science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe wordt een darmmicrobe een ziekteverwekker?

Genoombrede associatieanalyseresultaten op de gecombineerde dataset. a) Aantal unitigs dat de p-waardedrempel voor meervoudige testcorrectie passeert voor elk doelfenotype. b) Aantal genen met significant geassocieerde eenheden die eraan zijn toegewezen voor elk doelfenotype. c) Manhattan-plots voor geteste unitigs-toewijzing aan E. coli IAI39 voor elk doelfenotype; rode stippellijn geeft de p-waardedrempel aan die wordt gebruikt om significante associaties aan te roepen. d) Ingezoomde Manhattan-plots voor de urinewegeigenschap. Genen geannoteerd met een gennaam in E. coli IAI39 en met bijbehorende unitigs zijn aangegeven in het derde subpaneel. Krediet:PLOS Genetica (2022). DOI:10.1371/journal.pgen.1010112

De bacterie Escherichia coli wordt gevonden in de menselijke darm, en elders. Daar is het ongevaarlijk, maar onder bepaalde omstandigheden kan het een ziekteverwekker worden. Het kan blaasontstekingen of zelfs sepsis veroorzaken. Een team van onderzoekers onder leiding van RESIST-professor Marco Galardini van TWINCORE heeft nu samen met collega's van de medische faculteit van de Universiteit van Parijs onderzocht of bepaalde genen van de bacterie geassocieerd zijn met de ernst van de veroorzaakte ziekten. Ze hebben hun bevindingen nu gepubliceerd in het tijdschrift PLOS Genetics .

Escherichia coli, vaak afgekort als E. coli, maakt deel uit van de menselijke darmflora. Als zogenaamd commensaal richt het daar normaal gesproken geen schade aan. Het kan echter een ziekteverwekker worden in de darmen en in andere organen. In het urogenitale kanaal veroorzaakt E. coli bijvoorbeeld blaasontstekingen en in de bloedbaan kan het sepsis veroorzaken. Bloedvergiftiging is een gevreesd gevolg van bacteriële infecties en kan in 10 tot 30 procent van de gevallen zelfs dodelijk zijn. Tot nu toe was het niet mogelijk om te voorspellen hoe ernstig een dergelijke infectie zou zijn op basis van de genetische samenstelling van de ziekteverwekker.

Onderzoekers van TWINCORE in Hannover hebben nu geanalyseerd of bepaalde genetische varianten van E. coli geassocieerd zijn met een ernstiger beloop. "We hebben een zogenaamde genoombrede associatiestudie uitgevoerd", zegt Marco Galardini, hoofd van de RESIST-onderzoeksgroep Systems Biology of Microbial Communities. "Hiervoor hebben we bacteriële monsters van twee grote patiëntenstudies gesequenced en gecorreleerd met het verloop van de infectie." Kenmerken zoals leeftijd, geslacht of bekende eerdere ziekten werden ook in de analyse opgenomen.

Het team van Galardini kon geen genen identificeren die de ernst van de ziekte bepalen. Ze deden echter nog een interessante ontdekking:"Een bepaalde gencassette was duidelijk geassocieerd met infecties die in de urinewegen begonnen", zegt Galardini. Hieruit kan een strategie worden afgeleid om levensbedreigende ziekten te voorkomen. "In de toekomst zou men de ziekteverwekkers kunnen sequensen in het geval van een blaasontsteking en dan beslissen of de medicamenteuze behandeling uit voorzorg moet worden aangepast", zegt Galardini.

Dat de onderzoekers geen verband konden aantonen tussen het genoom van de bacterie en het ziekteverloop, wil niet zeggen dat die er ook niet is. "Het zou net zo goed kunnen dat het aantal monsters dat we hebben bestudeerd te klein was", zegt Galardini. "Een simulatie toonde aan dat tien keer het aantal monsters nodig zou zijn om de link met meer vertrouwen te detecteren of uit te sluiten."

Daarom bereiden Galardini en zijn Franse samenwerkingspartners een uitgebreider vervolgonderzoek voor. Zij hebben al een aanvraag ingediend voor de benodigde financiering.