Onderzoekers van de ITMO University en het Centrum voor Fysische en Chemische Geneeskunde hebben een algoritme ontwikkeld dat de verspreiding van antibioticaresistentiegenen in het DNA van de darmmicrobiota kan volgen en hebben aanvullend bewijs onthuld van resistentiegenoverdracht tussen bacteriesoorten. De methode kan niet alleen bijdragen aan de ontwikkeling van effectieve therapieschema's, maar ook de verspreiding van superbacteriën tegengaan. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Bio-informatica .

In recente jaren, de verspreiding van antibioticaresistentie is een wereldwijd gezondheidsprobleem geworden. Als gevolg van overmatig antibioticagebruik in de geneeskunde en de landbouw, darmmicrobiota accumuleren antibioticaresistentiegenen in hun DNA of metagenoom. Aan de ene kant, deze genen helpen de normale flora te overleven. Echter, recente studies tonen aan dat darmmicrobiota in staat zijn resistentiegenen te delen met ziekteverwekkers, waardoor ze resistent worden tegen beschikbare therapieën. In dit licht, het bestuderen van de verspreiding van resistentiegenen is vooral belangrijk.

Programmeurs van de ITMO University hebben samen met collega's van het Research Center of Physical and Chemical Medicine een algoritme ontwikkeld met de naam MetaCherchant, dat het mogelijk maakt om de genomgeving voor geneesmiddelresistentie te onderzoeken en te zien hoe deze verandert afhankelijk van de bacteriesoort. "We hebben een tool gemaakt waarmee wetenschappers het verschil tussen genomgevingen in twee of meer microbiota-monsters van dichterbij kunnen bekijken. We kunnen microbiota-monsters analyseren die zijn verzameld van verschillende mensen of van dezelfde persoon op verschillende tijdstippen, bijvoorbeeld, voor en na behandeling met antibiotica, " zegt Vladimir Oelyantsev, universitair hoofddocent van de afdeling Computertechnologieën aan de ITMO University. "Op basis van de verkregen gegevens, we kunnen voorstellen hoe een bepaald resistentiegen zich van de ene microbiële soort naar de andere zou kunnen verspreiden."

Studies van de genomgeving voor antibioticaresistentie zijn vooral belangrijk voor het ontwerpen van effectieve antimicrobiële behandelingsschema's. "Met MetaCherchant, we kunnen analyseren hoe microbiota bijdraagt ​​aan de verspreiding van resistentie tegen een bepaalde antibioticaklasse. Ergens naar uitkijken, het is mogelijk te voorspellen tegen welke antibiotica ziekteverwekkers de meeste kans hebben om resistentie te verspreiden. Anderzijds, we kunnen ook medicijnen vinden met een laag resistentierisico. Dit, beurtelings, zal ons helpen bij het aanpassen en afstemmen van specifieke therapieën. Dit is de vraag van de komende jaren, " zegt Evgenii Olekhnovich, hoofdauteur en onderzoeker bij het Centrum voor Fysische en Chemische Geneeskunde.

Potentiële toepassingen van het algoritme zijn niet beperkt tot de analyse van genen van de darmmicrobiota, aangezien het programma ook kan worden gebruikt om genoommonsters uit de bodem te bestuderen, water of riolering. "We kunnen de verspreiding van resistentie binnen een enkele bacteriële gemeenschap evalueren, zoals darmflora, maar ook tussen verschillende gemeenschappen. Hierdoor kunnen wij, bijvoorbeeld, om wereldwijde routes van antibioticaresistentie te identificeren die zich door het milieu verspreiden, " zegt Evgenii Olekhnovich. "Het probleem van weerstand is complex en vereist een complexe aanpak, waar onze tool echt nuttig kan zijn."