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Nuevos discernimientos en un Escherichia Coli patógeno aviar y sus riesgos a la salud humana

El instituto de Biodesign en el científico Melha Mellata, pieza de la investigación del socio de la universidad de estado de Arizona de las personas de profesor Roy Curtiss, está llevando un proyecto financiado USDA para desarrollar una vacuna contra una enfermedad de cabeza de las aves de corral llamada Escherichia Coli patógeno aviar (APEC).

El APEC es parte de un grupo grande, diverso de microbios llamados Escherichia Coli patógeno extra-intestinal (ExPEC). Causan varias enfermedades complejas del cerebro, del pulmón y del trecho urinario en ser humano, animales, y pájaros. Hay también considerable preocupación en la comunidad científica que las deformaciones del APEC se están convirtiendo en un patógeno emeregente de la comida. Los productos de las aves de corral son una fuente sospechosa de una habitación de las infecciones de ExPEC, incluyendo ésos que causan enfermedad humana.

Los E.E.U.U. son la industria de cabeza de las aves de corral en el mundo en un valor anual de más de $50 mil millones, y las infecciones de Escherichia Coli son una amenaza grande, causando millones en las bajas para la industria. Según el USDA, los dos tipos mas comunes de infecciones de las aves de corral son de las bacterias Escherichia Coli y de las salmonelas.

Los antibióticos han sido de largo la primera línea de defensa para prevenir el APEC, pero han perdido su potencia, pues las bacterias han crecido cada vez más resistentes al tratamiento. Cómo la enfermedad de la causa de estos microbios es mal entendida. Mellata y los colegas en el centro del instituto para las enfermedades infecciosas y vacunología, llevados por Roy Curtiss, han sido duros en el trabajo entender los trucos moleculares uso de estas bacterias de evadir el sistema inmune de un ordenador principal.

Ahora, en un papel publicado en el gorrón PLoS uno (http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0004232), las personas de Mellata han analizado la serie de la DNA de un elemento genético crítico del APEC que contiene varios genes responsables de accionar sus efectos dañinos. Además, comparando estos genes a una colección de deformaciones de ExPEC del ser humano, han mostrado que Escherichia Coli humano y aviar puede llevar los mismos elementos enfermedad-que causan, que pueden aumentar el riesgo humano de infección de aves de corral.

“La mejor manera de prevenir esta infección es desarrollar una vacuna,” dijo a Mellata. “Nuestra idea es proteger final aves de corral y a seres humanos encontrando un grupo de genes comunes contra todo el Escherichia Coli extra-intestinal.” Con este nuevo conocimiento del APEC, el grupo espera perseguir el revelado de varios nuevos candidatos vaccíneos.

Sus últimos resultados de investigación ayudan al estrecho la búsqueda genética para la causa de las infecciones del APEC. Previamente, ella había mostrado que una circular, segmento largo de la DNA de 100.000 pares bajos, llamó un plásmido, era responsable de causar enfermedad. Sin el plásmido, el APEC llega a ser dócil, perdiendo su fuerza enfermedad-que causa.

Los plásmidos, en un juego evolutivo del póker arriesgado, se intercambian libremente entre bacterias para ganar la ventaja---o en el caso de Escherichia Coli patógeno, ser más listo que a sus competidores por los animales de colonización y enfermedad el causar. En un cierto plazo, cada plásmido se convierte en un edredón de remiendo de la información de la DNA, conteniendo las piezas de la DNA intercambiadas entre mil millones de encuentros bacterianos.

Sus personas se aprovecharon de los últimos avances de la DNA que ordenaba para analizar las 103.275 cartas químicas completas de la DNA que componen el plásmido, llamadas pAPEC-1.

El esfuerzo multidisciplinario implicó experiencia de varios investigadores de ASU, incluyendo Jeff Touchman, una escuela del profesor de las ciencias de la vida que se especializaba en bioinformática. También utilizó MEGA4, un programa informático desarrollado por el laboratorio de Sudhir el Kumar del colega de Biodesign que es utilizado por más de 50.000 científicos por todo el mundo para rastrear y para comparar la historia evolutiva de cualquier segmento de la DNA.

La “secuencia de la DNA y el análisis de la bioinformática son las herramientas muy potentes que contribuyen en completo la comprensión de la virulencia del APEC, y ofrecen nuevas avenidas de la investigación,” dijo a Mellata.

El ABCs del APEC

En todos, el grupo encontró 31 genes importantes para la virulencia bacteriana, con más de un cuarto (el 26 por ciento) conservado en la otra especie. Casi la mitad de las proteínas hechas por estos genes (el 46 por ciento) no tenía ninguna semejanza a las proteínas que se han depositado en una base de datos pública del gen.

Entre la enfermedad que causa las partes del plásmido pAPEC-1 son series de genes que compongan las proteínas responsables de traficar de los alimentos dentro y fuera de bacterias, llamadas los transportadores de ABC, que se pueden utilizar para desarrollar a candidatos vaccíneos. Además de la nutrición, ayuda de muchos la otra transportadores de ABC las bacterias elude las toxinas las aplicaciones de un ordenador principal de luchar lejos la infección.

La mayor parte de los genes que causan los efectos dañinos del APEC son responsables de la adquisición del hierro. El hierro es un elemento clave necesario para la salud bacteriana, y los sistemas redundantes de las aplicaciones de la porción pAPEC-1 a detectar y después a esperar sobre el hierro a toda costa. Mellata especula que solamente las bacterias que tienen estrategias para detectar el hierro secuestrado por el ordenador principal pueden sobrevivir en lugares específicos y por lo tanto causar infecciones sangre-soportadas, y las bacterias pueden necesitar estos sistemas múltiples de la adquisición del hierro adaptarse a los cambios del ambiente.

Para buscar la presencia de estos genes del APEC en seres humanos, Mellata trabajó con una colección de cientos muestras clínicas humanas de las deformaciones de ExPEC aisladas de infecciones urinarias y no-urinarias del trecho con el Dr. James R. Johnson del centro médico del VA en la universidad de Minnesota. Sus personas encontraron que Escherichia Coli humano y aviar puede llevar los mismos plásmidos enfermedad-que causan, la indicación allí es un riesgo que el APEC puede ser transmitido, o su material genético transmitido de aves de corral a los seres humanos.

Estos genes comunes se podían considerar como candidatos potenciales a una vacuna.

Durante el curso de su investigación, las personas también descubrieron encontrar que podría tener implicaciones amplias para entender las estrategias que las bacterias utilizan para negociar el material genético. Los plásmidos pueden detectar más genes de la virulencia o girar bacterias benignas en patógeno dañinos por su capacidad de transferir de sus propias bacterias del ordenador principal en nuevas bacterias receptoras. Analizando la serie de la DNA del plásmido pAPEC-1 y probando el mecanismo de la transferencia de pAPEC-1, Mellata y sus personas han descubierto una nueva manera que los plásmidos utilizan para mover a partir de las bacterias la una a otra. Este sistema consiste en el secuestrar de la maquinaria de la transferencia de otros plásmidos del ayudante presentes en las mismas bacterias.

Para crear una vacuna para el proyecto del USDA, los genes del APEC serían idos y en las bacterias de las salmonelas en las esperanzas de accionar una inmunorespuesta protectora contra salmonelas y Escherichia Coli. Esta vacuna del doble función podía proteger a gente no sólo contra el riesgo creciente de APEC que causaba enfermedad humana, pero también contra la enfermedad producida por los alimentos más común, las salmonelas.

Mellata asierra al hilo que ahora que sus personas han determinado muchos del gen del APEC los apunta utilizará, representa el final del principio de su viaje de la investigación para desarrollar una vacuna que ofrezca salud perfeccionada de las aves de corral, una ventaja económica a los productores y seguridad alimentaria aumentada.

“El problema ahora está entendiendo la virulencia del APEC así como las salmonelas para encontrar una manera que protegerá contra todos los tipos de las bacterias,” dijo a Mellata.