Původce černého kašle nehraje podle pravidel. Umí se lépe adaptovat proti léčbě
18. 01. 2022
Bakterie Bordetella pertussis způsobují v lidském hostiteli vysoce nakažlivý černý kašel se stala odolnější vůči případné léčbě. Jak zjistili vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR, dokázala totiž v průběhu evoluce opravit jeden ze svých genů. Výsledky svého výzkumu publikovali badatelé v časopise mBio.
Bakterie Bordetella pertussis se v rámci evoluce zbavila stovek genů, které pro infekci a kolonizaci lidské populace nepotřebovala. Takové ztráty jsou zpravidla nenávratné. Vědci z Mikrobiologického ústavu AV ČR zkoumali jeden z genů, které bakterie během vývoje znehodnotila: Gen zodpovědný za export manganu. Ten je klíčovým prvkem pro přežívání patogenních bakterií v lidském hostiteli.
Výzkumníci prokázali, že bakterie mohou následkem nefungujícího exportéru zadržovat drahocenný mangan ve svých buňkách a lépe tak přežívat v nepříznivých podmínkách. „Lidský organismus se infekci brání mimo jiné i tím, že znemožňuje bakteriím přístup k manganu a snaží se je de facto vyhladovět,“ popisuje Branislav Večerek z Mikrobiologického ústavu AV ČR.
Branislav Večerek je vedoucím Laboratoře post-transkripční kontroly genové exprese Mikrobiologického ústavu AV ČR.
Výsledky výzkumu jeho týmu naznačují, že Bordetella pertusis si „pamatuje“, že kdysi bývala bakterií žijící ve volné přírodě, kde se mohla setkat s vysokými koncentracemi manganu. Pokud jsou škodlivé, dokáže je gen překvapivě opravit a export nadbytečného manganu obnovit. Díky tomu se bakterie stává odolnější a dokáže lépe přežít na svém hostiteli.
Černý kašel nezmizel
Přestože je černý kašel nemoc, která nemá žádný přírodní rezervoár a šíří se výhradně z člověka na člověka, nepodařilo se ji zcela vymýtit. Rizikem je v rozvojovém světě a v poslední době se vrací také do ekonomicky rozvinutých zemích. Má to několik důvodů: Očkování není 100% účinné, nechrání člověka po celý život a také není vždy dostupné v nejchudších zemích. Problém zůstává i schopnost adaptace výše zmíněného patogenu. A to jak na účinky vakcíny, tak i na samotného lidského hostitele.
Onemocnění je navíc většinou diagnostikováno se značným zpožděním a často není správně rozeznáno. Přesná čísla proto neexistují. Model z roku 2017, na kterém se podíleli odborníci z WHO, odhaduje, že se ročně nakazí až 24 milionů lidí na celém světě. Důsledkem je 160 tisíc úmrtí dětí mladších pěti let. V České republice je očkování proti černému kašli součástí tzv. hexavakcíny, přesto i u nás k nákaze občas dochází. Od roku 1984 zaznamenali lékaři šest úmrtí, nemoci podlehl jeden muž ve věku 75 let a pět neočkovaných dětí mladších půl roku.
Kultura Bordetella pertusis zaočkovaná na krevním agaru
Nové poznatky vědců z Mikrobiologického ústavu AV ČR přináší lepší představu o evoluci patogenních bakterií v průběhu jejich postupné adaptace na hostitele. „Výsledky bádání jsou zajímavé nejen z hlediska základního výzkumu, ale také pro případné pozdější využití k vývoji účinnější vakcíny nebo pro lépe zacílenou léčbu onemocnění,“ uzavírá zjištění výzkumného týmu Branislav Večerek.
Tématu jsme se věnovali také v článku Černý kašel je v Česku na vzestupu, je třeba lepší očkování.
Autor: Eliška Zvolánková, Martin Ocknecht, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Mikrobiologický ústav AV ČR, Shutterstock
Přečtěte si také
- Jak buňky reagují na stres? Tým zpřesnil popis vzniku protistresového proteinu
- I v oddělení biologie nádorů může být sranda, říká Veronika Vymetálková
- Vědci z Akademie věd popsali, jak fungují molekulární nůžky na stříhání RNA
- Vědci odhalili mutace, které spouštějí leukémii. Jejich objev může pomoci léčbě
- Změny v DNA a karcinogenní účinky: I to může odhalit toxikologický inkubátor
- Ječmen „live“: Češi jako první na světě umí živě sledovat dělení jeho buněk
- Ohrožená ňadra: vědci popsali rizikové varianty genu způsobujícího karcinom prsu
- Enzym „ptakopysk“ pomůže s vývojem nových účinnějších antibiotik
- Buňka je polívka se spoustou ingrediencí, říká Roman Pleskot
- Žralok malohlavý zná recept na dlouhověkost, dožívá se více než 400 let
Biologicko-ekologické vědy
Vědecká pracoviště
- Biologické centrum AV ČR
Botanický ústav AV ČR
Ústav výzkumu globální změny AV ČR
Ústav biologie obratlovců AV ČR
Výzkum v této oblasti je zaměřen na studium vztahů jak mezi organismy a prostředím, tak i mezi jednotlivými organismy; výsledky jsou využitelné v péči o životní prostředí. Studium zahrnuje terestrické, půdní a vodní ekosystémy a systémy parazit-hostitel. Výzkum je prováděn většinou na území ČR a přispívá tak k jejímu bio-ekologickému mapování. Dlouhodobá pozorování ve vybraných lokalitách se soustřeďují na typické ekosystémy studované z hlediska geobotaniky, hydrobiologie, entomologie, půdní biologie, chemie a mikrobiologie a na problematiku eutrofizace vybraných přehrad a jezer. V oblasti botaniky je studována taxonomie vyšších a nižších rostlin, zvláště řas, s využitím v oblasti ochrany přírody. Studium molekulární a buněčné biologie, genetiky, fyziologie a patogenů rostlin a hmyzu je předpokladem pro rozvoj rostlinných biotechnologií v zemědělství a využití hmyzu jako modelu pro obecně biologický výzkum. Botanický ústav též pečuje o Průhonický park, který je významnou součástí českého přírodního a kulturního dědictví. Sekce zahrnuje 4 vědecké ústavy s přibližně 1030 zaměstnanci, z nichž je asi 380 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.