto zisky je potrebné porovnať s priamymi a nepriamymi škodlivými účinkami spojenými s používaním a zneužívaním pesticídov na verejné a environmentálne zdravie, ktoré ocenil na minimálne 12 miliárd dolárov ročne. Okrem toho poznamenal, že napriek uplatneniu približne 6 miliardy libier

pesticídov na celom svete, 3 s nákladmi približne 40 miliárd USD, škodcovia naďalej spotrebúvajú takmer polovicu ročne vyprodukovaných potravín.

Mikrobiálna evolúcia a pôvod odporu

Aj keď je samozrejmé, že používanie antimikrobiálnych liekov vyvolalo selektívny tlak na vznik rezistentných mikróbov, pripisovať vývoj rezistencie výlučne nerozvážnemu používaniu antimikrobiálnych látok je podľa slov Spellberga a spoluautorov „klam, ktorý odráža alarmujúci nedostatok rešpektu k neuveriteľnej sile mikróbov&rdquo (Spellberg a kol., 2008a). Okrem škály antropogénnych faktorov, ktoré podnecujú rozvoj antimikrobiálnej rezistencie, sa účastníci workshopu zamýšľali aj nad prírodnými systémami, do ktorých boli v období po 2. svetovej vojne zavádzané syntetické a masovo vyrábané antibiotiká.

Antibiotiká v prírode

Ľudia nevynašli antibiotiká, len sme náhodne pozorovali, že baktérie a iné mikroorganizmy produkujú biologické zlúčeniny schopné zabíjať alebo potláčať rast a reprodukciu iných baktérií (Martinez, 2009). Existujú rôzne vysvetlenia, prečo mikroorganizmy vyrábajú antibiotiká. Konvenčný ekologický a evolučný pohľad zastáva názor, že umožňujú organizmom zabíjať, potláčať rast konkurentov a brániť ekologické medzery (Salmond a Welch, 2008). Je tiež možné, že tieto produkty plnia iné funkcie, ako je signalizácia alebo sekvestrácia živín (Martinez, 2009).

Zdá sa, že niektoré enzýmy v biosyntetických dráhach antibiotík sa vyvinuli pred miliónmi až miliardami rokov, čo naznačuje, že gény rezistencie na antibiotiká a ich príbuzné proteíny sú tiež staré. Napríklad bakteriálne metabolické dráhy, ktoré produkujú oboje &beta- laktámové antibiotiká a enzým, ktorý ich blokuje, &beta-laktamázy, sa predpokladá, že sú staršie ako 10 miliónov rokov (Spellberg et al., 2008a). Syntetické antibiotiká (z ktorých väčšina je založená na prirodzene sa vyskytujúcich bakteriálnych produktoch) sa zameriavajú na rôzne bakteriálne systémy, ako je znázornené na obrázku WO-3, vrátane tých, ktoré sa podieľajú na syntéze bunkovej steny, integrite membrány, transkripcii a translácii (Salmond a Welch, 2008 Walsh, 2003).

Davies vo svojej prezentácii na workshope zaradil antibiotiká do všeobecnej triedy biologicky aktívnych malých molekúl, ktoré označil ako „parvome“. Všimol si, že členovia tohto „vesmíru bioaktívnych prírodných produktov“ majú niekoľko spoločných atribútov, vrátane

Alebo o niečo menej ako pol kila pesticídov na každého muža, ženu a dieťa na planéte každý rok.

staroveký evolučný pôvod, vrátane štrukturálnych komponentov nachádzajúcich sa v meteoritoch a reakciách „prvotnej polievky“.

obrovská štrukturálna rozmanitosť

funkcie, ktoré zahŕňajú mnohé aspekty mikrobiálnej fyziológie, správania a morfológie, vrátane interakcií medzi bunkami

mechanizmy účinku zahŕňajúce molekulárne alebo makromolekulárne ligandy, ktoré následne modulujú transkripciu a

prítomnosť vo všetkých živých organizmoch (najlepšie charakterizované v baktériách, hubách a rastlinách).

Podskupina molekúl v parvome, ktorú sme využili ako antibiotiká, sa nevyvinula tak, aby slúžila tejto funkcii, pokračoval Davies. „Verím, &hellip, že v prírode antibiotiká nie sú antibiotikami a v prírode gény rezistencie nie sú génmi rezistencie,“ uviedol.

Davies poznamenal, že sa zistilo, že molekuly antibiotík podporujú veľké množstvo ďalších aktivít, vrátane rekombinácie, horizontálneho prenosu génov, mutácií, metabolizmu, génovej regulácie a signalizácie, pričom všetky sú sprostredkované cez bunkové receptory. V skutočnosti, dodal, väčšina negatívnych vedľajších účinkov antibiotických liekov pochádza z ich interakcií s rôznymi ľudskými bunkovými receptormi. Erytromycín a iné makrolidové lieky napríklad spôsobujú žalúdočnú nevoľnosť v dôsledku ich schopnosti silne sa viazať na receptor pre motilín, peptid, ktorý stimuluje kontrakciu hladkého svalstva v čreve. Ďalšie workshopové prezentácie popisujúce schopnosť antibiotických zlúčenín pôsobiť ako mutagény a hormóny sú diskutované v nasledujúcej časti tohto prehľadu.

Antibiotiká „majú úžasné účinky na fyziológiu bakteriálnych buniek,“ uzavrel Davies (Davies et al., 2006). Ak by sme vedeli viac o funkciách antibiotických zlúčenín (a génoch rezistencie) v ich prirodzenom prostredí, povedal, „mohli by sme získať nejaké lepšie nápady, ako kontrolovať antibiotickú rezistenciu a tiež ako správne používať antibiotiká.“ Davies predovšetkým navrhol študovať ako malé molekuly s antibiotickými vlastnosťami ovplyvňujú interakcie medzi pôdnymi baktériami a jednotlivými bunkami a medzi nimi.

Povaha AMR

Pôdne mikróby, ktoré produkujú antibiotiká, majú tiež mechanizmy rezistencie, ako zdôraznil hovorca Gerard Wright z McMaster University. Ak by to neurobili, povedal, "raz by vyrobili svoje antibiotikum a okamžite by spáchali samovraždu." Rôzne mechanizmy, ktoré mikróby používajú na svoju ochranu, zahŕňajú zmenenú priepustnosť membrán alebo väzbové miesta, efluxné pumpy, ktoré exportujú prichádzajúce antibiotiká a enzýmy degradujúce antibiotiká. ako je znázornené na obrázku WO-4 (Arias a Murray, 2009 Davies 2009 Salmond a Welch, 2008). Niektoré pôdne baktérie nielenže odolávajú klinickým antibiotikám, ale môžu sa nimi skutočne živiť ako zdrojom uhlíka (Dantas et al., 2008).

OBRÁZOK WO-3 Hlavné ciele pôsobenia antibiotík: a&ndashf znázorňujú metabolické dráhy v bunke, ktoré boli alebo sú navrhnuté ako ciele antibiotického účinku. a | Biosyntéza bunkovej steny: intracelulárne kroky biosyntézy mureínu (peptidoglykánu) sú katalyzované enzýmami MurA&ndashF a MurG (kroky 1&ndash4). Peptidoglykán je polymér dvoch hexóz (vyplnených šesťuholníkov) & mdashN.-acetylglukózamín (GlcNac) a N.kyselina acetylmuramová (MurNAc). Peptidoglykánové jednotky sú prenesené na nosičový lipid & mdashbactoprenol-fosfát (oranžové krúžky) & mdash, ktorý transportuje prekurzorové molekuly cez bunkovú membránu a vytvára lipidy I a II. Cukry a fosfáty sa pridávajú transglykozyláciou a pyrofosforyláciou (kroky 5 a 6) a nakoniec sa vytvorí peptidová väzba medzi peptidovými reťazcami (krok 7). Indikované sú antibiotiká, ktoré inhibujú syntézu bunkovej steny. b | Biosyntéza proteínov: bakteriálne ribozómy obsahujú dve podjednotky (30S a 50S) rRNA a proteínu. Štrukturálne štúdie identifikovali miesta, na ktoré sa antibiotiká viažu (Carter a kol., 2000 Hansen a kol., 2002 Pioletti a kol., 2001 Schlunzen a kol., 2001). c | Replikácia DNA a RNA: rifampín sa viaže na RNA polymerázu a zabraňuje pripojeniu polymerázy k DNA, čím inhibuje transkripciu. Ciprofloxacín a novobiocín sa viažu na DNA gyrázu, čím bránia zavedeniu supercoilov do DNA. d | Metabolizmus kyseliny listovej: kyselina listová je nevyhnutná pre syntézu tymínu, ktorý je zase základnou zložkou DNA. Obrázok ukazuje antibiotiká, ktoré blokujú kroky v metabolizme folátu, a preto blokujú syntézu tymínu. e | Dekorácia bunkového povrchu: počas syntézy bunkovej steny v grampozitívnych baktériách sú povrchové proteíny štiepené sortázami a enzýmami, ktoré sú ukotvené v membráne cez amino-terminálnu membránu-

preklenutie sekvencie. Sortázy kovalentne pripájajú amino-koncový štiepny fragment povrchového proteínu k peptidoglykánovej (PG) vrstve bunkovej steny (Pallen et al., 2001). f | Biosyntéza izoprenoidu: enzýmy neklasickej izoprenoidovej dráhy v baktériách nie sú prítomné vo vyšších organizmoch (Rohdich et al., 2001), a preto by mali byť dobrými antibakteriálnymi cieľmi. dTMP, tymidylát dUMP, deoxyuridínmonofosfát DXR, 1-deoxy-D-xylulóza 5-fosfát (DX) reduktoizomeráza DXS, DX syntáza GcpE, 1-hydroxy-2-metyl-2-(E)-butenyl-4-difosfátsyntáza GTP, guanozíntrifosfát LytB, izoprenoid H proteín YchB, 4-difosfo-2C.-2-metyl-D-erytritolkináza YgbB, 2C.-metyl-D-erytritol-2,4-cyklodifosfátsyntáza YgbP, 4-difosfocytidyl-2C.-metylerytritolsyntáza.

ZDROJ: Walsh (2003). Pretlačené so súhlasom Macmillan Publishers Ltd.: Príroda Recenzie Mikrobiológia Walsh, Copyright 2003.

Množstvo pôdnych baktérií a génov odolných voči antimikrobiálnym látkam objavených v nedotknutom prostredí by naznačovalo, že v prírode existujú rôzne mechanizmy antimikrobiálnej rezistencie (Allen et al., 2010 Davies, 2009). Wright opísal skupinu 480 izolátov pôdnych baktérií zo skupiny aktinomycét, ktoré jeho skupina zhromaždila v rôznych prostrediach po celej Kanade, ich profily rezistencie voči liekom sú uvedené na obrázku WO-5 (D&rsquoCosta et al., 2006). Každý izolát sa ukázal ako odolný voči viacerým antibiotikám.

Wright tiež uviedol podobné úrovne rezistencie voči klinickým antibiotikám v bakteriálnych vzorkách odobratých z jaskynného systému Kentucky, ktorý bol uzavretý pred vonkajším prostredím asi 2 milióny rokov (Gerard Wright, McMaster University, osobná komunikácia, 6. apríla 2010).

Gény rezistencie na antibiotiká izolované z pôdnych baktérií a gény izolované z klinických patogénov zdieľajú podobné štruktúry a funkcie, poznamenal Wright. Predstavil obzvlášť pôsobivý príklad tejto podobnosti, ktorá sa vyskytla medzi približne 1 percentom predtým opísaných izolátov aktinomycét (D&rsquoCosta et al., 2006). Zistilo sa, že tieto mikróby majú súbor génov prepožičiavajúcich rezistenciu na vankomycín, ktorý sa kedysi považoval za "neodolateľné" antibiotikum, pretože sa zameriava skôr na polymér bunkovej steny než na ľahko zmutovaný proteín alebo nukleovú kyselinu. Boli však hlásené nielen klinické prípady rezistencie na vankomycín, ale tieto zistenia naznačujú, že päťgénový zhluk, o ktorom sa zistilo, že udeľuje rezistenciu v klinických izolátoch enterokokov rezistentných na vankomycín (VRE), existuje už tisíce rokov medzi baktériami, ktoré nikdy boli vystavení vankomycínu, ako je možné vidieť na obrázku WO-6.

AMR je tiež rozšírená medzi komenzálnymi organizmami, povedal Wright s odvolaním sa na nedávnu štúdiu, ktorá využívala komplementárne stratégie na hľadanie génov rezistencie na antibiotiká a kultivovateľných organizmov odolných voči antibiotikám v mikrobiálnej flóre zdravých ľudí (Sommer et al., 2009). Títo vyšetrovatelia

OBRÁZOK WO-4 Bežné mechanizmy rezistencie pri rezistencii na meticilín Staphylococcus aureus.

Horné tri panely zobrazujú schematické zväčšenie bakteriálnej bunkovej steny. In Panel A, odolnosť voči &beta-laktámové antibiotiká rezistentné na meticilín Staphylococcus aureus je spôsobená produkciou a &beta-laktamázový enzým (penicilináza) a proteín viažuci penicilín (PBP) s nízkou afinitou 2a. In Panel Bvysoká úroveň rezistencie voči glykopeptidom je spôsobená nahradením poslednej aminokyseliny peptidoglykánových prekurzorov (D-alanín [D-Ala] za D-laktát [D-Lac]). In Panel Cnízka úroveň rezistencie voči glykopeptidom je spojená so zvýšenou syntézou peptidoglykánu, "zachytením" antibiotika vo vonkajších vrstvách a zabránením jeho interakcii s prekurzormi opúšťajúcimi cytoplazmu cez bunkovú membránu. In Panel Dmechanizmy rezistencie zahŕňajú mutácie alebo modifikácie buď [iných genómových lokusov] alebo [v] ribozomálnej RNA (rRNA). D-Glu označuje D-glutamát, L-Lys L-lyzín a UDP-GluNAc uridíndifosfát N.- acetylglukózamín.

ZDROJ: Arias a Murray (2009).

OBRÁZOK WO-5 Prieskum 480 pôdnych aktinomycét a ich úroveň rezistencie voči každému antibiotiku, ktoré je predmetom záujmu.

ZDROJ: Upravené podľa D&rsquoCosta et al. (2006), obrázok 1c. Pretlačené so súhlasom AAAS.

OBRÁZOK WO-6 Distribúcia rezistencie na vankomycín.

objavili vysoké hladiny rezistentných organizmov a génov rezistencie medzi ľudskými komenzálmi. Wright poznamenal, že iné štúdie našli množstvo komenzálov odolných voči antibiotikám v črevách hmyzu (Allen a kol., 2009 Kadavy a kol., 2000), vtákov (Bonnedahl a kol., 2009) a cicavcov (okrem človeka) ( Cloud-Hansen a kol., 2007 Gilliver a kol., 1999 Poeta a kol., 2007), ktorí neboli priamo vystavení antibiotikám.

AMR gény

Mikróby si po tisícročia vymieňali gény kódujúce mechanizmy rezistencie. Gény prepožičiavajúce rezistenciu voči klinickým antibiotikám (ale pravdepodobne poskytujú aj iné selektívne výhody svojim hostiteľom) existujú v populáciách baktérií, ktoré sa s týmito zlúčeninami nikdy nestretli (Allen a kol., 2010 IOM, 2009b Salmond a Welch, 2008). Prevažná väčšina génov antimikrobiálnej rezistencie sa nachádza na mobilných genetických prvkoch, ako sú inzerčné sekvencie, 4 integróny, 5 transpozónov, 6 a plazmidy, 7 podľa hovorcu workshopu Henryho &ldquoChip&rdquo Chambersa z Kalifornskej univerzity v San Franciscu. (Príspevok Dr. Chambersa k súhrnnej správe z workshopu nájdete v Prílohe A, strany 83-115.) Baktérie tieto genetické prvky ľahko získavajú z prostredia, vymieňajú si ich konjugáciou 8 a prijímajú ich infekciou bakteriálnymi vírusmi (bakteriofágy, alebo fágy) (Salmond a Welch, 2008). Tieto procesy používané na získanie „novodobých“ genetických prvkov sa súhrnne označujú ako „horizontálny prenos génov“. Mobilný genetický prvok, ktorý svojmu hostiteľovi poskytuje selektívne výhody, ako je rezistencia na antibiotiká, sa môže široko šíriť a môže byť exprimovaný, aj keď nie je prítomné antibiotikum, ktoré deaktivuje (O&rsquoBrien , 2002).

Súbor všetkých génov, ktoré priamo alebo nepriamo vedú k antimikrobiálnej rezistencii, je známy ako „rezistóm“. Zahŕňa podskupinu génov nazývaných „subsistóm“, ktoré umožňujú mikróbom degradovať antibiotiká a využívať ich ako zdroj energie. Gény rezistencie sú medzi bakteriálnymi genómami zjavne všadeprítomné, ako poznamenali Davies a Wright. Odpor navyše zahŕňa

Mobilné kúsky bakteriálnej DNA (dĺžka niekoľkých stoviek nukleotidových párov), ktoré sú schopné inaktivovať gén, do ktorého vkladajú malé jednoduché transpozóny (http://www.everythingbio.com/glos/definition.php?word=insertion+sequence+( IS) [prístup 14. júna 2010]).

Mobilné elementy DNA, ktoré dokážu zachytiť a niesť gény, najmä tie, ktoré sú zodpovedné za rezistenciu na antibiotiká. Robia to rekombináciou špecifickou pre lokalitu (http://www.medterms.com/script/main/art.asp?articlekey=32273 [prístup 14. júna 2010]).

Mobilné časti DNA lemované koncovými opakujúcimi sa sekvenciami, ktoré sa môžu vložiť do chromozómu, odísť a premiestniť a zvyčajne nesú gény kódujúce tieto funkcie (http://www.everythingbio.com/glos/definition.php?word=transposon [prístup 14. júna 2010]).

Malé bunkové inklúzie pozostávajúce z kruhu DNA, ktoré nie sú v chromozóme, ale sú schopné autonómnej replikácie (http://wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn?s=plasmid [prístup 14. júna 2010]).

Proces, pri ktorom dve bunky prichádzajú do kontaktu a vymieňajú si genetický materiál (http://www.every-thingbio.com/glos/definition.php?word=conjugation [prístup 14. júna 2010]).

„proto-rezistencia“, „9“ „kvázi-rezistencia“, a „vnútorná rezistencia“, 10 génov, ktoré pod selektívnym tlakom môžu vyvinúť funkcie rezistencie prostredníctvom mutácie a/alebo zvýšenej expresie (Liu et al., 2010 Tamae et al., 2008).

„Máme rezistenciu v klinických [a komenzálnych] organizmoch & rezistenciu na hellipe u zvierat & rezistenciu na hellip v pôde, rezistenciu vo vode,“ pozoroval Wright. &ldquoAntibiotická rezistencia je úplne všade.&rdquo Toto pozorovanie vyvoláva dôležité otázky o tom, ako sa gény rezistencie presúvajú z prostredia do kliniky a či existujú bariéry horizontálneho prenosu génov alebo či by sa mohli vytvoriť na spomalenie vývoja rezistencie na antimikrobiálne lieky. Na uľahčenie takéhoto výskumu Wright a kolegovia v Spojenom kráľovstve vyvíjajú komplexnú databázu antibiotickej rezistencie, ktorá umožní vyšetrovateľom skenovať genómy a prepojiť sekvencie génov rezistencie s molekulárnymi, klinickými a pozorovacími údajmi (McArthur et al., 2010).

Antropogénne vplyvy na AMR

K mikrobiálnej evolúcii došlo v dvoch odlišných fázach, prerušených priemyselnou revolúciou, poznamenal Davies. Špekuloval, že počas súčasnej „antropogénnej éry“ farmaceutický priemysel uvoľnil do globálneho prostredia viac antibiotík, ako kedy vyprodukovali všetky organizmy, ktoré kedy existovali. Selektívny tlak, ktorý vyvíjajú vyrábané antimikrobiálne látky, bol zosilnený rovnako masívnym náporom pesticídov, hnojív, antiseptík a iných priemyselných produktov, povedal Davies, čo viedlo k „intenzívnej chemickej mutagenéze“, ktorá výrazne urýchlila vznik rezistentných patogénov.

Niekoľko workshopových prezentácií skúmalo nedávny vývoj AMR z pohľadu mikróbov pod selektívnym tlakom spojeným s neustálym vystavením antibiotikám. Iní skúmali skutočné a očakávané dôsledky AMR na hostiteľské organizmy, ako sa preukázalo v nemocničných zariadeniach a zariadeniach na výrobu potravín pre zvieratá a ako sa šíria lokálne prostredníctvom systémov čistenia odpadových vôd a globálne prostredníctvom medzinárodného obchodu, cestovania a cestovného ruchu.

Výber pre rezistenciu na antibiotiká

Selektívne tlaky uprednostňujúce AMR sa medzi prostrediami značne líšia, vysvetlil Davies. Ako je znázornené na obrázku WO-7, predstavil model troch vzájomne prepojených ekosystémov:

Gény, ktoré majú potenciál vyvinúť sa na prvky odporu (Wright a Morar, 2010).

Gény, ktoré kódujú znaky, ktoré znižujú citlivosť organizmu na antibiotiká, ako sú efluxné pumpy, ale nie sú špecificky génmi rezistencie.

&ldquoprírodné&rdquo prostredie, kde sa mikróby stretávajú s nízkymi koncentráciami antimikrobiálnych zlúčenín produkovaných inými mikróbmi a rezistencia je nízka

&ldquoneklinické&rdquo prostredie, kde prítomnosť antimikrobiálnych látok vyrobených človekom zvyšuje selektívny tlak na AMR a

klinické prostredie, kde je relatívna koncentrácia antimikrobiálnych látok najvyššia a následne aj AMR.

Jednotlivé mikróby v každom z týchto troch všeobecných ekosystémov sa tiež stretávajú s výrazne odlišnými koncentráciami špecifických antimikrobiálnych zlúčenín. Ako zdôraznil hovorca Patrice Courvalin z Pasteurovho inštitútu, baktérie môžu minimalizovať často značné energetické náklady na udržiavanie AMR jedným z dvoch spôsobov: tým, že majú gény rezistencie na mobilných genetických prvkoch (keďže ich získanie môže byť prechodné a rezistencia na antibiotiká je užitočná len prechodne). ) a tým, že majú mechanizmy rezistencie indukovateľné antibiotikami. (Príspevok Dr. Courvalina k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 141-149.)

Chambers opísal ako Staphylococcus aureus, ktorý nemá prirodzenú rezistenciu voči väčšine štandardných terapeutických látok, získal rezistenciu na meticilín a nakoniec sa objavil najskôr ako MRSA v nemocniciach a potom ako komunitne získaný MRSA (CA-MRSA) mimo zdravotníckeho prostredia (Chambers a DeLeo, 2009). Po niekoľkých falošných štartoch vo forme klonov MRSA, ktoré sa nepodarilo expandovať, úspešné rezistentné kmene niesli ľahko prenosný prvok rezistencie. Kmene CA-MRSA obsahujú menšiu verziu tohto prvku, ktorý sa ešte ľahšie mobilizuje a prenáša do rôznych genetických prostredí, poznamenal Chambers. Táto vlastnosť uľahčila šírenie rezistencie na meticilín S. aureus napätie ďaleko za hranicami zdravotníckeho prostredia.

OBRÁZOK WO-7 Tri prepojené antimikrobiálne ekosystémy.

ZDROJ: Spracované podľa Martineza (2009).

Vznik rezistencie na trimetoprim alebo sulfamid ilustruje 2-krokový proces, prostredníctvom ktorého sa podľa Courvalina vyvíja rezistencia na antibiotiká. V niektorých prípadoch sa predtým citlivé kmene stanú rezistentnými po získaní mobilného genetického prvku, v iných prípadoch je získanie týchto vlastností rezistencie výsledkom chromozomálnych mutácií. To, či rezistentný kmeň v populácii pretrváva alebo nie, závisí od jeho zdatnosti v porovnaní s inými kmeňmi (Courvalin, 2008). „Mnohé štúdie ukázali, že šírenie rezistencie je jasne spojené so selektívnym tlakom – inými slovami, predpisovaním antibiotík,“ povedal Courvalin. Nemôžeme urobiť nič, aby sme zabránili vzniku odporu, pretože k nemu dochádza náhodou, pokračoval. &ldquoJediná nádej, ktorú môžeme mať, je oddialiť šírenie odporu znížením selektívneho tlaku.

Antibiotikami indukovaná mutácia a transformácia

Pri smrteľných koncentráciách používaných na liečbu infekcií antibiotiká vytvárajú silný selektívny tlak, ktorý môže prekonať niekoľko typov rezistentných patogénov.Ako však poukázalo niekoľko prednášajúcich na workshope, chronické vystavenie nižším koncentráciám antibiotík – prítomných v krmivách pre zvieratá, v kanalizačných systémoch podporujúcich rast a v kontaminovaných mikroprostrediach – stresové reakcie v baktériách, ktoré vyvolávajú mutácie, čím sa zvyšujú príležitosti na vývoj rezistencie, ako je uvedené nižšie. (Kohanski a kol., 2010a, 2010b). Baktérie vystavené subletálnym koncentráciám baktericídnych antibiotík, ako napr &beta-laktámy, aminoglykozidy alebo fluorochinolóny &mdash produkujú zvýšené hladiny reaktívnych foriem kyslíka (ROS), ktoré následne spôsobujú mutácie a zvyšujú účinnosť rekombinácie v postihnutej baktérii (pozri obrázok WO-8). ROS tiež indukuje takzvanú odpoveď &ldquoSOS,&rdquo 11 sprostredkovanú DNA polymerázami náchylnými na chyby, čo vytvára ďalšie mutácie.

Chambers a Courvalin zdôraznili, že keď antibiotiká pôsobia ako mutagény, robia to bez rozdielu. Subletálne expozície antibiotikám rozširujú repertoár génov, ktoré podliehajú selektívnemu tlaku, vrátane, ale nie výlučne, špecifického antibiotika spôsobujúceho stresovú reakciu. Napríklad „veľmi nízke dávky ampicilínu budú selektovať rezistenciu voči chinolónom alebo aminoglykozidom a kmeň zostane citlivý na selektívne činidlo,“ uviedol Courvalin (Kohanski et al., 2010a). &ldquo je naozaj strašidelné na to myslieť,&rdquo poznamenal Chambers, "pretože teraz nehovoríme len o výbere antibiotík podľa rezistencie voči liekom, ale o antibiotikách, ktoré vytvárajú rezistenciu voči liekom." a výber pre liekovú rezistenciu a amplifikáciu, ak chcete.&rdquo

Ukázalo sa tiež, že subletálne expozície antibiotikám zvyšujú horizontálny prenos mobilných genetických prvkov medzi baktériami prostredníctvom reakcie SOS, poznamenali Courvalin a Collins (Maiques a kol., 2006 Ubeda a kol., 2005).

Postreplikačný systém opravy DNA využívajúci proteín RecA, ktorý umožňuje replikácii DNA obísť lézie alebo chyby v DNA. Jedná sa o systém opráv náchylný na chyby.

OBRÁZOK WO-8 Zvýšenie rýchlosti mutácií vyvolané antibiotikami.

Niektoré baktérie tiež exprimujú mechanizmy, ktoré zvyšujú šírenie chromozomálnych mutácií prepožičiavajúcich antibiotickú rezistenciu, vysvetlil Courvalin. U niektorých organizmov sa ukázalo, že nízke hladiny baktericídnych antibiotík vyvolávajú schopnosť transformácie, 12 čo vedie k zvýšenému prenosu a distribúcii génov rezistencie na antibiotiká. Bakteriálny pôvodca zápalu pľúc, Streptococcus pneumoniae, ktorému chýba SOS odpoveď, ľahko integruje gény z iných organizmov do svojho chromozómu, keď je vystavený subletálnym koncentráciám baktericídnych antibiotík (Prudhomme et al., 2006). V dôsledku toho, povedal Courvalin, keď ľudia očkovali proti niektorým S. pneumoniae sérotypy sú vystavené subletálnym hladinám baktericídnych antibiotík, rezistentné sérotypy môžu – vďaka antibiotikám indukovanej transformácii – získať genetický aparát na vytvorenie variantu externého puzdra, ktoré vakcína nepozná.

Nízke koncentrácie antibiotík tiež podporujú prenos génov rezistencie na antibiotiká (a tiež génov virulencie) prenášaných na bakteriálnych chromozómoch vo forme integračných konjugačných prvkov (ICE), 13 ako je znázornené na obrázku WO-9.

Tieto prvky sa vyrezávajú z chromozómu miestne špecifickou rekombináciou a prenášajú sa z jednej baktérie do druhej, vysvetlil Courvalin. Podobne ako transformácia vyvolaná antibiotikami je to infekčný jav. Z jednej kópie ICE nesúcej gén rezistencie sa vyrobia dve: jedna sa zdedí vertikálne a druhá sa horizontálne prenesie na inú baktériu a možno inú.

Modifikácia genómu externou aplikáciou DNA z bunky odlišného genotypu (http://www.everythingbio.com/glos/definition.php?word=transformation [prístup 16. júna 2010]).

Chromozomálne lokalizované génové zhluky, ktoré kódujú fágovo spojené integrázy a konjugačné proteíny, ako aj ďalšie gény spojené s pozorovateľným fenotypom, ako je virulencia alebo symbióza. Môžu sa prenášať medzi bunkami a majú niektoré gény podobné fágom, ale nelyzujú bunku ani nevytvárajú extracelulárne častice (http://www.nature.com/nrmicro/journal/v3/n9/glossary/nrmicro1235_glossary.html [ prístupné 16. júna 2010]).

OBRÁZOK WO-9 Prenos integračného konjugatívneho prvku. Integračné a konjugatívne prvky (ICE) sú mobilné genetické prvky, ktoré nesú jeden alebo niekoľko génov rezistencie. Vyrezávajú miestne špecifickou rekombináciou medzi ich priľahlými miestami pripojenia, attR a attL, čo vedie k vytvoreniu epizomálneho ICE nesúceho an attI stránky a prázdne attB miesto v chromozóme. Replikujú sa počas prenosu konjugáciou a integrujú sa do chromozómu príjemcu. Šírenie rezistencie pomocou ICE je teda nákazlivé a exponenciálne.

druh alebo dokonca rod&mdash, ktorý integruje gén rezistencie do svojho chromozómu a pokračuje v procese. V tomto systéme, pozoroval Courvalin, antibiotiká zodpovedajú operačnej definícii hormónov, pretože sú syntetizované jednou bunkou (organizmus produkujúci antibiotiká) a pôsobia na vzdialenú bunku v nízkej koncentrácii väzbou na špecifický receptor.

Kritickou jednotkou prenosu AMR je teda gén alebo kazeta génu asociovaného s rezistenciou a na „vektor“ možno alternatívne nazerať ako na mikrobiálny genóm, v ktorom sa gén alebo kazeta nachádza, alebo ako mikrobiálnu komunitu, v ktorej sa rezistentný mikrób nachádza, resp. hostiteľ alebo širší ekosystém, ktorý nesie komunitu.

Infekcie získané v nemocnici

Rezistencia predstavuje rastúcu hrozbu pre liečbu a kontrolu infekčných chorôb, vrátane tých, ktoré sú už dlho endemické v ľudskej populácii.

(ako malária), ako aj tie, ktoré spôsobili nedávne pandémie, ako je HIV/AIDS a chrípka (WHO, 2010). Rezistencia voči jednému z úplne prvých antibiotík, penicilínu, vznikla takmer okamžite po jeho zavedení na kliniku, ako sa vyskytla u každého odvtedy vyvinutého antibiotika. Vzhľadom na celé spektrum známych antibiotických účinkov na bakteriálnu evolúciu Chambers uviedol, že predstavujú „najsilnejší“ nie jediný, ale zďaleka najsilnejší selektívny tlak, s ktorým sa kedy ľudský mikrobióm stretol.

Nikde nie je tento tlak kritickejší ako v zdravotníckych zariadeniach, kde sa v dôsledku nadmerného a nesprávneho používania antibiotík objavilo niekoľko komenzálnych organizmov a inak benígnych baktérií, ktoré sa bežne vyskytujú na koži, v celom tráviacom trakte alebo vo vagíne a ako patogény (Alekshun a Levy, 2006 Goossens a kol., 2005 Riedel a kol., 2007). Nasledujúcich šesť patogénov, označených skratkou ESKAPE, spôsobuje väčšinu infekcií získaných v nemocniciach v Spojených štátoch a často sa ukazuje, že sú odolné voči antibakteriálnym liekom (Hidron et al., 2008 Rice, 2008):

Enterococcus faecium

Staphylococcus aureus

Klebsiella pneumoniae

Acinetobacter baumanii

Pseudomonas aeruginosa

Enterobacter spp.

Odhaduje sa, že asi polovica všetkých klinických antibiotík sa používa nevhodne na „liečbu“ nebakteriálnych vírusových infekcií a iných zdravotných problémov, ktoré sa nedajú vyliečiť týmito liekmi, alebo sa podávajú nesprávne antibiotiká, alebo je priebeh liečby buď príliš krátky, resp. príliš dlho (Centrum pre globálny rozvoj, 2010). Prevalencia AMR je pravdepodobnejšia v tých situáciách, kde je použitie antimikrobiálnych látok najvyššie a expozície týmto liekom sú najvyššie (Goossens a kol., 2005 Riedel a kol., 2007). Nadmerné používanie a zneužívanie antibiotík sa vo všeobecnosti pripisuje nevhodnému predpisovaniu zo strany lekárov, ako aj nedostatku včasných a špecifických mikrobiologických diagnostických testov. Riziko rezistencie sa však zvyšuje, keď si ľudia môžu ľahko zaobstarať antibiotiká bez lekárskeho predpisu, alebo keď sa samoliečia antibiotikami, ktoré zostali z predchádzajúcich liečebných cyklov (Plachouras et al., 2010).

Výpočet chorobnej záťaže Väčšina analýz vplyvu AMR sa zamerala na vyspelý svet, kde rezistentné patogény patria medzi najväčšie hrozby pre verejné zdravie infekčnými chorobami (ECDC, 2007). AMR v rozvojových krajinách však nepochybne prispieva k už aj tak veľkému bremenu infekčných chorôb, ktoré sa v týchto krajinách vyskytujú (Okeke a kol., 2005). V Spojených štátoch amerických je infekcia získaná v nemocniciach spojená s viac ako 63 000 úmrtiami za

ročník (Zdroje pre budúcnosť, 2009). V Európe sa predpokladá, že úmrtnosť na multirezistentné bakteriálne infekcie presahuje 25 000 ročne (ECDC a EMEA, 2009). Hovorkyňa Dominique Monnet z Európskeho centra pre prevenciu a kontrolu chorôb (ECDC) prezentovala predbežné výsledky nedávneho pokusu o výpočet chorobnej záťaže v Európe spojenej s často diagnostikovanými typmi multirezistentných infekcií (pozri tabuľku WO -1). (Príspevok Dr. Monneta k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 287-293.)

Pretože tieto výpočty brali do úvahy len určité infekcie rezistentné voči viacerým liekom, priemerné náklady na jeden deň v nemocnici a straty produktivity, ktoré vznikli iba počas pobytu v nemocnici, výsledná ekonomická záťaž je určite podhodnotená. Keďže výpočty boli založené na parametroch zo systémov dohľadu a publikovanej literatúry a keďže miera infekcií a náklady na zdravotnú starostlivosť sa medzi európskymi krajinami značne líšia, výskumníci zostrojili aj nomogram, znázornený na obrázku WO-10, na porovnanie účinku rôznych odhadov parametrov. o nákladoch v nemocnici.

Infekcie získané v rámci zdravotnej starostlivosti všetkých typov (vrátane infekcií rezistentných na antimikrobiálne látky) podľa hovorcu Roberta Weinsteina z nemocnice Stroger (Cook County) Hospital a v priemere dvojnásobne zvyšujú nemocničné poplatky, dĺžku pobytu a úmrtnosť pacientov v Spojených štátoch. Rush Medical College. (Príspevok Dr. Weinsteina k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 379-400.) Odhaduje sa, že liečba infekcií rezistentných na antibiotiká tieto náklady ďalej zdvojnásobuje (Cosgrove, 2006). Weinstein zdôraznil mnohé neistoty spojené s výpočtom nákladov na AMR. Napríklad uviedol, že zatiaľ čo vyšetrovatelia môžu porovnať infekcie získané v nemocnici rezistentné na antibiotiká s infekciami získanými v nemocnici, ktoré nie sú rezistentné, niektorí pacienti sú v prvom rade náchylnejší na získanie rezistentných infekcií. Štatistické zariadenia známe ako skóre sklonu sa používajú na zníženie skreslenia výberu prirovnávaním skupín na základe ich vyjadrenia určitých vlastností v rámci daného súboru známych podmienok (Griswold

TABUĽKA WO-1 Záťaž multirezistentných (MDR) baktérií v Európskej únii, na Islande a v Nórsku, 2007

Ľudské bremeno

Infekcie (6 najčastejších MDR baktérií, 4 hlavné typy infekcií)

Ekonomická záťaž

POZNÁMKA: Obmedzenie: toto sú podhodnotené.

ZDROJ: ECDC a EMEA (2009).

OBRÁZOK WO-10 Ekonomická záťaž multirezistentných (MDR) baktérií: nomogram pre náklady v nemocnici. Tento nomogram možno použiť na výpočet ročných nemocničných nákladov, ktoré možno pripísať infekciám spôsobeným baktériami odolnými voči viacerým liekom, s rôznymi hodnotami celkového počtu infekcií, priemernej dĺžky pobytu v nemocnici na jednu infekciu a priemerných nákladov na deň v nemocnici.

ZDROJ: ECDC a EMEA (2009).

a kol., 2010). Na kontrolu mätúcich faktorov medzi populáciami pacientov, ktoré možno merať, výskumníci používajú regresné alebo iné štatistické analýzy náhodne vybratých populácií. Weinstein však dodal, že niektoré potenciálne mätúce faktory nemožno merať.

V snahe presnejšie odhadnúť záťaž choroby spojenú s AMR Weinstein a kolegovia použili 3 rôzne metódy v štúdii takmer 1 400 vysokorizikových pacientov v ich fakultnej nemocnici v oblasti Chicaga (Roberts et al., 2009). Z tejto skupiny malo 13,5 percenta antimikrobiálne rezistentné infekcie

ktoré viedli k celkovým nákladom (lekárske náklady plus spoločenské náklady straty produktivity v dôsledku smrti a invalidity) viac ako 13 miliónov USD.

Weinstein povedal, že takmer všetky nadmerné náklady na zdravotnú starostlivosť u pacientov s infekciami získanými v zdravotnej starostlivosti vrátane ARI spôsobilo päť faktorov: používanie jednotky intenzívnej starostlivosti, laboratórne testy, lieky, krvné transfúzie a rádiologické testy. Prevažná väčšina ARI získaných v nemocnici je spojená s používaním takých zdravotníckych pomôcok, ako sú katétre a ventilátory, povedal.

Možno očakávať, že miera rezistentných infekcií získaných v nemocniciach porastie vzhľadom na zvyšujúci sa počet starších pacientov v Spojených štátoch a iných rozvinutých krajinách, ako aj na nedávny nárast v populácii novorodeneckej jednotky intenzívnej starostlivosti, spolu so sprievodným nárastom dopytu po chirurgických zákrokoch. , transplantácie a chemoterapie (Boucher et al., 2009). Weinstein dúfal, že budúce prijatie a analýza elektronických zdravotných záznamov poskytne nielen lepšie odhady nákladov na nemocničné služby ARI, ale tiež podporí úsilie o monitorovanie a zníženie týchto nákladov pomocou kontroly infekcií.

Nepriame dôsledky AMR na lekársku starostlivosť Podľa hovorcu Louisa Ricea z Louis Stokes Cleveland VA Medical Center a lekárskej fakulty Univerzity v Case Western Reserve je rezistencia medzi patogénmi ESKAPE do značnej miery výsledkom praktík predpisovania antibiotík zo strany nemocničných lekárov. (Príspevok Dr. Riceovej k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 301 – 307.) Okrem predtým opísaných zdravotných a ekonomických nákladov spojených s rezistenciou pri infekciách získaných v nemocnici, Riceová poznamenala, že AMR negatívne ovplyvňuje schopnosť nemocničných lekárov na starostlivosť o pacientov nasledujúcimi spôsobmi:

AMR urobila predtým prospešné terapie, ako je profylaktická antibiotická liečba na zníženie neutropénie 14 u onkologických pacientov, zbytočnými.

Regionálne rozdiely v AMR medzi rôznymi patogénmi komplikujú interpretáciu odporúčaní pre liečbu infekčných chorôb.

Lekári používajú menej účinné antibiotiká druhej línie na liečbu rezistentných infekcií, napríklad vankomycín alebo daptomycín &beta- odolné voči laktámu Staphylococcus aureus infekcie (Fowler a kol., 2006 Kim a kol., 2008).

V závažných prípadoch multirezistentných infekcií sa lekári uchyľujú k používaniu látok, ako je polymixín B a kolistín, ktoré sú toxickejšie a horšie charakterizované ako štandardné antimikrobiálne terapeutiká a voči ktorým sa môže vyvinúť rezistencia (Antoniadou et al., 2007).

Neutropénia je stav abnormálne nízkeho počtu neutrofilov, čo je typ bielych krviniek, ktoré bránia telo pred bakteriálnymi infekciami.

TABUĽKA WO-2 Hlavné triedy antimikrobiálnych látok schválené na neterapeutické použitie u zvierat

Hovädzí dobytok, kozy, hydina, ovce, ošípané

Hovädzí dobytok, dojnice, hydina, hydina, ovce, ošípané

Hovädzí dobytok, dojnice, hydina, ovce, ošípané

Hovädzí dobytok, hydina, kozy, hydina, králiky, ovce

Hovädzí dobytok, hydina, ošípané

Hovädzí dobytok, hydina, ošípané

Hovädzí dobytok, hydina, ošípané

Hovädzí dobytok, dojnice, hydina, včely medonosné, hydina, ovce, ošípané

Hovädzí dobytok, hydina, ošípané

Potraviny Živočíšna výroba

Mnoho tried antimikrobiálnych činidiel, pôvodne vyvinutých na liečbu ľudských chorôb, sa používa aj pri výrobe potravín pre zvieratá. Ako je znázornené v tabuľke WO-2, hlavné triedy antimikrobiálnych činidiel schválené na neterapeutické použitie v poľnohospodárstve zahŕňajú, ale nie sú obmedzené na, polypeptidové antibiotiká, tetracyklíny, makrolidy, penicilíny, chinolóny a sulfónamidy.

Široké používanie týchto silných a perzistentných chemických látok v prevádzkach živočíšnej výroby, akvakultúry a poľnohospodárstva je spojené s výskytom infekcií odolných voči liekom v týchto prostrediach a súvisí so vznikom a šírením infekcií odolných voči liekom u ľudí (Heuer a kol., 2009 IOM, 2003 Silbergeld a kol., 2008). Najväčšie využitie antimikrobiálnych látok mimo človeka je v potravinárskej živočíšnej výrobe 16 a väčšina z toho je v zdrav.

Príklady zahŕňajú aktinomycín, bacitracín, kolistín a polymyxín B.

40 až 80 percent antimikrobiálnych činidiel používaných v Spojených štátoch každý rok sa používa v potravinových zvieratách, mnohé sú identické alebo veľmi podobné liekom používaným u ľudí. Tieto neterapeutické použitia prispievajú k rezistencii a vytvárajú zdravotné riziká pre ľudí (Shea, 2003).

zvierat s cieľom zvýšiť rast alebo predchádzať chorobám (Shea, 2003). Predpokladá sa, že neterapeutické použitie antimikrobiálnych látok podporuje prírastok hmotnosti, zvyšuje výťažnosť mäsa na libru použitého krmiva a zabraňuje šíreniu infekcií vo výkrmniach (OTA, 1979), ktoré predstavujú významné riziko v preplnených podmienkach, v ktorých dobytok a hydina sa typicky chová (Silbergeld et al., 2008).

Podľa hovorcu Jørgena Schlundta, bývalého riaditeľa oddelenia bezpečnosti potravín a zoonóz Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO), 17 tri kľúčové pozorovania naznačujú, že používanie antimikrobiálnych látok u zvierat ovplyvňuje ľudské zdravie. (Príspevok Dr. Schlundta k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 308-326.)

Väčšina chorôb prenášaných potravinami sú zoonózy (infekčné choroby, ktoré sa môžu preniesť zo stavovcov na človeka).

Použitie antimikrobiálnych látok u potravinových zvierat selektuje zoonotické baktérie ktoré môžu preniesť gény rezistencie na ľudské patogény. Toto pozorovanie je založené na niekoľkých prípadoch, v ktorých nárast ľudských infekcií odolných voči špecifickej antimikrobiálnej zlúčenine nasledoval po jej zavedení alebo rozšírenom použití u zvierat (Threlfall a kol., 1997, 1998 Webster, 2009 Wulf a Voss, 2008) a ďalších prípadoch poklesu rezistentných ľudských infekcií po zákaze alebo obmedzení používania antimikrobiálnej látky (Dutil et al., 2010). Zatiaľ čo tieto dôsledky boli najviac priamo spojené s chorobami prenášanými potravinami, Schlundt uznal, že používanie antimikrobiálnych látok môže mať významný nepriamy vplyv na ľudské zdravie rozšírením rezervoárov rezistencie (Serrano, 2005 Smith et al., 2009).

Choroby prenášané potravinami zahŕňajúce rezistentné baktérie boli spojenés nárastom nepriaznivých následkov na ľudské zdravie. Patrí medzi ne častejšie zlyhanie liečby, väčšia závažnosť infekcie, predĺžené trvanie infekcie, viac infekcií krvného obehu a, ako už bolo uvedené, dlhšie hospitalizácie a zvýšená úmrtnosť, povedal Schlundt.

Zatiaľ čo niektorí účastníci workshopu navrhli, že priestrannejšie ustajnenie pre dobytok a hydinu by mohlo poskytnúť podobné výhody ako profylaktická antibiotická liečba, iní poznamenali, že ako také by nebol problém, ak by sa opatrenia na kontrolu infekcie riadne prijali a dôsledne uplatňovali. Výber potravín môže tiež ovplyvniť vývoj AMR u hospodárskych zvierat. David Pimentel napríklad naznačil, že dobytok kŕmený trávou má tendenciu byť menej náchylný na infekciu ako dobytok kŕmený obilím.

DR.Schlundt je v súčasnosti zástupcom riaditeľa Národného potravinového inštitútu, Technická univerzita v Dánsku. Do 1. augusta 2010 bol riaditeľom potravinového oddelenia pre bezpečnosť a zoonózy WHO.

Použitie antimikrobiálnych látok ako látok podporujúcich rast zvierat v Spojených štátoch Ako už bolo uvedené v tabuľke WO-2, najmenej 17 tried antimikrobiálnych činidiel je schválených na použitie ako látky podporujúce rast zvierat v Spojených štátoch (Angulo a Nunnery, 2004), vrátane tetracyklínov, penicilínov, makrolidov a analógov iných používaných antibiotík. na liečbu ľudských infekcií. V Spojených štátoch neexistuje žiadny systém podávania správ o verejnom zdraví, ktorý by sledoval používanie antimikrobiálnych liekov v prevádzkach živočíšnej výroby (Shea, 2003). Vládne štúdie bezpečnosti potravín však bežne zisťujú baktérie odolné voči antimikrobiálnym látkam v hovädzom, kuracom a bravčovom mäse predávanom v supermarketoch v Spojených štátoch a Európe (Mason a Mendoza, 2009 Silbergeld a kol., 2008).

Pimentel uviedol, že viac ako 70 percent antibiotík používaných v Spojených štátoch spotrebuje hospodárske zvieratá. Tvrdil, že ročné výdavky USA vo výške 1,2 až 2,5 miliardy dolárov na tieto lieky, ktoré v priemere zvyšujú hmotnosť zvieraťa o 2 až 5 percent, predstavujú iba zlomok skutočných nákladov na ich použitie. Vzhľadom na škodlivé účinky na životné prostredie a ľudské zdravie Pimentel odhadol, že používanie antibiotík podporujúcich rast stojí Spojené štáty najmenej 20 miliárd dolárov ročne.

Dánsky zákaz antibiotík podporujúcich rast Výrobcovia dobytka a hydiny, výrobcovia krmív a ďalšie zainteresované strany tvrdia, že antimikrobiálne látky znižujú náklady na chov mäsových zvierat, a teda aj cenu potravín, ale zatiaľ sa vykonalo nestranné vyšetrovanie a analýza skutočných nákladov a prínosov používania antimikrobiálnych látok podporujúcich rast. ktoré sa majú vykonať (Graham et al., 2007). Účastníci workshopu preto považovali za nedokonalú, ale informatívnu náhradu takejto štúdie: výsledky desaťročného zákazu neterapeutického používania antimikrobiálnych látok u potravinových zvierat v Dánsku. Ako je znázornené na obrázku WO-11, tento postupný zákaz sa začal v roku 1994 a bol ukončený v roku 1999.

Schlundt uviedol, že po nadobudnutí účinnosti zákazu sa dánska produkcia bravčového mäsa zvýšený kontinuálne, pretože antimikrobiálna spotreba na kilogram vyrobeného bravčového mäsa klesala (pozri rámček WO-1).

Táto štatistika však vyvracia niektoré dôležité detaily, ako zdôraznili viacerí účastníci workshopu. Od roku 1992, ktorý je najvyšším rokom v používaní antibiotík na účely podpory rastu u ošípaných, do roku 2008, celkové používanie antibiotík výrazne kleslo – takmer o 50 percent – ​​v dôsledku zákazu v Dánsku. Hovorkyňa Shelley Hearne z Pew Charitable Trusts poukázala na to, že priemysel USA vyjadril znepokojenie nad zvýšenou liečbou hnačky a nárastom úmrtnosti prasiatok v rokoch bezprostredne po zákaze. (Príspevok Dr. Hearna k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 174-190.) WHO zistila, že hnačka u mladých ošípaných sa po zákaze zvýšila, čo vyvolalo krátkodobú potrebu zvýšiť terapeutické používanie antibiotík. Úroveň liečby hnačky však začala klesať po 7 mesiacoch a po 1 roku sa vrátila na úroveň pred zákazom. Okrem toho sa v posledných rokoch výrazne zlepšila úmrtnosť prasiatok. Podľa predstaviteľov dánskeho priemyslu menšie zmeny v chove zvierat, napríklad častejšie

OBRÁZOK WO-11 Dánske skúsenosti po zákaze stimulátorov rastu. Antimikrobiálna spotreba na kilogram vyrobeného bravčového mäsa. AGP = antimikrobiálne stimulátory rastu.

ZDROJ: Prevzaté z Aarestrup et al. (2010) 71(7):726, obr. 2, s. 730) so súhlasom AVMA.

Dánske skúsenosti po zákaze podpory rastu(Neterapeutické antimikrobiálne látky [NTA] zakázané v roku 1997)

Produkcia ošípaných sa zvýšila od r

Nepretržitá produktivita sa zvyšuje pred a po zastavení NTA.

Denný prírastok hmotnosti odstavčiat sa znížil a potom sa zvýšil po ukončení NTA.

čistenie ustajnenia, lepšie vetranie, neskoršie odstavenie, dodatočný priestor na pohyb zvierat, ako aj experimentovanie s kvalitou krmiva a doplnkovými látkami kompenzovali nedostatok bežných antibiotík na väčšine fariem. Spojené štáty americké majú v Dánsku efektívny model, z ktorého môžu čerpať, pokiaľ ide o ochranu verejného zdravia.

Najvýznamnejším dopadom poľnohospodárskeho používania antimikrobiálnych látok môže byť rozšírenie rezervoárov rezistencie prostredníctvom prenosu génov rezistencie v rámci mikrobiálnych spoločenstiev a medzi nimi (Smith et al., 2009). V konečnom dôsledku väčšie množstvo antimikrobiálnych zlúčenín v životnom prostredí pravdepodobne spôsobí väčšie škody. Rozsah tohto poškodenia je však potrebné určiť spolu s ďalšími potenciálnymi výsledkami dánskeho experimentu, ako napríklad to, či tento pokus o zníženie neterapeutického používania antimikrobiálnych látok u potravinových zvierat viedol k menšiemu počtu rezistentných bakteriálnych infekcií u ľudí.

Antimikrobiálne ošetrenie kultúrnych rastlín

Huby a vírusy predstavujú väčšiu hrozbu pre väčšinu plodín ako baktérie (Vidaver, 2002). Selektívne šľachtenie rastlín na odolnosť voči chorobám znížilo, ale neodstránilo, ekonomické dopady niekoľkých hubových a vírusových rastlinných patogénov. Fungicídy sa však čoraz častejšie používajú na „kontrolu“ mnohých chorôb plodín, čo vedie k rozvoju rezistencie voči fungicídom. Stratégie riadenia rezistencie voči fungicídom, podobne ako pri antimikrobiálnej rezistencii, sú zamerané na oddialenie jej rozvoja (Damicone a Smith, 2009).

Antimikrobiálne látky sa primárne používajú na prevenciu chorôb ovocných stromov, ktoré sa zvyčajne postrekujú streptomycínom alebo oxytetracyklínom (Vidaver, 2002). Medzi bakteriálnymi fytopatogénmi bola zistená rozšírená rezistencia na streptomycín, ale zatiaľ nebola hlásená žiadna rezistencia medzi týmito baktériami pre oxytetracyklín. Vyvíjajú sa alternatívy, ako sú činidlá na biologickú kontrolu, transgénne rastliny a nové chemikálie, aby sa predišlo vysokým nákladom a environmentálnym problémom spojeným s používaním antimikrobiálnych látok na plodiny.

Antibiotiká v akvakultúre

Antibiotiká sa pri chove rýb a kôrovcov používajú rovnako ako u hydiny, hovädzieho dobytka a ošípaných: na prevenciu chorôb (a tým na podporu rastu a zvýšenie výnosu) a na liečbu infekcií (Serrano, 2005). Žiadne antibiotikum nebolo špeciálne navrhnuté pre aplikácie v akvakultúre. Namiesto toho sa v odvetví chovu rýb používa veľa rovnakých liekov, ktoré sa používajú v živočíšnej výrobe (a vo veterinárnej a humánnej medicíne), pričom sa zvyčajne kombinujú s krmivom.

Výskum naznačuje, že viac ako 70 percent antibiotík používaných v akvakultúrnych činnostiach končí v životnom prostredí (Serrano, 2005). Nadbytočné krmivo spolu s exkrementmi obsahujúcimi liečivo sa hromadí v sedimentoch pod ohradami pre ryby v prírodných vodných tokoch a na dne umelých rybníkov, čím sú bakteriálne populácie prítomné v týchto hydropôdach vystavené antibiotikám. Údaje silne naznačujú

že medzi baktériami vo vode rybníkov a v morských sedimentoch bol preukázaný horizontálny prenos génov rezistencie na plazmidoch. Chované lososy môžu byť chované v otvorených ohradách umiestnených v zálivoch a fjordoch, do ktorých sa pridáva potrava pre ryby nabitá antibiotikami 18 , čo umožňuje rezistentným baktériám voľne prúdiť z týchto priepustných ohrad do prostredia väčšieho oceánu.

Rezistentné baktérie prítomné na živých a tepelne neupravených rybách a mäkkýšoch na mäse a hydine môžu infikovať ľudí, ktorí sa týchto produktov dotknú alebo ich konzumujú. Experimenty in vitro ukázali, že plazmidy nesúce determinanty rezistencie sa môžu preniesť z rybích patogénov na ľudské patogény, vrátane Vibrio cholerae a Vibrio parahemolyticus (Angulo, 1999). Počas epidémie cholery v Latinskej Amerike v roku 1991 V. cholerae Zistilo sa, že izoláty z Peru, kde sa epidémia začala medzi pracovníkmi na farmách s krevetami, sú jedinečne odolné voči viacerým liekom. Viaclieková rezistencia bola zistená aj u noncholery Vibrio patogény infikujúce krevety. Predpokladalo sa, že tieto mikróby mohli preniesť rezistenciu na epidemický kmeň cholery (Serrano, 2005 Weber et al., 1994).

Čistiarne odpadových vôd: Odporové reaktory

Tok vody spája ekosystémy a poskytuje nespočetné možnosti na výmenu génov rezistencie v rámci mikrobiálnych spoločenstiev a medzi nimi (Choi, 2007 Davies, 2009). Davies poznamenal, že čistiarne odpadových vôd slúžia ako obzvlášť účinné miešacie nádoby pre baktérie a ich pridružené plazmidy. Niekoľko nedávnych správ opísalo izoláciu a sekvenovanie plazmidov odolných voči antibiotikám z baktérií prítomných v splaškových kaloch pochádzajúcich z čistiarní odpadových vôd a v odpadových vodách uvoľnených z čistiarne do životného prostredia (Szczepanowski a kol., 2004, 2005, 2008 Tennstedt a kol. , 2005). Davies uviedol, že bakteriálne izoláty z jednej čistiarne odpadových vôd v Nemecku obsahovali 140 rôznych génov rezistencie na antibiotiká (Szczepanowski et al., 2009).

Obrázok WO-12 zobrazuje sieť genetických „reaktorov“ vrátane mikrobioty jednotlivých zvierat, ako aj väčšie ekosystémy, ako sú farmy, akvakultúrne zariadenia a nemocnice, ktoré zosilňujú a distribuujú gény antimikrobiálnej rezistencie. Davies pozoroval, že gény rezistencie sa medzi týmito reaktormi neustále recyklujú, poháňané rôznymi selektívnymi tlakmi vyvolanými antimikrobiálnymi látkami v akomkoľvek danom prostredí.

Pri operáciách s lososmi chovanými v USA sa antibiotiká aplikujú v priemere 150 libier na aker (Serrano, 2005).

OBRÁZOK WO-12 Konceptualizovaný pohľad ukazujúci možné osudy rezíduí antibiotík a mechanizmy získavania a šírenia génov rezistencie na antibiotiká baktériami, počnúc aplikáciou živočíšneho odpadu na pôdu ako zdroja vstupu liečiv, baktérií a génov rezistencie do pôdneho prostredia. AB = antibiotikum, ABR = antibiotická rezistencia.

ZDROJ: Pretlačené od Chee-Stanford et al. (2009) s povolením od Denník kvality životného prostredia.

Mobilita obyvateľstva, globalizácia a AMR

Zatiaľ čo sa veľká časť workshopu zamerala na spôsoby, akými objav, vývoj a rozšírené používanie antimikrobiálnych liekov urýchlili vznik rezistentných patogénov, tento trend bol uľahčený aj náhodným zvýšením ľudskej mobility v spojení so zvýšenou globalizáciou (MacPherson et al., 2009). V súčasnosti medzinárodné cestovanie a obchod (predovšetkým prudký rast komerčnej leteckej dopravy za posledných 50 rokov) poháňa heterogénnu globálnu distribúciu mikrobiálnych patogénov a organizmov, ktoré ich obsahujú (IOM, 2003, 2010). Cestovanie je čoraz rýchlejšie, spoločensky rozšírenejšie a všadeprítomnejšie, pričom spája kedysi odľahlé oblasti (ktoré slúžia ako „zdroje“ aj „zásobníky“ vznikajúcich infekčných chorôb) s rozvinutejšími regiónmi planéty. Medzinárodný obchod s potravinami a inými poľnohospodárskymi komoditami, ako aj s voľne žijúcimi zvieratami, sa tiež výrazne zvýšil medzi stále sa rozširujúcou sieťou výrobcov a trhov.

Sprievodný nárast ľudskej mobility a AMR zvýšili riziko pre starostlivosť o pacientov a verejné zdravie spojené s odolnými infekciami, pozoroval rečník Douglas MacPherson z McMaster University. (Príspevok Dr. MacPhersona k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 257-287.) Tieto riziká sa často vnímajú z pohľadu patogénu a riešia sa ako špecifické choroby alebo syndrómy, povedal. Podľa MacPhersona si súčasné okolnosti vyžadujú integrovanejší a harmonizovanejší prístup k nebezpečenstvám pre zdravie ľudí a zvierat, ktoré predstavujú odolné patogény (okrem iných mikrobiálnych hrozieb) vo svete, ktorý predstavuje len málo prekážok pre pohyb rezistentných mikroorganizmov. On a spoluautori odporučili, že posun v existujúcej paradigme politík a programov zameraných na patogény na riešenie mobility populácie, ako súčasť multifaktoriálneho prístupu k determinantom globalizácie hrozieb a rizík, prispeje k zdravšej budúcnosti. všetci&rdquo (MacPherson a kol., 2009).

Budúce trendy v AMR

Účastníci workshopu po preskúmaní množstva dôkazov preukazujúcich nevyhnutný vývoj AMR z rôznych perspektív skúmali potenciálne vplyvy AMR v bezprostrednej budúcnosti. Ekonóm Ramanan Laxminarayan z Resources for the Future a Princeton University poznamenal, že takéto predpovede sú brzdené problémami spojenými s priamym meraním zdravotných a ekonomických nákladov spojených s AMR, ako už predtým opísal Weinstein. (Príspevok Dr. Laxminarayan k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 190-221.) Laxminarayan však dodal, že je rovnako ťažké vypočítať priame zdravotné a ekonomické výhod antimikrobiálnych liekov. Ak by penicilín nebol nikdy predstavený, uvažoval, mohli by zlepšenia v kontrole infekcií nakoniec znížiť úmrtnosť na infekčné choroby na súčasnú úroveň? „Je ľahké poľaviť pri kontrole infekcie, ak si myslíte, že pacient môže byť liečený antibiotikami,“ poznamenal, čím zopakoval argument, ktorý ostatní účastníci workshopu vzniesli v prospech obmedzenia prístupu ku generickým antibiotikám na predpis. Na druhej strane uznal, že dostupnosť antimikrobiálnych látok do značnej miery umožňuje lekárske zásahy, ako je transplantácia orgánov, v rokoch 1998 až 2007 sa v priemere vykonalo 20 000 transplantácií orgánov ročne (American Journal of Transplantácia, 2009).

Odhliadnuc od problémov kvantifikácie, Laxminarayan zvážil niekoľko dôležitých trendov vo vývoji a vplyve AMR a čo z nich vyplýva pre nasledujúcich 5 až 10 rokov. V Spojených štátoch a ďalších rozvinutých krajinách, predpovedal, že zvyšujúca sa AMR pravdepodobne zvýši náklady na zdravotnú starostlivosť, ale nie nevyhnutne úmrtnosť, pretože lekári nahrádzajú novšie, drahšie lieky ako liečbu prvej línie rezistentných infekcií (často bez dôkazov, že je to potrebné). ). Medzitým, povedal, kombinoval nárast bohatstva a prístupu k antimikrobiálnym látkam vo vývoji

Krajiny na niektorých miestach zachránia životy, čo však vedie k výraznému zvýšeniu AMR tam, kde sa antimikrobiálne látky používajú nevhodne. Následné workshopové prezentácie a diskusie identifikovali príležitosti na formovanie vzdialenejšej budúcnosti zmierňovaním zdravotných a ekonomických dôsledkov AMR prostredníctvom vývoja nových terapeutík a riadením týchto a existujúcich antimikrobiálnych látok s cieľom zachovať ich účinnosť.

Udržať si náskok pred AMR

Hovorca Brad Spellberg z Kalifornskej univerzity v Los Angeles a kolegovia poznamenali, že „nikdy skutočne neporazíme mikrobiálnu rezistenciu, môžeme s ňou iba držať krok“ (Spellberg a kol., 2008a). (Príspevok Dr. Spellberga k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 326-365.) Ich publikácia spolu s mnohými ďalšími analýzami AMR (Americká akadémia mikrobiológie, Centrum pre globálny rozvoj 2009, Medziagentúrna pracovná skupina pre rok 2010 Antimikrobiálna rezistencia, 2001 OTA, 1979 Spellberg a kol., 2008a Tenover a Hughes, 1996 WHO, 2001a), odporúča zachovať účinnosť existujúcich antimikrobiálnych látok tak dlho, ako je to možné, a zároveň podporiť vývoj nových tried antimikrobiálnych látok a riešiť alternatívne terapeutické stratégie choroby. Počas workshopu sa diskutovalo o stratégiách na dosiahnutie týchto cieľov, na ktoré sa zamerala časť s názvom „Nové prístupy k objavovaniu, vývoju a zmierňovaniu rezistencie“.

Zachovanie antimikrobiálnej účinnosti

Vyšetrovatelia a tvorcovia politík sa vo všeobecnosti zhodujú na najmenej troch kľúčových krokoch, ktoré je potrebné vykonať, aby sa zabránilo rozvoju a šíreniu rezistencie voči existujúcim a budúcim antimikrobiálnym látkam: (1) obmedziť ich používanie, (2) zabrániť ich nesprávnemu používaniu a (3) znížiť záťaž infekčných chorôb prostredníctvom preventívnej hygieny a postupov kontroly infekcií (ICIUM, 2004a, 2004b Weinstein, 2001). V roku 2001 ministri zdravotníctva Európskej únie (EÚ) prijali niekoľko opatrení špecificky zameraných na obmedzenie šírenia rezistencie podporovaním obozretného používania antimikrobiálnych látok (Monnet a Kristinsson, 2008). V posledných rokoch séria publikovaných správ naznačila, že k dosiahnutiu tohto cieľa sa dosiahol významný pokrok prostredníctvom takých snáh, ako sú:

školenie lekárov v správnej praxi predpisovania liekov (Jindrak a kol., 2008 Molstad a kol., 2008),

verejné vzdelávacie kampane (Goossens a kol., 2008 Huttner a kol., 2010 Molstad a kol., 2008 Prins a kol., 2008) a

zlepšená kontrola infekcií v komunite a v nemocniciach (Anonym, 2008 Goossens et al., 2008).

V Spojených štátoch boli snahy o kontrolu antimikrobiálnej rezistencie primárne zamerané na nemocničné prostredie. Toto úsilie zahŕňalo (1) zlepšenie v oblasti hygieny životného prostredia a rúk (Bleasdale a kol., 2007 Hayden a kol., 2006 Munoz-Price a Weinstein, 2008 Weinstein, 2001), (2) skríningové programy na identifikáciu prichádzajúcich a odchádzajúcich prípadov Infekcia MRSA (Harbarth a kol., 2008 Robicsek a kol., 2008) a (3) intervencie na zlepšenie a/alebo obmedzenie používania antibiotík, ako je napríklad používanie počítačových systémov na zadávanie objednávok na priame predpisovanie (MacDougall a Polk , 2005 Weinstein, 2001). Niektoré zo stratégií, o ktorých sa diskutovalo na zachovanie účinnosti súčasných antimikrobiálnych terapií, zahŕňali nasledujúce:

vypracovanie noriem pre obozretné používanie antimikrobiálnych látok založených na dôkazoch

použitie testovania citlivosti a vývoj dodatočnej diagnostiky na informovanie o terapeutickom výbere a

zákaz neterapeutického používania antimikrobiálnych látok u zvierat a vyhradenie kritických antimikrobiálnych látok na použitie u ľudí.

Rozvážne používanie Antimikrobiálne riadenie a používanie týchto liekov s cieľom maximalizovať ich účinnosť a zároveň obmedzovať príležitosti na rezistenciu na vývoj, čo je najlepší krátkodobý prístup na zmiernenie vplyvu AMR, tvrdil Rice. Ďalej uviedol, že úsilie o podporu obozretného používania antimikrobiálnych látok bolo brzdené nedostatkom údajov o účinnosti konkrétnych opatrení v spojení so všeobecným názorom lekárov, že antibiotiká predstavujú v najhoršom prípade „terapeuticky neutrálnu“ voľbu liečby infekčných chorôb. choroba.

Rice zamietol názor, že úzkospektrálne antibiotiká by znížili selektívny tlak, a tým obmedzili rezistenciu, argumentujúc, že ​​žiadne existujúce antibiotikum nie je zamerané na skutočne úzku skupinu patogénov. Skôr „jediné skutočne presvedčivé zefektívnenie [antimikrobiálnej liečby] je zastavenie [používania],“ povedal, pretože dôkazy naznačujú, že krátke terapeutické kúry znižujú rozvoj rezistencie. Štúdia porovnávajúca 8- a 15-dňové cykly antibiotickej liečby u pacientov liečených na pneumóniu spojenú s ventilátorom, napríklad, nezistila nielen žiadny rozdiel v účinnosti liečby, ale aj menej rezistentných patogénov v skupine s kratšou liečbou medzi tými, u ktorých sa vyvinula recidivujúca pľúcne infekcie (Chastre et al., 2003).Iná štúdia s podobnými pacientmi uviedla, že u tých, ktorí podstúpili 3-dňovú liečebnú kúru ciprofloxacínom, bola menej ako o polovicu nižšia pravdepodobnosť vzniku rezistentných infekcií, superinfekcií alebo oboch v porovnaní s pacientmi, ktorí dostávali štandardný liečebný cyklus, ktorý trval v priemere 9 dní s antibiotikami vybranými ich lekármi (Singh et al., 2000).

„Nechajte“ len stanoviť dávku a liečiť na krátky čas,“ uzavrela Riceová, „potom by sme mali byť schopní výrazne znížiť celkový selektívny tlak, ktorý antimikrobiálna terapia v nemocnici vyvíja.&rdquo V súčasnosti sú k dispozícii obmedzené údaje. na ktorých sa zakladajú rozhodnutia o predpisovaní týkajúce sa „optimálnej“ dĺžky antimikrobiálnej liečby. Riceová však poznamenala, že niekoľko takýchto štúdií

boli nedávno financované Národným inštitútom pre alergiu a infekčné choroby (NIAID) s cieľom vyriešiť tento nedostatok údajov.

Testovanie citlivosti a vývoj diagnostiky Lekári, ktorí liečia rezistentné prípady infekčných chorôb, sa obracajú na testy antimikrobiálnej citlivosti vykonávané v nemocničných laboratóriách, aby informovali o svojom výbere terapeutického činidla (Holland et al., 2009). Hovorca Fred Tenover z Cepheid poznamenal, že nemocničné laboratóriá tiež využívajú tieto testy na zhromažďovanie údajov o miestnych vzorcoch AMR u jednotlivých mikrobiálnych druhov, zvyčajne na ročnej báze. (Príspevok Dr. Tenovera k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v Prílohe A, strany 365-379.) Lekári pravidelne konzultujú tieto výsledky testov, známe ako antibiogramy, 19 ako usmernenie pre počiatočné rozhodnutia o liečbe u pacientov, ktorí vykazujú symptómy infekcie.

Tenover uviedol, že desaťročný prehľad testovania antimikrobiálnej citlivosti Centrami pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) dospel k záveru, že väčšina laboratórií produkuje presné výsledky testov na antimikrobiálne látky proti bežným bakteriálnym druhom (Chaitram a kol., 2003 Tenover a kol., 2001). Mnohé z týchto istých laboratórií sa však ukázali ako menej zdatné v identifikácii rýchlo sa rozvíjajúcich organizmov, ako napríklad rezistentných na vankomycín Staphylococcus aureus (VRSA), rozšírené spektrum &beta- producenti laktamázy (ESBL) a Klebsiellas, ktoré produkujú karbapenémázu (Steward et al., 2003 Tenover et al., 2004) a ďalej identifikoval niekoľko faktorov, ktoré prispeli k tejto nepresnosti, vrátane

prítomnosť okrajovo rezistentných patogénov, ktoré sa síce ťažko zisťujú, ale sú klinicky významné

rastúci výskyt viacnásobne rezistentných organizmov (napr. ESBL obsahujúcich niekoľko &beta-laktamázy) a

meškania mesiacov až rokov pri prispôsobovaní noriem a automatizovaných systémov, aby im umožnili identifikovať nedávno objavené rezistentné patogény.

V Spojených štátoch sú usmernenia na vykonávanie testovania citlivosti stanovené Inštitútom pre klinické a laboratórne štandardy a pravidelne sa revidujú, aby odrážali vznikajúce trendy rezistencie, povedal Tenover. Zistil, že súčasné protokoly testovania citlivosti vo všeobecnosti fungujú dobre, ale musia sa aktualizovať, aby odrážali každý nový kmeň AMR, keď sa objaví. Tenover tiež poznamenal, že zatiaľ čo testovanie citlivosti by sa teoreticky mohlo použiť na vykonávanie dohľadu na prítomnosť AMR v potenciálnych živočíšnych rezervoároch alebo v životnom prostredí, takéto aplikácie boli zriedkavé a údaje, ktoré boli vytvorené, mali podľa všetkého málo. vplyv na lekárske postupy alebo politiku.

Niekoľko účastníkov workshopu poznamenalo, že vývoj a používanie testovania citlivosti a iných diagnostiky sú rozhodujúce pre riešenie nárastu a

Výsledok laboratórneho testovania citlivosti izolovaného bakteriálneho kmeňa na rôzne antibiotiká. Podľa definície ide o test citlivosti in vitro.

rozšírenie AMR, najmä keď sa antibiotiká stávajú čoraz drahšími – natoľko, že môže byť nákladovo efektívne použiť testovanie citlivosti na vylúčenie potenciálnej liečby, ako aj jej začlenenie. Člen publika z Lekárov bez hraníc navrhol, že jeho organizácia má skúsenosti s liečbou malárie v rozvojových krajinách očakáva výhody zlepšenej diagnostiky patogénov AMR. Keď sa testovanie citlivosti používa na individuálne prispôsobenie antimalarickej liečby, povedal, že dosiahli aj väčšiu presnosť, a teda aj účinnosť liečby.

Regulácia používania antimikrobiálnych látok u zvierat Schlundt opísal sériu odporúčaní WHO v reakcii na rastúce dôkazy, že neterapeutické antimikrobiálne použitie u hospodárskych zvierat podporuje rozvoj AMR u ľudských patogénov. Po prvej výzve v roku 1997 na monitorovanie AMR u potravinárskych zvierat a potravín živočíšneho pôvodu a na riadenie súvisiacich rizík WHO vypracovala zásady na obmedzenie AMR u potravinárskych zvierat (WHO, 2000b). Tieto zásady zahŕňali ukončenie alebo rýchle vyradenie antimikrobiálnych rastových stimulátorov, aktívny dohľad nad AMR a postupy používania antimikrobiálnych látok s cieľom informovať národné politiky o obmedzovaní AMR a monitorovanie baktérií izolovaných zo zvierat, potravín živočíšneho pôvodu a ľudí na AMR.

Správa IOM, ktorá sa široko zaoberala mikrobiálnymi hrozbami pre zdravie, skúmala rozšírené používanie antimikrobiálnych látok v prevádzkach živočíšnej výroby, akvakultúry a poľnohospodárstva, vznik infekcií odolných voči liekom v týchto prostrediach a šírenie infekcií odolných voči liekom na ľudí (IOM, 2003 ). Okrem iných odporúčaní výbor, ktorému spolupredsedali zosnulý Joshua Lederberg a Margaret Hamburg, vyzval Úrad pre kontrolu potravín a liečiv (FDA), aby zakázal neterapeutické použitie antimikrobiálnych látok na podporu rastu zvierat, ak sa tieto triedy liekov používajú. v humánnej klinickej medicíne.

Nedávne hodnotenie antimikrobiálnych látok WHO podľa ich dôležitosti v humánnej medicíne by mohlo poskytnúť informácie o úsilí vyhradiť kritické triedy antimikrobiálnych liekov výlučne na humánne použitie (Collignon et al., 2009). Hoci sa o tejto stratégii už nejaký čas diskutovalo a teoreticky by mala byť efektívna, účastníci ju považovali z krátkodobého hľadiska za nepraktickú. Davies poznamenal, že daptomycín, antibiotikum používané výlučne u ľudí, sa používa približne desať rokov bez toho, aby sa vyvinula prenosná lieková rezistencia, napriek známej existencii génov rezistencie.

Vývoj nových antimikrobiálnych látok

Nové antimikrobiálne lieky sú potrebné z mnohých dôvodov, vrátane liečby chronických infekcií. V posledných desaťročiach však existovala medzera vo vývoji nových antimikrobiálnych látok, čo viedlo k hľadaniu alternatív k antimikrobiálnym liekom.

OBRÁZOK WO-13 Systémové (t.j. netopické) antibakteriálne nové molekulárne entity schválené FDA na 5-ročné obdobie.

ZDROJ: Pretlačené z Klinické infekčné chorobySpellberg a kol. (2008a), ktorú vydala The University of Chicago Press. © 2007 od Infectious Diseases Society of America. Všetky práva vyhradené.

Zastavený vývoj Napriek rastúcej potrebe nových antimikrobiálnych liekov, ako je znázornené na obrázku WO-13, existuje niekoľko desaťročí dlhá medzera vo vývoji nových liekov (Boucher a kol., 2009 Spellberg a kol., 2008a). Nedávna správa EÚ (ECDC a EMEA, 2009) uviedla, že súčasný zoznam antibakteriálnych liekov s potenciálom ponúkať výhody oproti existujúcim liekom pozostáva len z 15 kandidátov. Z nich iba dve liečivá, obe v ranom štádiu vývoja, majú nové ciele alebo mechanizmy účinku proti multirezistentným gramnegatívnym baktériám.

Vo svojej prezentácii na workshope Spellberg poznamenal niekoľko dobre známych faktorov, ktoré robia antimikrobiálne látky neatraktívnymi vyhliadkami na vývoj pre farmaceutické spoločnosti:

vysoké náklady na vývoj lieku

krátke trvanie typickej antimikrobiálnej terapie v porovnaní s liečbou chronických stavov, ako je vysoký krvný tlak a

ťažkosti so schvaľovacím procesom FDA špecifickým pre protiinfekčné lieky.

Spellbergove poznámky sa zamerali na schvaľovací proces FDA, ktorý je podľa jeho názoru najvýznamnejšou prekážkou vývoja nových antimikrobiálnych liekov v Spojených štátoch. Hoci antibiotiká kedysi „prešli“ schvaľovacím procesom FDA, povedal, „šesť zo siedmich antibakteriálnych látok, ktoré sa objavili pred FDA, nebolo schválených, čo musí byť prvýkrát v histórii agentúry, čo sa tak stalo. .&rdquo

Tieto zlyhania pri schvaľovaní odrážajú takmer nemožnosť vyhodnotiť antibakteriálne lieky v štúdiách, ktoré porovnávajú experimentálne lieky s látkami, ktoré sa predtým ukázali ako lepšie ako placebo v randomizovaných, placebom kontrolovaných štúdiách, pretože niekoľko dôležitých antibiotík predchádzalo nástupu takýchto štúdií (pozri rámček WO-2). .

Spellberg namiesto toho navrhol, aby sa experimentálne antimikrobiálne látky porovnávali s činidlami so známou účinnosťou na základe takých klinických koncových bodov, ako je vymiznutie príznakov alebo symptómov infekcie. Podľa Eda Coxa, riaditeľa Úradu pre antimikrobiálne produkty v Centre pre hodnotenie a výskum liekov FDA & rsquos, FDA v súčasnosti skúma tento a ďalšie prístupy k testom antibakteriálnych liekov.

Spellberg tiež nastolil otázku antimikrobiálnej klasifikácie FDA ako možnú prekážku vývoja. Ak FDA schvaľuje antiretrovírusové lieky na liečbu HIV (nie HIV v pľúcach alebo HIV v koži) a antimykotiká na liečbu invazívnych organizmov (ako je kandidóza alebo aspergilóza), prečo agentúra neuplatňuje rovnakú logiku pri schvaľovaní antibakteriálnych látok na liečbu chorôb, ako je zápal pľúc a kožné infekcie? 20 Tento systém povzbudzuje farmaceutické spoločnosti, aby hľadali lieky na choroby, ako sú kožné infekcie, ktoré už majú veľa možností liečby, tvrdil Spellberg, namiesto toho, aby hľadali veľmi potrebné liečby patogénov, ako sú vysoko odolné gramnegatívne patogény.

Chronické infekcie Okrem narastajúceho problému AMR sú potrebné nové antimikrobiálne látky na riešenie podobného, ​​ale odlišného problému chronických infekcií. V týchto paradoxných prípadoch, ktorých príkladom je celý rad chorôb spôsobených bakteriálnymi biofilmami, má 21 antibiotík podľa hovorcu Kim Lewisa z Northeastern University len obmedzenú účinnosť proti citlivým bunkám. (Príspevok Dr. Lewisa k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 233-256.) Biofilmové ochorenia zahŕňajú detské infekcie stredného ucha Haemophilus influenzae, ochorenia zubov spôsobené Streptococcus a Actinomycesinfekcia zdravotníckych pomôcok, ako sú katétre a protetické bedrá a kolená Staphylococcus aureus a S. epidermidisendokarditídou a infekciami pri cystickej fibróze spôsobených Pseudomonas aeruginosa. Odhaduje sa, že 65 percent všetkých infekcií vo vyspelých krajinách je spôsobených biofilmami (Lewis, 2007).

Keď je biofilm ošetrený nízkymi koncentráciami vhodného antibiotika, veľká väčšina buniek zomrie, ale malá časť pretrváva a znovu osídľuje biofilm, čím sa udržiava infekcia, vysvetlil Lewis. Tieto bunky typu &ldquopersister&rdquo nie sú mutantmi, ale fenotypovými variantmi, ktoré sú spiace, a preto imúnne voči napadnutiu antibiotikami (Shah et al., 2006). Na rozdiel od rezistentných buniek, ktoré bránia baktericídnym antibiotikám naviazať sa na ich ciele, sú tolerantní voči

A nie napríklad ako liečba infekcií spôsobených multirezistentnými Acinetobacter.

Biofilmy sú bakteriálne spoločenstvá, ktoré sa usadzujú na povrchoch a sú obalené exopolymérnou matricou (Lewis, 2007).

antibiotiká, pretože cieľové molekuly sú neaktívne v dôsledku dormancie. „Aby sme pochopili toleranciu, musíme si uvedomiť, že baktericídne antibiotiká zabíjajú nie zastavením funkcií, ale vytváraním buď poškodených produktov, alebo toxických produktov, ktoré potom zabíjajú bunku,“ poznamenal Lewis. &ldquoAk je cieľ neaktívny, nedôjde k žiadnemu poškodenému alebo toxickému produktu a ani k smrti“ (Kohanski et al., 2010b Lewis, 2007). Malá časť biofilmových buniek, ktoré sú perzistentnými, preto funguje ako útočisko patogénov v prítomnosti antibiotika.

Čo spôsobuje perzistentné osoby, aby prijali tento chránený, ale neproduktívny stav? Lewisova skupina skúmala intracelulárne toxíny, o ktorých je známe, že vyvolávajú dormanciu, a zistili, že tieto molekuly tiež spôsobujú, že bunky sú vysoko tolerantné voči antibiotikám

Skúšky FDA pre antimikrobiálne lieky: Upchatie potrubia?

FDA v súčasnosti používa model známy ako noninferiority na vyhodnotenie prakticky všetkých experimentálnych liekov pre indikácie, pre ktoré už existujú spôsoby liečby. a V štúdii non-inferiority sú pacienti náhodne zaradení do jednej z dvoch skupín: jedna skupina dostáva štandardný porovnávací liek, ktorý je už na trhu, druhá skupina dostáva experimentálny liek. Neexistuje priame porovnanie s placebom. Ak sa tieto dva lieky ukážu ako podobne účinné, existujú dve možné interpretácie: buď sú oba lieky lepšie ako placebo, alebo ani jeden liek nie je lepší ako placebo. Ak sa však v predtým uskutočnených randomizovaných kontrolovaných štúdiách preukázalo, že porovnávacie liečivo je lepšie ako placebo, a experimentálny liek je potom preukázaný ako menej účinný ako porovnávacie liečivo, potom možno usúdiť, že experimentálne liečivo je lepšie ako aj placebo. Z tohto dôvodu FDA trvá na tom, že porovnávacie lieky používané v noninferioritných štúdiách boli predtým preukázané ako lepšie v účinnosti ako placebo.

Táto politika má podľa Spellberga ďalekosiahle dôsledky na schvaľovanie nových antimikrobiálnych liekov. Keďže prvé antibiotiká o dve desaťročia predchádzali nástupu randomizovaných, placebom kontrolovaných štúdií (na rozdiel od väčšiny ostatných tried liekov, ktoré boli od začiatku predmetom placebom kontrolovaných štúdií) a tieto antibiotiká sú nesporne účinné, nikdy nebolo etické testovať antibiotiká oproti placebu. Podobné argumenty komplikujú takzvané skúšky nadradenosti pre antibiotiká, ktoré určujú, či experimentálny liek funguje lepšie ako schválený porovnávaný liek. Nové antibiotikum by sa s najväčšou pravdepodobnosťou ukázalo ako lepšie u pacientov, ktorí sú infikovaní baktériami odolnými voči porovnávaciemu lieku, ale bolo by neetické zaraďovať takýchto pacientov do štúdie, v ktorej by niektorí dostali zbytočnú liečbu rezistentnej infekcie. &ldquoTo je ako vziať pacienta s rezistenciou na meticilín Staphylococcus aureus a dať im 50-percentnú šancu, že budú liečení meticilínom,“ povedal Spellberg. &ldquoMôžete&rsquot [eticky] urobiť túto štúdiu.&rdquo

Tieto dilemy by sa dali prekonať, povedal Spellberg, pomocou analýz vykonaných na skorých antibiotikách namiesto placebom kontrolovaných randomizovaných štúdií, aby tieto lieky mohli slúžiť ako komparátory v noninferioritných štúdiách nových antibiotík. Uviedol, že medzi rokmi 1936 a 1950 bolo vykonaných najmenej 15 štúdií antibakteriálnych látok (sulfónamidov alebo penicilínov) na pacientoch s komunitnou pneumóniou (predovšetkým, ale nie výlučne pneumokokovou etiológiou), ktorá bola vtedy hlavnou príčinou úmrtnosti v Spojených štátoch. Aj keď ani náhodne

(Schumacher a kol., 2009). Jeden takýto toxín, nazývaný TisB, je aktivovaný bakteriálnou SOS reakciou, ktorá (ako bolo opísané vyššie) tiež zvyšuje mieru mutácií, a tým aj príležitosti na vznik rezistencie na antibiotiká (Dörr et al., 2009, 2010). Lewis pozoroval, že keď subletálna expozícia antibiotikám spustí SOS reakciu, môže to viesť k vytvoreniu perzistentných látok, ktoré sú tolerantné voči viacerým liekom.

On a spolupracovníci potom analyzovali izoláty patogénov od pacientov s chronickými infekciami, u ktorých by sa očakávalo, že vystavenie periodickým vysokým dávkam antibiotík si vyberie pomerne vysokú úroveň perzistencie (Lafleur a kol., 2010 Lewis, 2007 Mulcahy a kol., 2010). To je skutočne to, čo vedci zistili, povedal Lewis, a tieto výsledky jasne dokazujú, že schopnosť vytvárať perzistentné látky hrá

v modernom zmysle ani placebom kontrolované, tieto štúdie boli dostatočne kontrolované, aby umožnili platné porovnania medzi pacientmi, ktorí dostávali antibiotiká, a tými, ktorí ich nedostávali, tvrdil Spellberg. Každá štúdia preukázala významný pokles úmrtnosti na pneumóniu u pacientov, ktorí dostávali antibiotiká (Spellberg et al., 2008b).

Ďalší sporný bod týkajúci sa schvaľovacieho procesu antibiotík FDA zahŕňa výber koncových bodov skúšania. Spellberg poznamenal, že niektorí považujú úmrtnosť za jediný prijateľný koncový bod pre štúdie potenciálne život zachraňujúcich liekov na syndrómy, ako je zápal pľúc, hoci takéto koncové body klinických štúdií môžu byť problematické. Teoreticky musia byť klinické účinky antibiotík významnejšie ako ich účinky na úmrtnosť, pretože „mŕtvi ľudia“ klinicky nereagujú,“ povedal. Štúdie s antibiotikami využívajúce úmrtnosť ako koncový bod pneumónie by si v praxi vyžadovali obrovské množstvo ľudí, pretože úmrtnosť na túto chorobu je nižšia ako 5 percent. &ldquoTo znamená, že budete potrebovať 5 000 pacientov v štúdii, aby ste dostatočne podporili štúdiu,“ pokračoval. &ldquoNa získanie indikácie musíte urobiť 2 z týchto štúdií, takže musíte do programu fázy III prihlásiť 10 000 pacientov. Bude to stáť 500 miliónov dolárov a registrácia bude trvať 5 až 10 rokov.&rdquo

„Kritici sa domnievajú, že úmrtnosť je najcitlivejším koncovým bodom na zistenie relatívne neúčinného lieku a že ak úmrtnosť neužívate, zvyšujete riziko schválenia relatívne neúčinného lieku,“ poznamenal Spellberg. Naopak, tvrdil, že relatívne neúčinné lieky (ako sú sulfónamidy) môžu mať obrovské výhody v oblasti úmrtnosti a že štúdie noninferiority využívajúce také klinické parametre, ako je vymiznutie symptómov, preukázali, keď sú lieky neúčinné, ako je to v prípade daptomycínu, keď je čiastočne inaktivovaný. povrchovo aktívnou látkou v pľúcach alebo tigecyklínom, keď sa hypermetabolizuje u pacientov s pneumóniou spojenou s ventilátorom. „FDA jednoducho musí prejsť cez radikálnych skeptikov a použiť dostupné údaje, aby umožnila štúdie antibiotickej noninferiority s klinickými koncovými bodmi,“ tvrdil Spellberg, aj keď si to vyžaduje zákonnú zmenu uznávajúcu jedinečnosť antibiotík. „Antibiotiká sú jedinou triedou liekov, ktoré časom strácajú účinnosť,“ uzavrel. &ldquoAk ich nebudete neustále nahrádzať, skončíte tak, že nebudete mať účinné lieky.&rdquo

ZDROJ: Spellberg et al. (2008b).

a Existuje ďalší mechanizmus. Pre choroby, ktoré nie sú typicky smrteľné alebo sú pomaly progresívne, je možné vykonať placebo štúdie s včasným únikom vedúcim k prijatiu aktívnej terapie pri prvom príznaku progresie ochorenia. Toto sa používa zriedka a nikdy nie pri bakteriálnych infekciách, pretože nie sú pomaly progresívne a často smrteľné, ak sa neliečia.

kľúčovú úlohu pri infekcii a odlišnú od rezistencie. „Pri akútnej infekcii je veľmi dôležité, aby patogén mohol mať rezistenciu, vnútornú aj získanú,“ vysvetlil Lewis.Pokračoval zistením, že chronické infekcie uprednostňujú perzistentné bunky a toleranciu, pričom obe sú posilnené selektívnym tlakom vo forme opakovaných vysokých dávok antibiotík.

&ldquozáchranné lieky&rdquo a nové antibiotiká Značná diskusia sa zamerala na otázku, či antibiotická „medzera vo vývoji“ predtým znázornená na obrázku WO-13 (Boucher a kol., 2009 Spellberg a kol., 2008a) predstavuje prirodzenú, a teda neprekonateľnú bariéru. Niektorí účastníci workshopu špekulovali, že povestné „nízko visiace ovocie“ zlúčenín hodnotných ako liečivo už bolo vyvinuté a pravdepodobne zlyhá kvôli AMR. Účastníci, ktorí prijali tento názor, našli väčší prísľub v alternatívach k antimikrobiálnym liekom, ako sú vakcíny alebo protilátková terapia (ako sa diskutuje v nasledujúcej časti), alebo v stratégiách na záchranu existujúcich antibiotík pred rezistenciou, ako sú tie, ktoré opísal nižšie rečník James Collins z Bostonu. univerzite. (Príspevok Dr. Collinsa k súhrnnej správe workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 116-140.) Iní účastníci vyjadrili optimistickejší pohľad na vyhliadky na nové antimikrobiálne látky, vrátane Michaela Fischbacha z Kalifornskej univerzity v San Franciscu, ktorého prezentácia (diskutovaná nižšie) mapovala niekoľko ciest k novým drogám. (Príspevok Dr. Fischbacha k súhrnnej správe z workshopu nájdete v prílohe A, strany 160-174.)

Vypnutie odporu Collinsova skupina bola súčasťou tímu, ktorý odvodil, že baktericídne antibiotiká vyvolávajú SOS reakciu a stimulujú oxidačné poškodenie spojené s programovanou bunkovou smrťou pri vysokých koncentráciách (Dwyer et al., 2007) a mutagenézou vedúcou k rezistencii pri subletálnych koncentráciách (Kohanski et al. 2010a ). Na základe týchto pozorovaní skúmali knižnice zlúčenín na molekuly, ktoré by mohli zvýšiť baktericídny účinok vyradením SOS reakcie. Jeden z ich "drogov", keď bol kombinovaný s gentamicínom, zvýšil antibiotickú aktivitu 1000-násobne, uviedol Collins. Collinsova skupina tiež našla malé molekuly, ktoré by mohli zvýšiť schopnosť baktericídnych antibiotík produkovať oxidačné poškodenie v cieľových bunkách, čo tiež zvýšilo účinnosť antibiotík.

Na dodanie systému inhibujúceho SOS v spojení s baktericídnym antibiotikom Collins a spolupracovníci vyvinuli systém lyzogénneho bakteriofága 22, ktorý sa ukázal ako celkom účinný (Lu a Collins, 2009). Jeho skupina v spolupráci s Walter Reed Medical Institute a americkou armádou skúma uskutočniteľnosť

Lyzogénny fág je "dočasný" bakteriofág (ako je fág lambda), ktorý integruje svoj genóm do genómu hostiteľa bez okamžitej transkripcie a tvorby nových vírusových častíc. Avšak neskôr môže byť integrovaný genóm vyrezaný a začať sa aktívne transkribovať, čím sa vytvoria vírusové častice, ktoré nakoniec prasknú bunku. Je to opak &ldquolytického&rdquo odrody bakteriofága (T4 fág), ktorý po infikovaní hostiteľskej bunky okamžite prepíše a vytvorí nový vírus, čo spôsobí rýchlu lýzu (http://wiki.answers.com/Q/What_is_a_lysogenic_bacteriophage [prístup 23. júna 2010 ]).

použitie takéhoto adjuvantného fága v kombinácii s antibiotikami na liečbu rezistentných Acinetobacter infekcie medzi americkými vojakmi vracajúcimi sa z Iraku a Afganistanu.

Ďalšia verzia tohto bakteriofágového systému ponúka prísľub na liečbu biofilmových infekcií, ako sú tie, ktoré predtým opísal Lewis. Ako je znázornené na obrázku WO-14, tieto bakteriofágy infikujú bunky na povrchu biofilmu, kde spúšťajú dvojstranný útok množením a lýzou buniek v akceleračnej kaskáde, zatiaľ čo enzým vytvorený na ich povrchu rozkladá polysacharidovú matricu biofilmu. (Lu a Collins, 2007).

Nové lešenia zvyšujú novosť Fischbach opísal niekoľko potenciálnych ciest, ktoré môžu v budúcnosti viesť k novým antibiotikám (pozri prílohu A6). Všimol si, že nielenže je dnes dostupných príliš málo antibiotík, ale tie, ktoré sú dostupné, sú si navzájom príliš podobné. Štyri hlavné triedy antibiotík objavené v rokoch 1930 až 1970 – penicilíny, cefalosporíny, chinolóny a makrolidy – predstavujú asi 80 percent trhového podielu týchto liekov. Chemická entita, ktorá definuje každú triedu antibiotík, známa ako skafold, bola zmenená tak, aby produkovala niekoľko generácií liekov, z ktorých každá má zabránenú rezistenciu na stále kratšie obdobia, ako je znázornené na obrázku WO-15.

Nájdenie alebo vytvorenie antibiotík založených na nových lešeniach je dobrým znamením na to, aby ste sa vyhli rezistencii na dlhší čas, vysvetlil Fischbach. &ldquoPozrite sa, aké dôležité bolo každé [existujúce] lešenie pri liečbe bakteriálnych infekcií,“ povedal. Tento prístup k objavovaniu nových liekov by mohol slúžiť aj ako základ pre generácie vylepšených derivátov. Jeho prezentácia zdôraznila niekoľko príkladov nových anti-

OBRÁZOK WO-14 Modifikovaný bakteriofág vstupuje do matrice biofilmu a ničí ju.

OBRÁZOK WO-15 Syntetické prispôsobenie sa široko používa na vytváranie po sebe nasledujúcich generácií tried antibiotík. Lešenia sú zafarbené na čierno periférne chemické modifikácie sú zafarbené na červeno. Chinolónové lešenie je syntetické, zatiaľ čo ostatné lešenia sú prírodné produkty.

ZDROJ: Pretlačené od Fischbach and Walsh (2009) so súhlasom AAAS (pozri prílohu A6, strany 160-174).

biotické lešenia, z ktorých niektoré boli objavené v prírode a iné v syntetických malomolekulových knižniciach zhromaždených farmaceutickými a chemickými spoločnosťami.

Ponaučenia získané z predchádzajúcich snáh o objavovanie antibiotík môžu pomôcť pri hľadaní nových lešení, poznamenal Fischbach. Tento prístup je znázornený na obrázku WO-16.

Identifikácia nových cieľov vo forme základných enzýmov z genómových sekvencií patogénov sa spočiatku javila ako sľubná stratégia, povedal. Vysokovýkonný skríning knižníc syntetických zlúčenín na inhibítory týchto enzýmov však ešte musí viesť k vývoju nového antibiotika. V mnohých prípadoch sa kandidátske zlúčeniny ukázali ako nemožné doručiť do svojich intracelulárnych cieľov. Fischbach obhajoval vyriešenie problému dodávania najprv skríningom zlúčenín v celobunkových testoch a potom použitím genómových prístupov 23 na identifikáciu intracelulárnych cieľov, ktoré umožňujú kandidátskym zlúčeninám zabíjať bunky patogénu. Lewis a jeho spolupracovníci túto myšlienku posunuli ďalej a vyvinuli automatizovaný systém typu „celé zviera“, ktorý využíva škrkavku. Caenorhabditis elegans na skríning knižníc zlúčenín na antibiotickú aktivitu (Moy et al., 2006).

Pokiaľ ide o to, kde nájsť zlúčeniny, Fischbach poznamenal, že súčasné antibiotické lešenia nepochádzajú z programov na objavovanie antibiotík, ale boli náhodne identifikované z rôznych priemyselných syntetických chemických knižníc. Poradil výskumníkom, aby hľadali veľké, rôznorodé, chemické knižnice na skríning antibiotickej aktivity, ako sú knižnice vyvinuté farmaceutickými spoločnosťami na riešenie rôznych terapeutických oblastí.

Nové prírodné produkty Fischbach pripustil, že „nízko visiace ovocie“ prírodných antibiotík už možno bolo zozbierané. Prepínajúc metafory však tvrdil, že studňa s prírodným produktom nie je ani zďaleka suchá a použitie nástrojov genomiky by sa dalo preniknúť oveľa hlbšie, ako je znázornené na obrázku WO-17.

Pretože gény, ktoré kódujú prírodné produkty, sú zoskupené na chromozómoch, dajú sa ľahko nájsť a pomocou bioinformatiky možno často odvodiť ich funkcie. Napríklad mikrób, ktorý sa používa na výrobu komerčného erytromycínu, obsahuje mnoho podobných zhlukov génov prírodného produktu, ale iba jeden z nich robí z erytromycínu produkty ostatných zhlukov neznáme. Možno, že za odlišných podmienok rastu Fischbach špekuloval a na základe skoršieho pozorovania Daviesa a mikróba vytvorí tieto záhadné molekuly. Ak áno, z tejto a iných baktérií, ktoré už boli testované na antibiotickú aktivitu, môžu byť vylákané nové antibiotické lešenia. „Možno nemusíme ísť do kútov Zeme, aby sme našli nové pôdy, aby sme našli nové prírodné produkty,“ premýšľal. &ldquoPotrebujeme ísť na dvor a potom stráviť trochu viac času s každým z mikróbov, ktoré nazbierame, aby sme ich pošteklili, aby vyrobili to, čo už dokážu.

Ďalším záhadným, ale bohatým potenciálnym zdrojom nových antibiotík je

Vrátane biosyntetických metód, ako sú tie, ktoré používa Collins a spolupracovníci na identifikáciu indukcie SOS dráhy a ROS baktericídnymi antibiotikami.

OBRÁZOK WO-16 Prekonanie odporu s úpravami lešenia. Sú znázornené dva spôsoby prekonania odporu, pričom ako príklad sa používa tetracyklín (v strede). Po prvé, tetracyklínový skelet môže byť chemicky modifikovaný, čím sa vytvorí derivát tetracyklínu, ako je tigecyklín, ktorý už nie je substrátom pre efluxnú pumpu (vľavo). Po druhé, namiesto tetracyklínu (vpravo) možno použiť nový skelet ako retapamulín, ktorý nie je substrátom pre eflux a viaže sa na iné miesto v ribozóme.

ZDROJ: Pretlačené od Fischbach a Walsh (2009) so súhlasom AAAS (pozri prílohu A6).

OBRÁZOK WO-17 Ťažba génov pre drogy.

ZDROJ: Pretlačené z Walsh a Fischbach (2009) v Scientific American s povolením &kopírovať 2009 Tolpa Studios, Inc. www.tolpa.com.

prevažná väčšina druhov prítomných v nekultivovateľných bakteriálnych spoločenstvách, povedal Lewis. Jeho skupina vymyslela spôsoby, ako pestovať niektoré z týchto nepolapiteľných mikróbov, a tak zistila, že mnohé sú závislé od rastových faktorov dodávaných inými členmi komunity, bez ktorých nekultivovateľné bunky zostávajú spiace (D&rsquoOnofrio et al., 2010). Zaujatý touto zaujímavou paralelou medzi nekultivovateľnými baktériami a perzistentnými baktériami, výskumníci začali spoluprácu s malou biotechnologickou spoločnosťou schopnou pestovať veľké množstvo predtým nekultivovateľných buniek pomocou svojej metódy, proti ktorej testujú antibiotickú aktivitu. Aktinobaktérie. 24 „Získavame množstvo veľmi zaujímavých zlúčenín, ktoré sú veľmi vzdialene príbuzné známym antibiotikám,“ povedal Lewis a dodal, že očakáva, že „z novej biológie získate novú chémiu“.

Domorodé bakteriálne komunity musia tiež produkovať antibiotiká, navrhol Fischbach. Poznamenal, že genómová analýza z Human Microbiome Project identifikovala dva bakteriálne druhy (jeden z čreva, druhý na koži) s génovými zhlukmi prirodzeného produktu podobnými tým, o ktorých je známe, že exprimujú úctyhodnú triedu antibiotík známych ako tiopeptidy. „Ak mikróby v našom čreve a mikróby na našej koži produkujú antibiotiká, ktoré sú takmer také účinné ako vankomycín,“ poznamenal, „mohlo by to mať množstvo účinkov na štruktúru [mikrobiómu] a na to, ako uvažujeme o antibiotikách, ktoré užívame. .&rdquo

Ideálne antibiotikum Ak by sa dalo predstaviť ideálne antibiotikum, poznamenal Lewis, bolo by to proliečivo: molekula, ktorá nemá žiadnu aktivitu, kým nedifunduje do bunky a nie je modifikovaná špecifickým enzýmom na reaktívny produkt – v tomto prípade produkt, ktorý zasiahne nesúvisiace ciele a spôsobuje bunkovú smrť. Proliečivové antibiotiká by vyriešili viaceré problémy, poznamenal: žiadne perzistentné osoby by sa nemohli vyhnúť proliečivám, nenastali by žiadne problémy s penetráciou u gramnegatívnych druhov a spektrum aktivity by bolo široké. Okrem toho bol tento mechanizmus účinku testovaný a zistilo sa, že je robustný v antimikrobiálnom metronidazole a v niekoľkých liekoch proti tuberkulóze. Hovorca Stuart Levy z Tufts University a Aliancie pre obozretné používanie antibiotík (APUA) pridal na zoznam želaní antibiotík ďalšiu vlastnosť: schopnosť sebazničenia. (Príspevok Dr. Levyho k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v Prílohe A, strany 222 – 232.) &ldquoAntibiotiká, ktoré sa samy zničia po vykonaní svojej práce v tele, by boli fantastické,“ povedal, „pretože osobne si myslím väčšina, ak nie veľký odpor sa vyskytuje mimo tela.&rdquo

Alternatívy k antimikrobiálnym látkam

Pre niektorých výskumníkov predstavuje nevyhnutnosť AMR fatálny nedostatok antimikrobiálnej terapie, ako sa praktizuje od objavenia sa penicilínu, a je dôvodom na hľadanie alternatívnych prístupov k liečbe infekčných chorôb.

Aktinobaktérie sú skupinou grampozitívnych baktérií s vysokým pomerom G+C. Môžu byť suchozemské alebo vodné.

choroby (Casadevall, 1996). Podľa hovorcu Artura Casadevalla z Lekárskej fakulty Alberta Einsteina &dquoa zásadné rozhodnutie, ktoré bolo prijaté v polovici 20. storočia, je zodpovedné za množstvo problémov, ktoré máme, a to je vývoj nešpecifických terapií.&rdquo (Dr. Príspevok Casadevall k súhrnnej správe z workshopu možno nájsť v prílohe A, strany 75-82.) Dedičstvo lacných, účinných, dobre tolerovaných širokospektrálnych antimikrobiálnych látok sa neobmedzuje len na AMR, ale zahŕňa aj škody na domorodých mikrobiálne spoločenstvá, ako je ľudská črevná mikrobiota, a fenomén superinfekcie (sekundárna infekcia, ktorá sa vyskytuje počas liečby infekcie iným patogénom). Casadevall ďalej poznamenal, že širokospektrálne antimikrobiálne látky vytvorili kultúru empirizmu v medicíne, v ktorej sú voľby liečby určované skôr odhadmi než diagnózou. Dodal, že tento trend urýchlil "zamotanú špirálu" liečby stále sa zvyšujúcej AMR liekmi s neustále klesajúcou špecifickosťou, čo následne odrádzalo od vývoja terapie špecifickej pre patogén.

Aj keď uznal, že širokospektrálne antibiotiká nepopierateľne prospeli jednotlivcov Poskytnutím rýchlej a efektívnej život zachraňujúcej terapie mikrobiálnych chorôb, Casadevall vyjadril skepticizmus ohľadom ich celkového prínosu pre spoločnosti. Zaujímalo ho, či antibiotikami spôsobené poškodenie ľudskej mikroflóry môže byť základom štyroch nedávnych a škodlivých zdravotných trendov: zvyšujúce sa miery obezita, autizmus, astma, a atopia, ako je alergia na arašidy. Okrem toho si všimol súvislosti medzi niektorými typmi rakoviny a predchádzajúcou antimikrobiálnou liečbou, pričom poznamenal, že spoločným menovateľom týchto asociácií môže byť poškodenie normálnej mikroflóry. „Ak sa vytvorí jedno z týchto združení, spoločnosť hellip jednoducho nepovolí používanie širokospektrálnych antibiotík a objavovanie liekov sa bude musieť zmeniť,“ predpovedal. To vytvorí potrebu terapeutík špecifických pre patogény (lieky, ktoré by mohli napr. zacieliť na faktory virulencie, alebo ktoré sú schopné využiť fyziologické rozdiely medzi cieľovými a necieľovými patogénmi) a spolu s nimi zlepšiť diagnostiku.

Vakcíny, ktoré sú špecifické aj protektívne voči patogénom, sú mnohými považované za najlepšiu možnú obranu proti infekčným chorobám. Ich potenciál na zmiernenie záťaže AMR sa preukázal pri vývoji a nasadení vakcín proti Haemophilus influenzae (Hib) (WHO, 2009) a Streptococcus pneumoniae (Kyaw et al., 2006) a tiež v akvakultúre, kde použitie vakcíny môže znížiť rezervoáre baktérií rezistentných voči liekom a prenosných génov rezistencie (Heuer et al., 2009). V posledných desaťročiach sa však objavilo len málo vakcín (Spellberg et al., 2008a) a účastníci workshopu neboli optimistickí, pokiaľ ide o vyhliadky na budúci vzostup. Okrem toho poznamenali, že vakcínami sa neskončí potreba antimikrobiálnych látok na liečbu stavov, ako sú oportúnne infekcie.

Imunoterapia, ktorú Casadevall študuje, ponúka krátkodobú alternatívu k vakcínam ako náhradu za antibiotiká (Saylor et al., 2009). Terapeutické protilátky sú vysoko špecifické, neselektujú rezistenciu v necieľových orgánoch

izmy a môžu byť modifikované tak, aby poskytovali rôzne efekty (Casadevall et al., 2004). Avšak iba jedna monoklonálna protilátka 25 je licencovaná na použitie proti mikrobiálnej chorobe a chorobe spôsobenej respiračným syncyciálnym vírusom. Napriek tomu, Casadevall uviedol, mnohé monoklonálne protilátky sú v klinických štúdiách. Jeho skupina v súčasnosti vyvíja terapiu kryptokokovej meningitídy na báze monoklonálnych protilátok. Niektoré protilátky môžu fungovať ako antimikrobiálne látky jednoducho väzbou na cieľové bunky, ako naznačuje nedávne zistenie, že väzba protilátky mení génovú expresiu a metabolizmus patogénu (McClelland et al., 2010). Protilátky môžu byť tiež "ozbrojené" rádioaktívnym značením, čo im umožní viazať a zabíjať špecifické mikrobiálne ciele (Dadachova a Casadevall, 2009 Dadachova et al., 2006).

Nevýhodou vakcín aj imunoterapie sú náklady v porovnaní s antimikrobiálnymi liekmi. Antibiotiká by sa dali nahradiť imunoglobulínmi, poznamenal Casadevall, ale za vysokú cenu, ktorú ešte viac prevyšuje nutnosť diagnostiky. Okrem toho, povedal, údaje z predantibiotickej éry odhaľujú, že účinnosť liečby proti telu klesá po rozvinutí symptómov. Pacienti, ktorí nie sú diagnostikovaní v počiatočnom štádiu infekcie, budú pravdepodobne potrebovať liečbu (liečby) antimikrobiálnymi liekmi.

Pred príchodom antibiotík bola fágová terapia bakteriálnych infekcií široko používaná na Západe a stále sa používa vo východnej Európe a bývalom Sovietskom zväze (Hanlon, 2007 Sulakvelidze a Morris, 2001 Sulakvelidze et al., 2001). Keby bol penicilín vynájdený o desať rokov neskôr, Casedevall špekuloval, bakteriofágy by mohli dosiahnuť oveľa väčšiu dôležitosť v antimikrobiálnej terapii. Sľubné výsledky nedávnych štúdií na zvieratách s použitím bakteriofágov na liečbu bakteriálnych infekcií, vrátane tých, ktoré predtým opísal Collins (Lu a Collins, 2007, 2009), obnovili záujem o antimikrobiálne látky na báze fágov (Hanlon, 2007 Sulakvelidze a Morris, 2001). Rekombinantné alebo skonštruované fágové lyzíny & mdashenzýmy používané fágom na zničenie bakteriálnej bunkovej steny na uvoľnenie fágového potomstva & mdashare sa tiež skúmajú ako terapeutiká (Daniel et al., 2010 Fischetti, 2008).

Výskumníci tiež navrhli rôzne alternatívy ku klasickým cieľom pre antimikrobiálne terapeutiká. Faktory virulencie, ako sú adhezíny, toxíny a determinanty rezistencie na antibiotiká, sa považovali za sľubné ciele, pretože ich eliminácia by baktériu znefunkčnila, ale nezabila, pričom selekčný tlak na rezistenciu je relatívne nízky (Alekshun a Levy, 2004). Stratégie, ktoré sa zameriavajú na snímanie kvóra, proces, ktorý reguluje expresiu mnohých faktorov virulencie, ponúkajú ďalšie možnosti pri hľadaní nových antimikrobiálnych cieľov (Alekshun a Levy, 2004 Salmond a Welch, 2008).

Casadevall tiež navrhol, aby sa väčšia pozornosť venovala reakcii hostiteľa

Monoklonálne protilátky sa vytvárajú proti jedinému antigénu v bunkách, ktoré sú klonmi jednej rodičovskej (zárodočnej) bunky.


Dnešný článok o chorobe Agrobacterium & Morgellons

Nový

felixwillford
Konečný člen

Príspevok od felixwillford dňa 21. augusta 2008 11:20:51 GMT -5

Agrobacterium & Morgellons choroba, spojenie GM?

Dr. Mae-Wan Ho a profesor Joe Cummins


Global Research, 20. august 2008

Predbežné zistenia naznačujú súvislosť medzi Morgellonovou chorobou a Agrobacterium, pôdnou baktériou, ktorá sa vo veľkej miere manipuluje a používa pri výrobe GM plodín, vytvorilo genetické inžinierstvo novú epidémiu?

Plne ilustrovaná a odkazovaná verzia je zverejnená na webovej stránke členov ISIS. Podrobnosti tu.

Elektronickú verziu kompletnej správy alebo akúkoľvek inú kompletnú správu ISIS vám môžeme poslať e-mailom za príspevok vo výške 3,50 £. Názov správy pošlite e-mailom na adresu: [email protected]

CDC začalo vyšetrovanie Morgellonovej choroby
Centrum pre kontrolu chorôb (CDC) v Spojených štátoch oznámilo začatie vyšetrovania „morgellonskej choroby“ v januári 2008 [1] po tom, čo dostalo tisíce sťažností od ľudí s týmto mätúcim stavom, ktorý opisuje nasledovne [2]. : „Osoby, ktoré trpia týmto nevysvetliteľným stavom kože, hlásia celý rad kožných (kožných) symptómov vrátane pocitov plazenia, hryzenia a štípania granúl, nití, vlákien alebo materiálov podobných čiernym bodkám na koži alebo pod ňou a/alebo kožných lézií ( vyrážky alebo vredy). Okrem kožných prejavov niektorí pacienti hlásia aj únavu, duševnú zmätenosť, stratu krátkodobej pamäti, bolesti kĺbov a zmeny videnia.“

Morgellonova choroba sa prvýkrát stala známou v roku 2001, keď Mary Leitao vytvorila webovú stránku popisujúcu chorobu jej malého syna, ktorú pomenovala podľa lekárskej štúdie zo 17. storočia vo Francúzsku, ktorá popisovala podobné symptómy [3]. Dovtedy boli ľudia s Morgellonovou chorobou diagnostikovaní ako prípady „bludnej parazitózy“, v ktorej sú symptómy považované za úplne imaginárne, a lézie údajne spôsobené ranami, ktoré si sami spôsobili.

V skutočnosti diskusia o Morgellonovej chorobe pokračovala na stránkach lekárskych a vedeckých časopisov až do oznámenia CDC [4-7]

Dr. Michele Pearson, hlavný výskumník pre CDC, povedal [1], že hlavnými cieľmi štúdie je „dozvedieť sa viac o tom, kto môže byť postihnutý týmto stavom, aké symptómy pociťujú, a hľadať vodítka o faktoroch, ktoré môžu prispieť k stav,“ dodal, že stav je „komplexný“ a „môže byť spôsobený viacerými faktormi“.

V odpovedi na otázky novinárov na tlačovej konferencii CDC Pearson povedal:

„Uvedomujeme si, že týmto stavom trpelo veľa pacientov. A môžem vám povedať, že tu v CDC sme za posledný približne rok skutočne zaznamenali rastúci počet týchto správ.“

Vyšetrovanie CDC sa má uskutočniť v spolupráci s divíziou výskumu Kaiser Permanente v Severnej Kalifornii a Ústavom patológie ozbrojených síl USA.

Dr. Joe Selby, riaditeľ divízie výskumu Kaiser Permanente v Severnej Kalifornii, uviedol, že štúdia bude prebiehať v troch etapách. V prvej fáze identifikujú všetkých členov, ktorí mohli navštíviť lekára Kaiser Permanente so symptómami naznačujúcimi tento stav kedykoľvek počas 18 mesiacov medzi 1. júlom 2006 a 31. decembrom 2007, a určia, či spĺňajú kritériá spôsobilosti pre štúdium. V druhej fáze budú všetci oprávnení členovia vyzvaní, aby dokončili komplexný webový alebo telefonický prieskum vykonaný CDC, ktorý skúma trvanie a závažnosť rôznych symptómov. A v tretej fáze budú pacienti s aktívnymi symptómami pozvaní do oddelenia výskumu na rozsiahle klinické vyšetrenie vrátane odberu biopsií kože, vzoriek krvi a moču.

V práci [6] publikovanej v roku 2006 výskumníci z Morgellons Research Foundation [3] identifikovali štáty Kalifornia, Texas a Florida ako štáty s najvyšším počtom prípadov Morgellonovej choroby v Spojených štátoch. Primárne klastre boli zaznamenané v Los Angeles a San Franciscu (Kalifornia) a Houstone, Dallase a Austine (Texas). Kalifornia predstavovala 26 percent prípadov v USA, ale všetkých 50 štátov USA a 15 ďalších krajín vrátane Kanady, Spojeného kráľovstva, Austrálie a Holandska hlásilo prípady Morgellonovej choroby. Dve hlavné skupiny povolaní, ktoré uvádzajú symptómy, sú sestry a učitelia, pričom počet sestier prevažuje nad učiteľmi tri ku jednej. Rizikovým faktorom spoločným pre obe skupiny je pravdepodobne možnosť prenosu infekčných agens.

Kožné lézie a vlákna nemusia byť ľahko zjavné u všetkých jedincov s týmto ochorením, pretože rodinní príslušníci pacientov často uvádzajú podobné systémové symptómy ochorenia bez kožných symptómov. Rodiny, v ktorých sú postihnutí všetci členovia, majú často podozrenie na súčasnú expozíciu podnecujúcim činiteľom. Zdá sa, že s ochorením súvisí kontakt s pôdou alebo odpadovými produktmi. Prípady boli hlásené u mačiek a psov, ako aj u koní.

Čo nakoniec podnietilo CDC k vyšetreniu choroby? Morgellons Research Foundation [3] bola založená v roku 2002 na počesť Mary Leitao, výkonnej riaditeľky nadácie. Zverejňuje trápenie pacientov s podobným stavom a prevádzkuje register postihnutých rodín. Nadácia financuje aj vedecký výskum. Má sedemčlennú lekársku poradnú radu s titulom M.D. a dvoch s titulom ošetrovateľstvo. Okrem toho má rada ošetrovateľstva s piatimi ďalšími sestrami a vedeckú poradnú radu pozostávajúcu zo šiestich vedcov, všetky s Ph.D. stupňa, z ktorých jeden je Vitalij Citovský. Možno to bol minuloročný objav Citovského, ktorý nakoniec presvedčil CDC, aby oznámilo vyšetrovanie.

Spojenie Agrobacterium
Vitaly Citovsky je profesorom molekulárnej a bunkovej biológie na Stony Brook University v New Yorku (SUNY). Je svetovým odborníkom na genetickú modifikáciu buniek Agrobacterium, pôdna baktéria spôsobujúca ochorenie korunnej hálky v rastlinách, ktorá sa od 80-tych rokov vo veľkej miere používa pri vytváraní geneticky modifikovaných (GM) rastlín, pretože je schopná preniesť časť svojho genetický materiál, T-DNA na jeho tumor-indukujúcom (Ti) plazmide do rastlinného genómu (podrobnosti pozri neskôr).

Citovského tím urobil snímky vlákien v koži alebo vytláčaných z kože pacientov trpiacich Morgellonovou chorobou skenovacím elektrónovým mikroskopom, čím potvrdil, že sa nepodobajú žiadnym bežným prírodným alebo syntetickým vláknam (pozri obr. 1, zostavený z webovej stránky Citovského [8]).

Obrázok 1. Snímky vlákien z kožných biopsií pacientov s Morgellonovou chorobou zo skenovacieho elektrónového mikroskopu - a, biele vlákno s kalcitom, stupnica 10 mm b, zelené vlákno s vyčnievajúcim „kamenom“ z oxidu hlinitého, stupnica 20 mm c, rôzne stuhovité , cylindrické a fazetované vlákna všetky potiahnuté minerálmi, stupnica 10 mm d, kožná lézia s vláknami prenikajúcimi cez epidermis, stupnica 300 mm

U pacientov tiež analyzovali DNA Agrobacterium. Vzorky biopsie kože od pacientov s Morgellonmi boli podrobené vysoko prísnym testom polymerázovej reťazovej reakcie (PCR) na gény kódované chromozómom Agrobacterium a tiež na gény virulencie (vir) Agrobacterium a T-DNA na jeho Ti plazmide. Zistili, že „všetci pacienti s Morgellonmi, ktorí boli doteraz skrínovaní, mali pozitívny test na prítomnosť Agrobacterium, zatiaľ čo tento mikroorganizmus nebol zistený v žiadnej zo vzoriek odvodených od kontrolných zdravých jedincov. Ich predbežný záver je, že „Agrobacterium sa môže podieľať na etiológii a/alebo progresii“ Morgellonovej choroby.

Nepublikované zistenia boli zverejnené na webovej stránke [8] od januára 2007. Ďalej boli zverejnené na „vôbec prvej“ konferencii Morgellons v Austine v Texase, na ktorej sa v marci 2008 zúčastnilo 100 ľudí [9]. Rastúci zoznam ľudí je registrovaných s Morgellonovou chorobou, celkovo 12 106 na celom svete zaznamenaných Morgellons Research Foundation [3] k 12. aprílu 2008.

Lekár zo San Francisca, Raphael Stricker, jeden z mála lekárov, ktorí veria, že choroba je skutočná, povedal [9]. "Takmer vždy existuje nejaká história vystavenia nečistotám v podstate buď zo záhradníctva, kempovania alebo tak." Je jedným zo spoluautorov výskumu Agrobacterium uskutočneného v SUNY, ktorý oznámil nájdenie DNA Agrobacterium u všetkých 5 skúmaných pacientov s Morgellonmi. Stricker naznačuje, že ho prenášajú kliešte, ako je lymská borelióza, a v nedávnom prieskume medzi 44 pacientmi s Morgellonmi v San Franciscu bolo 43 z nich tiež pozitívne testovaných na baktériu spôsobujúcu lymskú boreliózu. Ďalším faktorom, ktorý je v súlade s tým, že Agrobacterium je pôvodcom, ak nie pôvodcom, je to, že keď sú pacienti liečení antibakteriálnymi látkami na lymskú boreliózu, u väčšiny z nich je pozorovaná remisia Morgellonových symptómov [6].

Stricker tiež povedal svojmu publiku, že Agrobacterium žije v pôde a je známe, že spôsobuje infekcie u zvierat a ľudí s oslabeným imunitným systémom. Môže spôsobiť kožné lézie, keď sa vstrekne švajčiarskym myšiam, kmeňu, ktorý je imunitne nedostatočný, povedal.

V tomto bode sú zistenia o spojení Agrobacterium stále predbežné, pretože bolo študovaných iba sedem pacientov. Dôsledky sú však ďalekosiahle, ak sa toto spojenie potvrdí, keďže existujúce dôkazy (preskúmané nižšie) naznačujú prepojenie medzi Agrobacterium a genetickým inžinierstvom pri vytváraní nových pôvodcov chorôb a je prvoradé, aby vyšetrovanie CDC zahrnulo tento aspekt, ak to len vylúčiť.

Agrobacterium a spojenie genetického inžinierstva
Agrobacterium neinfikuje len ľudské a iné živočíšne bunky, ale prenáša do nich aj gény. Bol to profesor SUNY Citovský a jeho tím, ktorí pred niekoľkými rokmi urobili objav [10]. Dovtedy komunita genetického inžinierstva predpokladala, že Agrobacterium neinfikuje živočíšne bunky a určite do nich neprenesie gény.

Zistilo sa, že Agrobacterium prenáša T-DNA do chromozómov ľudských buniek.

V stabilne transformovaných HeLa bunkách došlo k integrácii na pravom okraji T-DNA, presne tak, ako by sa to stalo, keď sa prenáša do genómu rastlinnej bunky, čo naznačuje, že Agrobacterium transformuje ľudské bunky mechanizmom podobným tomu, ktorý sa podieľa na transformácii rastlín. bunky (pozri rámček 1). Ľudské rakovinové bunky, neuróny a obličkové bunky boli všetky transformované pomocou Agrobacterium T-DNA. V komentári k tomuto výskumu v roku 2001 Joe Cummins varoval pred nebezpečenstvom pre laboratórnych a farmárskych pracovníkov [11] (i-sis news11/12)

Vektorový systém Agrobacterium na prenos génov
Od objavu v 70. rokoch 20. storočia, že Agrobacterium môže prenášať gény do rastlín spôsobujúcich ochorenie korunných hál, bola pôdna baktéria vyvinutá na vektor na vkladanie požadovaných génov do rastlinného genómu na vytvorenie transgénnych (GM) rastlín [12].

Agrobacterium prenáša T-DNA – malú oblasť približne 5 až 10 percent rezidentného nádorového (Ti) alebo koreňového (Ri) plazmidu – do mnohých druhov rastlín a ako sa neskôr ukázalo, aj do húb, rias, a dokonca aj zvieracie a ľudské bunky [13, 14] (pozri hlavný text).

Prenos si vyžaduje tri hlavné prvky [13]: hraničné priame opakujúce sa sekvencie T-DNA s 25 pármi báz, ktoré lemujú T-DNA a vymedzujú oblasť prenesenú do hostiteľa, gény virulencie (vir) umiestnené na Ti/Ri plazmide a rôzne gény na bakteriálnom chromozóme. Na úspešnej integrácii T-DNA sa podieľajú aj rastlinné gény [15]. T-DNA obsahuje onkogény (rakovinové gény alebo gény pre tvorbu nádorov) a gény pre syntézu opínov, z ktorých žiadny nie je nevyhnutný pre prenos T-DNA, takže môžu byť odstránené a nahradené požadovanými génmi a voliteľnými markermi.

Okrem toho vir gény a oblasť T-DNA nemusia byť na rovnakom replikujúcom sa plazmide. To viedlo k vzniku binárnych vektorových systémov, v ktorých sú T-DNA a vírusové gény umiestnené na oddelených replikujúcich sa jednotkách. Jednotka obsahujúca T-DNA je binárny vektor a obsahuje tiež počiatok (počiatky) replikácie, ktorý by mohol fungovať v E. coli aj Agrobacterium tumefaciens, a markerové gény rezistencie na antibiotiká používané na selekciu prítomnosti binárneho vektora v baktériách. Replikujúca sa jednotka obsahujúca gény vir je „pomocný“ plazmid. Kmene Agrobacterium, ktoré obsahujú dve samostatné jednotky, sa považujú za „odzbrojené“, ak neobsahujú onkogény, ktoré by sa mohli preniesť do rastliny.

Spojenie Morgellonovej choroby s nečistotami a pôdou, kde Agrobacterium žije, rozšírené použitie Agrobacterium v ​​genetickom inžinierstve rastlín a schopnosť Agrobacterium infikovať ľudské bunky, to všetko poukazuje na možnú úlohu genetického inžinierstva v etiológii Morgellanovej choroby prostredníctvom Agrobacterium.

Rozsiahla genetická manipulácia Agrobacterium má potenciál premeniť ho na agresívny ľudský patogén. Genetické inžinierstvo nie je ničím, ak nie vylepšeným a uľahčeným horizontálnym prenosom génov a rekombináciou, ktorá je všeobecne uznávaná ako hlavná cesta vytvárania nových patogénov. Mae-Wan Ho bol medzi medzinárodným panelom vedcov, ktorí v roku 1998 nastolili práve túto otázku a vyzvali na verejné vyšetrovanie možného príspevku biotechnológie genetického inžinierstva k etiológii infekčných chorôb, ktorá sa výrazne zvýšila od začiatku genetického inžinierstva v 70-tych rokoch minulého storočia. 16].

Epidemiologické údaje o Morgellonovej chorobe sú veľmi neúplné a register nadácie Morgellons Research Foundation, ktorý obsahuje viac ako 12 000 rodín postihnutých na celom svete, je takmer určite len zlomkom vznikajúcej epidémie. Napriek tomu je dôležité, že väčšina prípadov je v Spojených štátoch, ktoré sú prvou krajinou, ktorá uvoľnila geneticky modifikované plodiny a odvtedy zostala najväčším producentom.

Existujú aj ďalšie zistenia, ktoré implikujú Agrobacterium v ​​transgénnych rastlinách uvoľnených do životného prostredia, najmä počas prvých rokov poľných pokusov, keď boli poznatky slabé a bezpečnostné opatrenia neboli také prísne, ako môžu byť dnes.

Agrobacterium pretrváva v transgénnych rastlinách a je prostriedkom na únik génov
Koncom 90. rokov sa vektorový systém Agrobacterium stal veľmi široko používaným a mnohé vytvorené GM plodiny boli komerčne uvoľnené.

Vedci z Kinsealy Research and Development Center v Dubline v Írsku a Scottish Crop Research Institute v Dundee v Škótsku sa obávali, že vložené gény do rastlín by sa rozšírili do voľne žijúcich populácií krížovým opelením alebo horizontálnym prenosom génov na nepríbuzné druhy, čo bolo dovtedy dobre zdokumentované vo vedeckej literatúre.

Považovali za „nevyhnutné“ zaoberať sa rizikom, ktoré predstavuje používanie Agrobacterium ako nástroja v genetickom inžinierstve [17] vzhľadom na jeho schopnosť prenášať gény do rastlín. Transformačný postup zahŕňa inokuláciu buniek alebo tkanivových explantátov Agrobacterium a kokultiváciu rastlinných buniek a baktérie na krátku dobu, po ktorej nasleduje eliminácia baktérie antibiotikami.

Ak by však neboli odstránené všetky baktérie, potom „uvoľnenie týchto rastlín môže viesť aj k uvoľneniu Agrobacterium [s cudzími génmi]“, ktoré bude slúžiť ako prostriedok na ďalší únik génov, prinajmenšom k iným kmeňom Agrobacterium prirodzene. prítomný v pôde.

Hoci sa na elimináciu Agrobacterium po transformácii použili rôzne antibiotiká, výskumníci uviedli, že „veľmi málo autorov skutočne testuje, aby sa zabezpečilo, že antibiotiká uspejú“.

Tento problém sa znásobuje, pretože baktéria môže zostať latentná v rastlinnom tkanive. Takže umiestnenie transgénneho rastlinného materiálu do kultivačného média bez antibiotík a nájdenie žiadneho Agrobacteria nie je zárukou, že transgénna rastlina je bez baktérie, ako sa často predpokladalo.

Vo svojej štúdii skúmali schopnosť antibiotík eliminovať Agrobacterium tumefaciens po transformácii v troch modelových systémoch: Brassica (horčica), Solanum (zemiak) a Rubus (malina). Antibiotiká karbenicilín, cefataxím a tikaracilín sa použili na elimináciu baktérie v štvornásobku minimálnej baktericídnej koncentrácie, ako sa odporúča. Zistili, že žiadne antibiotikum nedokázalo eliminovať Agrobacterium.

Úrovne kontaminácie sa zvýšili z 12 na 16 týždňov do takej miery, že transgénne kultúry Solanum zostarli a zomreli. Kontaminácia v materiáli výhonkov sa v priebehu 16 až 24 týždňov znížila pravdepodobne preto, že v ďalšej kultivácii sa použil iba apikálny uzol, ale ani to neodstránilo Agrobacterium zo všetkých vzoriek 24 percent zostalo kontaminovaných po 24 týždňoch.

Binárny vektor bol prítomný aj za neselektívnych podmienok až do 6 mesiacov po transformácii, kde približne 50 percent kontaminovaného materiálu stále obsahovalo bakteriálne bunky s binárnym vektorom vo vysokých hladinách približne 107 jednotiek tvoriacich kolónie na gram. Vedci zdôraznili: „Tu vzniká možnosť úniku génov. Prítomnosť odzbrojeného Agrobacteria v tkanive by nebola problémom, ak by sa binárny vektor stratil, ale teraz sú jeho prežitie a šírenie reálnymi možnosťami.“ Binárny vektor obsahuje cudzie gény, ako aj markerový gén(y) antibiotickej rezistencie.

Neexistuje žiadny limit pre cudzie gény, ktoré môžu byť vložené do binárneho vektora. Pred niekoľkými rokmi výskumná skupina v Izraeli vložila viroid, ktorý spôsobuje ochorenie citrusových plodov, do odzbrojeného Ti plazmidu Agrobacterium a použila ho na infikovanie a transformáciu niekoľkých druhov rastlín vrátane rajčiaka (Lycopersicon esculentum) Gynura aurantiaca, avokáda (Persea americana). ), a grapefruit (Citrus paradisi) naštepený na citrange Troyer (Pancirus trifoliate x C. sinensis) [18]. Extrakty pripravené z tkanív infikovaných rastlín 38 až 90 dní po inokulácii sa umiestnili na selektívne médium a zistilo sa, že obsahujú veľké množstvá upravených baktérií.

Výskumníci varovali pred „novo vytvorenými kombináciami perzistentne prenášaných vírusov“ v spojení s „oportunistickým a systémovo sa pohybujúcim vektorom Agrobacterium infekčným na široké spektrum hostiteľov, ktorý môže nakoniec spôsobiť infekciu a poškodenie kultúrnych rastlín alebo prírodnej vegetácie“, ktoré „v súčasnosti nie sú navštevované. tradičných prenášačov vírusového ochorenia“.

Inými slovami, Agrobacterium pretrvávajúce v transgénnych rastlinách uvoľnených do prostredia má potenciál šíriť nové choroby a na rastliny, ktoré by za normálnych okolností neboli infikované pôvodcami chorôb. Vtedy vedci nevedeli, že Agrobacterium infikuje aj zvieratá a ľudí a môže na ne šíriť nové choroby.

Zohľadnili tieto varovania aj iní výskumníci? Neexistujú žiadne dôkazy o ich vzatí na palubu. Odvtedy sa ukázalo, že Agrobacterium transformuje najmenej 80 rôznych nerastlinných druhov vrátane kvasiniek a iných húb, rias, cicavčích a ľudských buniek, ako aj grampozitívnu baktériu Streptomyces lividans. V nedávnom prehľade výskumníci uviedli [14]: "Budúci výskum musí ukázať, či transformácia sprostredkovaná Agrobacterium prispela k horizontálnemu prenosu génov medzi mikroorganizmami v rizosfére."

Ale už existujú dôkazy naznačujúce, že Agrobacterium sa skutočne môže zapojiť do horizontálneho prenosu génov so širokým spektrom baktérií v pôde. (Viac o horizontálnom prenose génov pozri [19] Horizontálny prenos génov z GMO sa deje, SiS 38)

Mechanizmy prenosu génov Agrobacterium podobné konjugácii v baktériách
Ho prvýkrát upozornil regulátorov na potenciál Agrobacterium kontaminujúcich GM rastliny s cieľom uľahčiť únik transgénov v roku 2003 (pozri publikácie Living with the Fluid Genome [20] a The Case for A GM-Free Sustainable World [21] ISIS). V tom čase už Gayle Ferguson a Jack Heinemann z University of Canterbury v Christchurh na Novom Zélande poukázali na to, že proces, ktorým Agrobacterium vstrekuje T-DNA do rastlinných buniek, silne pripomína konjugáciu, normálny proces párenia medzi baktériami [22 ].

Konjugácia, sprostredkovaná určitými bakteriálnymi plazmidmi, závisí od sekvencie nazývanej pôvod prenosu (oriT) na prenesenej DNA. Všetky ostatné funkcie - nazývané tra pre transakčné funkcie - môžu byť dodávané z neprepojených zdrojov. Teda „vyradené“ plazmidy bez trans-pôsobiacich funkcií môžu byť napriek tomu prenesené pomocnými plazmidmi, rovnako ako binárny vektorový systém Agrobacterium (rámček 1). Tým podobnosť nekončí.

Ľavý a pravý okraj T-DNA je podobný oriT a môže byť ním nahradený. Okrem toho, odzbrojenému T-DNA binay vektoru, ktorému chýbajú onkogény, ako aj gény virulencie, môžu pomôcť podobné gény patriace mnohým iným patogénnym baktériám. Trans-kráľovský génový prenosový aparát Agrobacterium a konjugačné systémy baktérií sa podieľajú na transporte makromolekúl, nielen DNA, ale aj proteínov.

Transgénne rastliny s kontaminujúcim Agrobacterium [20] „majú pripravenú cestu pre horizontálny únik génov cez Agrobacterium, za pomoci bežných konjugačných mechanizmov mnohých iných baktérií, ktoré spôsobujú choroby, ktoré sú prítomné v životnom prostredí“. V tomto procese by sa mohli vytvoriť nové a exotické choroby.

Vyšetrovanie úlohy Agrobacterium pri morgellonovej chorobe je naliehavo potrebné
Vyšetrovanie, ktoré začalo CDC, musí naliehavo objasniť úlohu Agrobacterium v ​​etiológii Morgellonovej choroby. To by malo zahŕňať:

Molekulárna charakterizácia sekvencií DNA Agrobacterium u pacientov s Morgellanovou chorobou
Návrh vhodných sond na diagnostické účely a na monitorovanie vzoriek pôdy a iných podozrivých zdrojov infekcie
Zavedenie prísnych testov na kontamináciu Agrobacterium pre všetky transgénne rastliny, ktoré už boli uvoľnené alebo sa chystajú byť uvoľnené do životného prostredia.


Answers Research Journal

2009 ročník 2

Špičkový výskum tvorby. Zadarmo. Answers Research Journal (ARJ) je odborný, recenzovaný technický časopis na publikovanie interdisciplinárneho vedeckého a iného relevantného výskumu z pohľadu nedávneho Stvorenia a globálnej potopy v biblickom rámci.

  • Veda
  • Čo je veda?
  • Astronómia
  • Biológia
  • Chémia
  • Enviromentálna veda
  • Fosílie
  • genetika
  • Geológia
  • Ľudské telo
  • Matematika
  • Fyzika

Odoslať príspevok

Vysokokvalitné papiere pre Answers Research Journal, sponzorovaný Answers in Genesis, sú pozvaní na predloženie.

  1. Prečítajte si príručku pre autorov (PDF).
  2. Pošlite papiere, diagramy, tabuľky atď. na e-mailovú adresu uvedenú v príručke.

Odpovede v Genesis je služba apologetiky, ktorá sa venuje pomoci kresťanom brániť svoju vieru a ohlasovať dobré posolstvo Ježiša Krista.


Pozri si video: Bakterie - úvod (Február 2023).