Forscher haben eine neue Methode entwickelt, um infektiösere Varianten von Viren oder Bakterien zu identifizieren, die sich beim Menschen auszubreiten beginnen, darunter solche, die Grippe, COVID, Keuchhusten und Tuberkulose verursachen.
Der neue Ansatz verwendet Proben infizierter Menschen, um eine Echtzeitüberwachung der in menschlichen Populationen zirkulierenden Krankheitserreger zu ermöglichen und eine schnelle und automatische Identifizierung von Mikroben zu ermöglichen, die sich Impfungen entziehen. Dies könnte die Entwicklung wirksamerer Impfstoffe zur Vorbeugung von Krankheiten beeinflussen.
Der Ansatz kann auch neu auftretende antibiotikaresistente Varianten schnell erkennen. Dies könnte die Wahl der Behandlung für Infizierte beeinflussen und versuchen, die Ausbreitung der Krankheit einzudämmen.
Es verwendet genetische Sequenzierungsdaten, um Informationen über die genetischen Veränderungen zu liefern, die die Entstehung neuer Varianten vorantreiben. Dies ist wichtig, um zu verstehen, warum sich verschiedene Varianten in menschlichen Populationen unterschiedlich verbreiten.
Außer den etablierten COVID- und Grippeüberwachungsprogrammen gibt es nur sehr wenige Systeme zur Überwachung neu auftretender Varianten von Infektionskrankheiten. Die Technik stellt einen großen Fortschritt gegenüber dem bestehenden Ansatz zur Behandlung dieser Krankheiten dar, der sich auf Expertengruppen verlässt, um zu entscheiden, wann sich ein zirkulierendes Bakterium oder Virus ausreichend verändert hat, um als neue Variante bezeichnet zu werden.
Durch die Erstellung von „Stammbäumen“ identifiziert der neue Ansatz automatisch neue Varianten auf der Grundlage des Ausmaßes der genetischen Veränderungen eines Krankheitserregers und seiner Ausbreitungsfähigkeit in der menschlichen Bevölkerung, sodass hierfür keine Experten hinzugezogen werden müssen.
Es kann für ein breites Spektrum an Viren und Bakterien eingesetzt werden und es sind nur wenige Proben infizierter Personen erforderlich, um die in einer Population zirkulierenden Varianten aufzudecken. Dies macht es besonders nützlich in ressourcenarmen Umgebungen.
Der Bericht wird heute in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.
„Unsere neue Methode kann überraschend schnell zeigen, ob es neue übertragbare Varianten von Krankheitserregern gibt, die in Populationen zirkulieren – und sie kann für ein breites Spektrum von Bakterien und Viren eingesetzt werden“, sagte Dr. Noémie Lefrancq, Erstautorin des Berichts. , der die Arbeit am Department of Genetics der University of Cambridge durchführte.
Wir können damit sogar vorhersagen, wie sich neue Varianten durchsetzen werden, sodass schnell Entscheidungen darüber getroffen werden können, wie reagiert werden soll. »
Dr. Noémie Lefrancq, ETH Zürich
„Unsere Methode bietet eine völlig objektive Möglichkeit, neue Stämme von Insektenpathogenen zu erkennen, indem sie ihre Genetik und ihre Ausbreitung in der Population analysiert. Das bedeutet, dass wir das Auftreten neuer, hoch übertragbarer Stämme schnell und effektiv erkennen können“, sagte Professor Julian Parkhill, ein Forscher am Department of Veterinary Medicine der University of Cambridge, der an der Studie beteiligt war.
Testen Sie die Technik
Mit ihrer neuen Technik analysierten die Forscher Proben von Bordetella pertussis, dem Bakterium, das Keuchhusten verursacht. Viele Länder erleben derzeit die schlimmsten Keuchhusten-Epidemien seit 25 Jahren. Es identifizierte sofort drei neue, in der Bevölkerung zirkulierende Varianten, die zuvor nicht entdeckt wurden.
„Diese neue Methode erweist sich für den Pertussis-Erreger als sehr zeitgemäß, was angesichts seines Comebacks in vielen Ländern und der besorgniserregenden Entstehung antimikrobieller Resistenzlinien eine verstärkte Überwachung rechtfertigt“, sagte Professor Sylvain Brisse, Leiter des Nationalen Referenzzentrums für Keuchhusten. am Pasteur-Institut, das Bioressourcen und Fachwissen zu Genomanalysen und Epidemiologie von Bordetella pertussis bereitstellte.
In einem zweiten Test analysierten sie Proben von Mycobacterium tuberculosis, dem Bakterium, das Tuberkulose verursacht. Es zeigte sich, dass sich zwei antibiotikaresistente Varianten ausbreiten.
„Dieser Ansatz wird schnell zeigen, welche Varianten eines Erregers im Hinblick auf ihr Krankheitspotenzial am besorgniserregendsten sind.“ Das bedeutet, dass ein Impfstoff gezielt gegen diese Varianten gerichtet werden kann, um ihn so wirksam wie möglich zu machen“, sagte Professor Henrik Salje vom Department of Genetics der University of Cambridge, Hauptautor des Berichts.
Er fügte hinzu: „Wenn wir eine schnelle Ausbreitung einer antibiotikaresistenten Variante sehen, dann könnten wir das den Infizierten verschriebene Antibiotikum ändern, um zu versuchen, die Ausbreitung dieser Variante einzudämmen.“ »
Die Forscher sagen, dass diese Arbeit ein wichtiger Teil des umfassenderen Puzzles jeder Reaktion der öffentlichen Gesundheit auf Infektionskrankheiten ist.
Eine ständige Bedrohung
Bakterien und Viren, die Krankheiten verursachen, entwickeln sich ständig weiter, um sich besser und schneller unter uns zu verbreiten. Während der COVID-Pandemie führte dies zur Entstehung neuer Stämme: Der ursprüngliche Wuhan-Stamm verbreitete sich schnell, wurde jedoch später von anderen Varianten überholt, darunter Omicron, das sich aus dem Original entwickelte und sich besser verbreitete. Dieser Entwicklung liegen Veränderungen in der genetischen Ausstattung von Krankheitserregern zugrunde.
Krankheitserreger entwickeln sich durch genetische Veränderungen, die ihnen eine bessere Ausbreitungsfähigkeit verleihen. Wissenschaftler sind besonders besorgt über genetische Veränderungen, die es Krankheitserregern ermöglichen, unserem Immunsystem zu entgehen und Krankheiten zu verursachen, selbst wenn wir gegen sie geimpft sind.
„Diese Arbeit hat das Potenzial, ein integraler Bestandteil der Überwachungssysteme für Infektionskrankheiten auf der ganzen Welt zu werden, und die Informationen, die sie liefert, könnten die Art und Weise, wie Regierungen reagieren, völlig verändern“, sagte Salje.
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