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I ricercatori rivelano il meccanismo regolatore di virulenza in un superbug

Poichè la resistenza a antibiotici è crescente e rappresentante una minaccia sulla salute pubblica, sviluppare nuovi gli antibiotici è diventato più urgente che mai. I ricercatori alla City University di Hong Kong (CityU) recentemente hanno rivelato il meccanismo regolatore in Pseudomonas aeruginosa, un superbug di virulenza che è comune in pazienti con un sistema immunitario debole ed è resistente a molti antibiotici. I risultati aprono le strade per l'identificazione degli obiettivi antibiotici buoni per il nuovo sviluppo della droga.

Pseudomonas aeruginosa del Superbug è un agente patogeno comune delle infezioni nosocomiali, causando l'alte morbosità e mortalità nei pazienti immunocompromised. È egualmente naturalmente tollerante a molti antibiotici clinicamente importanti quali ampicillina, amoxicillina e vancomicine. Nel 2017, l'organizzazione mondiale della sanità (WHO) ha classificato questo batterio rinomato come uno dei tre “agenti patogeni critici di priorità„ che le nuove droghe sono necessarie urgentemente.

Una ricerca congiunta piombo dal Dott. Deng Xin (assistente universitario), un microbiologo ed il Dott. Wang Xin (professore associato), un biologo di calcolo dal dipartimento delle scienze biomediche (BMS) a CityU, recentemente ha rivelato la rete regolatrice genomica in Pseudomonas aeruginosa ed ha identificato i regolatori matrici sulle vie patogene chiave. Lo sviluppo degli inibitori contro questi regolatori matrici recentemente identificati può potenzialmente piombo alla scoperta delle droghe novelle che mirano a Pseudomonas aeruginosa.

I risultati sono stati pubblicati nell'ultima emissione delle comunicazioni della natura, nominata “una rete regolatrice genomica integrata dei fattori trascrizionali in relazione con la virulenza in Pseudomonas aeruginosa„.

Individuazione degli obiettivi antibiotici buoni: regolatori matrici

La patogenicità batterica è mediata via le reti regolarici che comprendono i fattori trascrizionali in relazione con la virulenza. I fattori trascrizionali (TFs) sono proteine che possono girare i geni specifici (i loro geni funzionali) dell'obiettivo "ON" e "OFF", generalmente un determinante chiave dentro se il gene funziona in un dato momento. E padroneggi i regolatori sono i fattori trascrizionali che sembrano gestire la maggior parte delle attività regolarici di altri fattori trascrizionali e dei geni associati. Di conseguenza, i regolatori della lastra sono spesso buoni obiettivi antibiotici che possono essere usati per lo sviluppo futuro della droga.

In Pseudomonas aeruginosa, numeroso TFs regolamenta la virulenza dalla percezione di sintonia di quorum (QS), dal tipo la secrezione di III (T3SS) e dal tipo il sistema della secrezione di VI (T6SS). Durante i sette anni scorsi, in collaborazione con il professor Liang Haihua dall'università di nord-ovest (Cina), il Dott. Deng sta lavorando per rivelare la patogenesi di Pseudomonas aeruginosa e per scoprire e chiarire il meccanismo di regolamento di TFs in relazione con la virulenza multiplo (Shao ed altri, J Bacteriol, 2018; Zhao ed altri, biol di PLOS, 2016; Kong ed altri, ricerca degli acidi nucleici, 2015; Liang ed altri, ricerca degli acidi nucleici, 2014; Liang ed altri, J Bacteriol, 2012).

Per più ulteriormente condurre un'analisi globale della patogenicità e per scoprire i nuovi obiettivi potenziali della droga di Pseudomonas aeruginosa, il gruppo del Dott. Deng ed il gruppo del Dott. Wang hanno collaborato sull'analisi e sulla scoperta dell'interferenza - segnali la via che pregiudica un altro - nei 20 conosciuti TFs in relazione con la virulenza. Successivamente, hanno mappato la rete regolatrice genomica di Pseudomonas aeruginosa (PAGnet) per codificare le relazioni regolarici di questi 20 TFs con i loro geni funzionali dell'obiettivo (figura 1).

Questo PAGnet ha rivelato il meccanismo complesso del regolamento di virulenza mediato dai questi TFs e l'interferenza relativa e quindi piombo all'identificazione di nove regolatori matrici, in QS e in T3SS.

Una piattaforma online per più ampio uso patologico potenziale

Come contributo alla comunità di ricerca, egualmente hanno sviluppato una piattaforma online ed il pacchetto della R basati su PAGnet per assicurare una rete regolatrice aggiornata e per facilitare le analisi utente-su misura. Questa piattaforma ed il pacchetto della R forniscono la visualizzazione della rete, sottorete che filtra e che scarica i servizi all'utente, per facilitare la visualizzazione e la prospezione della rete regolatrice di virulenza come pure l'analisi matrice del regolatore per l'identificazione di TFs chiave che mediano un trattamento biologico o una via in Pseudomonas aeruginosa.

I regolatori che matrici abbiamo identificato sono obiettivi antibiotici potenziali, che ha significato clinico importante per lo sviluppo di nuovi antibiotici per Pseudomonas aeruginosa in futuro. Più d'importanza, la rete che sviluppiamo non è appena per Pseudomonas aeruginosa, la metodologia e le conclusioni di questo lavoro possono essere applicabili ad altri agenti patogeni batterici in futuro,„

Dott. Deng Xin, microbiologo, City University di Hong Kong

Il Dott. Deng ed il Dott. Wang sono gli autori della corrispondenza del documento. I primi co-author sono studente Huang Hao di PhD, Xie Yingpeng ed il Dott. Shao Xiaolong dell'assistente di ricerca al dipartimento del BMS di CityU. Altri autori includono lo studente Wang Tingting di PhD e l'assistente di ricerca Zhang Yingchao dal dipartimento.

Source:
Journal reference:

Huang, H. et al. (2019) An integrated genomic regulatory network of virulence-related transcriptional factors in Pseudomonas aeruginosa. Nature Communications. doi.org10.1038/s41467-019-10778-w