Проверено Эмили Хендерсон, бакалавр наук 25 сентября 2020 г.

Escherichia coli известная как E. coli – это бактерии, которые у многих людей ассоциируются с легким пищевым отравлением, но некоторые типы E. coli может быть смертельным.

Микробиологи UNSW Science изучили E. coli вызывающий тяжелую кишечную инфекцию у людей: энтерогеморрагический E. coli (EHEC). Их результаты были опубликованы на этой неделе в журнале PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

EHEC – это патоген пищевого происхождения, который выделяет токсины шига во время инфекции, что приводит к повреждению почек и неврологии.

Доктор Джай Три, старший автор исследования, сказал, что открытие исследователями нового молекулярного пути, который контролирует выработку токсина шига, было важным, поскольку не существовало коммерчески доступного лечения инфекций EHEC.

Лечение этих инфекций антибиотиками обычно не рекомендуется, поскольку антибиотики стимулируют выработку токсина шига, что приводит к повышенному риску почечной недостаточности, неврологических повреждений и смерти.

Новый путь, который мы обнаружили, снижает выработку токсинов, и не ожидается, что он будет стимулироваться лечением антибиотиками. Итак, наши результаты определяют потенциальную новую цель для разработки лекарств, которые могут подавлять выработку токсина шига во время инфекции EHEC.

Однако все еще рано, и нам необходимо провести гораздо больше исследований, чтобы понять, применимы ли наши результаты к широкому спектру клинических изолятов EHEC и к обоим типам токсинов Shiga, продуцируемым изолятами EHEC человека ».

Доктор Джей Три, старший автор исследования

Как начинается заражение EHEC

Доктор Три сказал, что существует несколько способов заражения людей EHEC.

"EHEC в основном обнаруживается в фекалиях коров и овец, и люди могут заразиться при контакте с сельскохозяйственными животными и их фекалиями или через заражение от человека к человеку, если люди вступают в контакт с крошечным количеством фекалий от больных. человека – например, прямо или косвенно касаясь загрязненных поверхностей », – сказал он.

«Этот штамм E. coli может также распространяться через проглатывание бактерий при употреблении недоваренного фарша (например, в гамбургерах), употребления зараженных свежих продуктов, таких как салат из овощей, или употребления загрязненной воды или непастеризованной воды. молоко.

«Дети младше пяти лет и люди старшего возраста подвергаются наибольшему риску развития инфекции EHEC».

Вспышки EHEC менее распространены, но смертельны

Доктор Три сказал, что, хотя распространенность EHEC была низкой по сравнению с другими патогенами пищевого происхождения, болезнь могла быть очень тяжелой или даже смертельной. EHEC является разновидностью STEC (продуцирующий токсин шига Escherichia coli ).

«Вспышки EHEC происходят спорадически в Австралии и во всем мире. Наиболее значительная вспышка произошла в Южной Австралии в 1995 году и была вызвана зараженной меттвурстом, полусухой ферментированной колбасой, приготовленной из сырого фарша, консервированного путем вяления и копчения», – сказал он. .

«Во время этой вспышки было инфицировано 143 человека – 23 из них получили почечные и неврологические нарушения. Многие из этих тяжелых случаев были у младенцев, у которых было необратимое повреждение почек, и позже потребовалась трансплантация почек.

«Четырехлетняя девочка перенесла несколько инсультов и умерла через три дня после поступления в больницу. Этот эпизод послужил поводом для серьезного расследования безопасности пищевых продуктов, и с 1995 года количество вспышек было меньше»

Доктор Три сказал во всем мире, что токсин шига продуцирует E. coli по-прежнему оставалась серьезной проблемой в области безопасности пищевых продуктов после крупной вспышки в Германии в 2011 году.

«Штамм в Германии распространялся в основном через употребление зараженных проростков, а в некоторых случаях – при тесном контакте с инфицированным человеком», – сказал он.

«Во время этой вспышки более 4000 человек были инфицированы и 50 человек умерли».

Новый путь, «прячущийся у всех на виду»

Доктор Три сказал, что исследование UNSW было первым открытием нового пути, который контролирует токсины шига почти за 20 лет.

«В 2001 году исследователи из университетов Тафтса и Гарварда впервые показали, как производство токсина шига контролируется бактериальным вирусом, известным как бактериофаг, в геноме. Это единственный известный путь, который контролирует выработку токсина шига для почти два десятилетия ", – сказал он.

«Мы расширили эту работу, чтобы показать новый механизм контроля токсинов, который, как ни странно, скрыт в начале последовательности ДНК, кодирующей РНК-мессенджер шига-токсина – рабочую копию гена.

«Мы обнаружили, что очень короткий фрагмент РНК-мессенджера токсина превращается в регуляторную некодирующую РНК, которая заглушает токсин и способствует росту патогена».

Доктор Три сказал, что их результаты стали неожиданностью, потому что гены токсинов шига хорошо изучены: за последние 40 лет было опубликовано почти 7000 исследований.

«Только недавно мы смогли использовать достижения в технологии секвенирования РНК для обнаружения присутствия новой регуляторной некодирующей РНК, встроенной в матричную РНК токсина Шига», – сказал он.

«Эта новая регуляторная некодирующая РНК скрывалась у всех на виду почти 20 лет»

Значение для лечения инфекций, вызванных EHEC

Доктор Три сказал, что открытия исследователей открыли новые возможности для лечения инфекций, вызванных EHEC.

«Пациенты в основном получают поддерживающую терапию для лечения симптомов болезни и уменьшения воздействия токсина на почки», – сказал он.

«Наша работа демонстрирует новый механизм контроля выработки токсина, который может быть изменен с помощью новых терапевтических средств на основе РНК для подавления выработки токсина во время инфекции. Мы ожидаем, что это расширит возможности вмешательства и потенциально позволит использовать антибиотики, которые в настоящее время не рекомендуются. потому что они стимулируют выработку токсина шига.

«Таким образом, новые методы лечения могут снизить риск повреждения почек, неврологических осложнений и смерти. Мы с нетерпением ждем возможности протестировать эти новые методы лечения на следующем этапе нашего исследования».