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Étude : 25% de bactéries pathogènes peut écarter la résistance aux antibiotiques directement aux pairs

Les techniciens biomédicaux à Duke University ont expliqué qu'au moins 25 pour cent de bactéries pathogènes résistant aux antibiotiques trouvées dans les réglages cliniques sont capables d'écarter leur résistance directement à d'autres bactéries. En même temps, l'étude prouve que, en dépit des croyances universelles, l'utilisation des antibiotiques n'affecte pas de manière significative le régime auquel les gènes responsables de la résistance sont échangés entre les bactéries.

Les chercheurs ont employé une méthode neuve de haut-débit de mesurer le régime auquel les bactéries mélangent les envois de l'ADN qui accordent la résistance. La vitesse et la capacité d'automatiser une grande partie du procédé pourraient permettre des analyses neuves dans quelles variables affectent des taux de transfert. De tels efforts ont pu aider des médecins lents--ou même inverse--l'écart de la résistance dans certains virus humains.

Les résultats apparaît en ligne le 24 janvier dans les avances de la Science de tourillon.

Notre recherche précédente a prouvé que les antibiotiques n'affectent pas le régime auquel les bactéries écartent leur résistance directement à leur communauté dans des tensions de laboratoire d'E.coli. Mais nous avons voulu voir si cela vaut également pour des tensions cliniques des agents pathogènes qui sont réellement à l'extérieur là dans le monde. »

Lingchong vous, professeur de génie biomédical au duc

Chaque agent pathogène résistant aux antibiotiques transporte une recette génétique pour sa résistance. Mais comme des gâteaux aux pépites de chocolat, pas toutes les recettes sont identiques, et pas tous sont facilement enseignés à d'autres. Une voie de transférer la résistance, cependant, est pour que cette recette génétique soit d'une manière ordonnée écrite dans un livre en commun des tris appelés un plasmide, qui est alors capté et affiché par les bactéries voisines par une conjugaison appelée de processus.

Pendant que la résistance aux antibiotiques se développe autour du monde, les scientifiques essayent de figurer à l'extérieur comment l'arrêter de la propagation. Mais parce que beaucoup d'antibiotiques viennent des sources naturelles, il serait impossible d'éliminer complet la résistance dans le sauvage, qui signifie qu'il y aura toujours des réservoirs des bactéries remplies de livres de recette pour la résistance.

« Ainsi le problème réel est la résistance transformant sa voie en agents pathogènes qui nuisent à des êtres humains, » a dit Jonathan Bethke, un stagiaire de PhD travaillant dans vous le laboratoire et le premier auteur du papier neuf. « Nous examinons pour gagner une bonne compréhension de quels facteurs affectent leur régime de conjugaison, parce que si vous pouvez ralentir ce procédé assez vers le bas, les plasmides transportant les gènes pour la résistance peuvent tomber hors d'une population. »

Un défi majeur en accomplissant cela, cependant, est la méthode classique de mesurer le régime de la conjugaison de plasmide. Sans compter qu'être de main-d'oeuvre, les chercheurs doivent attendre 16 heures un rétablissement neuf des bactéries pour se développer dans des boîtes de Pétri Avant qu'ils puissent obtenir les résultats. Cette restriction rend cette approche difficile à employer en traitant des centaines de tensions bactériennes et des douzaines de variables tweakable.

Plutôt que prenant des années pour terminer l'expérience, le Bethke et l'Allison Lopatkin, un ancien étudiant de troisième cycle dans vous laboratoire qui est maintenant un professeur adjoint à l'université de Barnard, développé une méthode que les utilisations ont automatisé des machines et des prises seulement cinq heures pour fournir des résultats. Elle concerne mélanger deux souches de bactéries -- une tension de distributeur avec la résistance à un antibiotique qui peut être partagé par la conjugaison de plasmide et une tension réceptive avec la résistance à un antibiotique différent qui ne peut pas être partagé.

Après avoir laissé les tensions se mélanger et le procédé de conjugaison de plasmide ont lieu pendant une quantité définie d'heure, le mélange bactérien est transféré dans des fioles contenant des éléments nutritifs et les deux antibiotiques. Ceci introduit l'accroissement des bactéries réceptives qui ont avec succès reçu les plasmides du donneur pour la résistance tout en arrêtant l'accroissement de tout le reste. Les chercheurs attendent alors pour voir combien de temps la population neuf double-résistante prend pour heurter un certain seuil, qui indique par combien là étaient de commencer.

« Cette méthode ouvrent la capacité de vérifier beaucoup plus de médicaments ou des facteurs environnementaux pour voir comment ils influencent le régime de la conjugaison de plasmide, » a dit Bethke. « Elle nous permettra également de déterminer s'il y a un certain tri du déterminant génétique qui joue un rôle plus grand en termes de taux de transfert. »

Vous et Bethke avez collaboré avec Joshua Thaden, professeur adjoint de médicament au duc, et Vance Fowler, professeur de médecine au duc, pour obtenir 219 isolats cliniques des agents pathogènes - parasites trouvés dans les patients réels. Tous ont transporté la résistance aux bêta-lactamase, la forme la plus courante d'en service antibiotique aujourd'hui. En mesurant le régime de la conjugaison de plasmide les deux avec et sans des antibiotiques de bêta-lactamase actuels, ils ont prouvé que, excepté un massif détaché, ces antibiotiques n'augmentent pas le régime de partager la résistance. Ils ont également découvert que plus de 25 pour cent des tensions étudiées sont capables de partager leur résistance aux régimes assez rapidement pour trouver.

« Nous étions étonnés de découvrir que c'était ce haut, » vous avons dit. « Et naturellement les antibiotiques introduisent l'écart de la résistance, mais notre étude indique qu'elle est principalement par dynamique de la population sélectrice plutôt que par un plus grand régime de conjugaison de plasmide. »

Les chercheurs également examinés comment les légères variations de la génétique des plasmides de résistance elles-mêmes affectent leur régime de conjugaison. Fonctionnant avec le laboratoire de Minfeng Xiao à la génomique de BGI à Shenzhen, la Chine, l'équipe a ordonnancé les plasmides et a analysé leur ADN. Ils ont alors classé les plasmides dans des « groupes de mobilité » basés sur la façon dont ils sautent entre les cellules et les « groupes d'incompatibilité » basés sur la façon dont ils reproduisent. Beaucoup à la surprise des chercheurs, ils ont découvert cela tandis qu'il y avait seulement deux groupes de mobilité actuels dans leur bibliothèque témoin, ni l'un ni l'autre dont affecté le régime de la conjugaison, il y avait sept groupes d'incompatibilité -- et ils beaucoup ont affecté le régime de la conjugaison.

« C'est un préliminaire mais découverte potentiellement grande parce que ces deux catégories sont génétiques, qui les rend faciles à recenser, » a dit Bethke. « Si nous pouvons commencer à établir une bibliothèque des repères génétiques qui indiquent ce que d'être la capacité d'un agent pathogène d'écarter sa résistance directement à ses voisins est susceptible, puis nous pouvons commencer à effectuer de grandes prévisions au sujet des choses comme les réseaux horizontaux de transfert de gène et à commencer peut-être à comprendre comment les bactéries évoluent par ce procédé dans son ensemble. »

Une « telle bibliothèque aurait également des implications directes pour la façon dont les médecins emploient des antibiotiques dans le domaine, » vous a dit. « Cette connaissance aiderait des médecins à prendre des décisions de patient-détail en circuit si ou non administrer des antibiotiques. »

Source:
Journal reference:

Bethke, J.H., et al. (2020) Environmental and genetic determinants of plasmid mobility in pathogenic Escherichia coli. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aax3173.