penerima hibah pemerintah menemukan gen untuk kerentanan terhadap bakteri MRSA pada tikus

Perawatan masa depan Mungkin Meningkatkan Respon kekebalan Daripada Membunuh Bakteri

Bagaimana Peneliti Menemukan Gen-gen Kerentanan

Para ilmuwan baru-baru ini menemukan dua gen yang membuat tikus tertentu rentan terhadap methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Penelitian theernment didanai, yang dipimpin oleh Vance Fowler, gelar M.D., M.H.S., dari Duke University, diterbitkan dalam jurnal PLoS Pathogens pada bulan September 2010.

S. aureus merupakan salah satu penyebab paling umum dari infeksi bakteri di dunia, yang mengakibatkan sekitar 292.000 rawat inap setiap tahunnya di Amerika Serikat. Telah diketahui untuk beberapa waktu bahwa faktor genetik penting dalam menentukan kerentanan terhadap infeksi S. aureus, tetapi gen-gen tertentu yang terlibat begitu jauh sebagian besar tidak diketahui. MRSA, yang sebenarnya tahan terhadap berbagai antibiotik, yang paling sering diperoleh dalam pengaturan masyarakat atau kesehatan dan biasanya menyebabkan infeksi kulit.

Lebih Studi Ikuti: Mencari Pola serupa pada Manusia

Studi ini menunjukkan pendekatan baru untuk mengobati infeksi S. aureus. “Saat ini, kami mengembangkan obat untuk melemahkan atau membunuh bakteri atau patogen lainnya. Penelitian ini membuka ide pengobatan host-diarahkan, di mana perawatan memiliki potensi untuk memperkuat tuan rumah melawan bakteri, “kata theernment Project Officer Clayton Huntley, Ph.D. Dengan kenaikan strain S. aureus yang resisten terhadap antibiotik yang tersedia, seperti MRSA, penelitian kemungkinan pengobatan baru ini sangat tepat waktu.

Referensi

Meskipun penelitian berlangsung pada tikus, ia menyediakan para ilmuwan dengan petunjuk seperti apa yang terjadi dalam genom manusia. Hal ini terutama berlaku dalam kasus ini karena dua gen yang ditemukan memiliki rekan-rekan langsung pada manusia.

Menggunakan model tikus dapat menjadi cara yang efisien untuk menyelidiki pertanyaan-pertanyaan ini, karena berbagai alasan: tikus berkembang biak berlimpah dan cepat, dengan periode kehamilan pendek. Data sequencing genetik juga tersedia untuk sejumlah strain laboratorium yang berbeda. “Untuk penelitian dalam imunologi umum,” jelas Dr Huntley, “tikus cukup berguna; mereka yang terbaik model hewan yang kita miliki. ”

Penelitian sebelumnya menemukan bahwa di antara strain tikus laboratorium, strain A / J adalah sangat rentan terhadap infeksi oleh S. aureus, sedangkan strain C57BL / 6J tidak. Para peneliti membandingkan dua strain untuk mempelajari lebih lanjut tentang gen berkontribusi S. aureus kerentanan.

Peneliti menggunakan proses multi-langkah untuk menemukan dua gen. Dimulai dengan seluruh genom, mereka menggunakan strain substitusi kromosom (CSS) tikus, yang direkayasa secara genetis sehingga masing-masing strain memiliki satu pasang kromosom dari A / J genom rentan dan sisanya 19 dari C57BL / 6J genom. Dengan mengukur kerentanan masing-masing CSS untuk S. aureus, para peneliti menemukan bahwa tikus yang mengandung A / J kromosom 8, 11, atau 18 secara signifikan lebih rentan daripada strain CSS lainnya. Sekitar 4.200 gen terletak di kromosom tersebut.

Para peneliti kemudian menantang tikus dengan S. aureus dan ekspresi gen dibandingkan dari dua strain. Ini menghasilkan 191 gen yang diferensial dinyatakan antara strain. Memfokuskan pencarian mereka pada kromosom 18 untuk penelitian ini, mereka kemudian menemukan dua relevan lokus sifat kuantitatif (QTL), atau membentang dari DNA ditemukan terkait erat dengan sifat yang bersangkutan. Sepuluh gen yang terkandung dalam dua QTL ini. Dengan menganalisis ekspresi protein yang disebut sitokin setelah terpapar S. aureus, mereka menemukan bahwa dua dari sepuluh gen, Tnfaip8 dan Seh1, tampak mempengaruhi kerentanan terhadap infeksi.

Sebagai langkah berikutnya, para peneliti mengukur beban bakteri dalam dua strain dan menemukan korelasi untuk S. aureus kerentanan. Hal ini menunjukkan bahwa gen yang terlibat dalam kerentanan terkait dengan ketidakmampuan relatif untuk mengendalikan infeksi.

“Satu hal yang benar-benar menarik tentang penelitian ini adalah [set] alat genetik digunakan, terutama strain CSS,” kata Dr Fowler. “Memiliki latar belakang strain CSS yang tersedia menjadi strain rentan dan inbrida yang tahan adalah keberuntungan,” tambahnya.

Namun, penelitian ini memiliki beberapa keterbatasan. Misalnya, karena tidak semua gen bertindak independen satu sama lain, mungkin ada gen tambahan yang berkontribusi S. aureus kerentanan hanya dalam hubungannya dengan orang lain. Juga, karena strategi peneliti menggunakan tingkat RNA – tidak protein – untuk mengukur ekspresi gen, pendekatan mereka bisa lewatkan setiap gen yang mempengaruhi akumulasi protein atau memodulasi ekspresi gen lainnya.

arah masa depan penelitian meliputi mengeksplorasi gen tambahan pada kromosom 18, serta orang-orang pada kromosom 8 dan 11. “Pada akhirnya, pentingnya gen kandidat diidentifikasi atau homolognya manusia mereka akan perlu dievaluasi pada pasien dengan infeksi S. aureus,” penulis menulis. Didanai oleh hibah sameernment, Fowler dan timnya bertujuan untuk melakukan hal itu. Mereka baru saja melakukan studi asosiasi genome manusia dengan S. aureus bakteremia untuk menentukan apakah gen ditemukan terkait dengan kerentanan pada tikus juga diidentifikasi dalam kelompok manusia.

Ahn S-H, Deshmukh H, Johnson N, Cowell LG, Rude TH, Scott WK, Nelson CL, ZAAS AK, Marchuk DA, Keum S, Lamlertthon S, Sharma-Kuinkel BK, Sempowski GD, Fowler VG. Dua gen pada A / J kromosom 18 berhubungan dengan kerentanan terhadap infeksi Staphylococcus aureus oleh microarray gabungan dan lokus sifat kuantitatif (QTL) analisis. PLoS Pathogens. 2010.