Dekada molekularnej patogenomicznej analizy Streptococcus grupy A.

Odkrycie białek na powierzchni komórek GAS lub w supernatancie hodowli, którym brakuje tradycyjnych motywów związanych z powierzchniami komórkowymi i wydzielanymi białkami, było konsekwentnym badaniem proteomicznym, podkreślającym potrzebę eksperymentalnego sprawdzania prognoz na podstawie analiz bioinformatycznych (118, 120). . 123). Udoskonalone sposoby oddzielania składników powierzchni komórkowej GAS od komórek mogą dostarczyć dodatkowych informacji na temat nowych białek GAS, które są krytyczne dla interakcji gospodarz-patogen, a zatem są potencjalnymi kandydatami na szczepionki (124). W najobszerniejszym dotychczasowym badaniu dotyczącym szczepionki GAS, Rodriguez-Ortega i in. (50) przeanalizowali odsłonięty proteom GAS i zidentyfikowali jeden nowy antygen (SpyCEP), który nadawał zdolność do ochrony myszy przed śmiertelną infekcją. Co przyniesie przyszłość. W ostatnim dziesięcioleciu dokonano ogromnych postępów w zrozumieniu interakcji GAS-gospodarz, a badania patogenomiki molekularnej znacznie się przyczyniły. Jednak wiele luk pozostaje w naszej wiedzy. Warto zauważyć, że wiele aspektów odpowiedzi gospodarza podczas zakażenia GAS pozostaje w dużej mierze nieznane, ale zastosowanie omówionych powyżej strategii integracyjnych obejmujących cały gen po stronie gospodarza równania prawdopodobnie dostarczy użytecznych danych. Analiza pacjentów z ARF może być szczególnie przydatna w tym zakresie, ponieważ wyjaśnienie czynników genetycznych gospodarza, które przyczyniają się do podatności, może pomóc w opracowaniu nowych metod diagnostycznych i leczenia tej wyniszczającej choroby. Ponadto koszty sekwencjonowania DNA nadal spadają dramatycznie, otwierając drzwi do wielu rodzajów projektów, które wcześniej były niemożliwe z powodu ograniczeń finansowych. Na przykład rozsądnie jest teraz rozważyć projekty, które obejmują analizę sekwencji genomu wielu setek lub więcej szczepów GAS, podobnie jak w przypadku projektu genomu człowieka o masie 000 funtów, który jest już w toku (http://www.1000genomes.org/). Na koniec mamy nadzieję, że nowe możliwości badań podstawowych i translacyjnych, możliwe dzięki badaniom nad patogenomiką molekularną, ostatecznie dostarczą strategii zmniejszania zachorowalności i śmiertelności ludzi powodowanych przez GAS. Podziękowania Dziękujemy K. Stockbauerowi za pomoc przy liczbach i członkach naszych laboratoriów oraz anonimowych recenzentów za sugestie dotyczące ulepszenia rękopisu. Ograniczony czas przeglądu zabronił nam cytowania wszystkich istotnych prac. Przypisy Konflikt interesów: JM Musser otrzymał wsparcie badawcze od Novartis Vaccines. Informacje referencyjne: J. Clin. Invest.119: 2455 2463 (2009). doi: 10,1172 / JCI38095
[patrz też: co zrobić jak ugryzie osa, gim2, gim 2 ]

Dekada molekularnej patogenomicznej analizy Streptococcus grupy A.

Analiza sekwencji DNA sprzężona z badaniami immunologicznymi zidentyfikowała duplikację czterech aminokwasów na końcu aminowym białka M w nowym subklone odpowiedzialnym za wiele inwazyjnych przypadków epidemii z 2000 roku (19). To powielenie spowodowało zmiany w liniowych epitopach komórek B, które spowodowały istotne różnice w zdolności ludzkich PMN do fagocytozyzacji i zabicia szczepów wariantem białka M (19). To kluczowe odkrycie wskazywało, że subtelne lub względnie niewielkie zmiany alleliczne mogą brać udział w powstawaniu klonów i utrzymywaniu się epidemii. Aby zidentyfikować geny drobnoustrojowe lub swoiste warianty alleliczne, które wpływają na wynik interakcji gospodarz-patogen, możliwe jest zastosowanie strategii analogicznej do tej powszechnie praktykowanej przy podejmowaniu badań asocjacyjnych całego genomu (GWAS). za pomocą metod genetycznych, takich jak analiza SNP o wysokiej gęstości. (więcej…)

Dekada molekularnej patogenomicznej analizy Streptococcus grupy A.

Istnieją znaczące eksperymentalne bariery projektowe i wykonawcze w celu ekstrapolacji podejścia obejmującego całe genety w celu lepszego zrozumienia podatności ludzi na infekcje GAS. Jednak kluczową kwestią jest to, że rosnąca dostępność narzędzi, takich jak analiza SNP w całym genomie, ma znaczącą szansę na zwiększenie naszej wiedzy na temat ludzkich determinantów gospodarza zakażenia GAS. Serotyp M28 i sepsa połogowa: patogenetyczne konsekwencje genomu chimerycznego Chociaż Streptococcus grupy B (GBS) jest dobrze znaną przyczyną poważnych infekcji noworodków lub matek, GAS może być również odpowiedzialny za te infekcje. Sekwencjonowanie genomu i badania nad patogenezą dostarczyły nieoczekiwanych wskazówek, dlaczego serotypy szczepów M28 GAS są wielokrotnie nadreprezentowane w przypadkach połogowej sepsy (gorączka z dzieci) (23). Postawiono hipotezę (23), że analiza sekwencji genomu serotypu M28 GAS, powodującego połogową posocznicę, zidentyfikuje nowe elementy genetyczne, które przyczyniły się do nadreprezentacji szczepów tego serotypu w tym typie infekcji. (więcej…)

Dekada molekularnej patogenomicznej analizy Streptococcus grupy A.

Kilka z tych procesów molekularnych przyczyniło się do niedawnego pojawienia się i międzykontynentalnego rozpowszechniania nowego klonu GAS serotypu M1 o różnych właściwościach wirulencji (22, 95. 97). Zrozumienie to ujawniło kilka linii prac, w tym charakterystyka porównawcza genomu przeprowadzona w kilku laboratoriach w ciągu prawie 20 lat (22, 46, 95, 96, 98, 99). Porównawcza analiza patogenomiczna dała dwa szczególnie ważne ustalenia (22). Po pierwsze, szczepy serotypu M1 o niskiej i wysokiej wirulencji różnią się zawartością bakteriofagów i miejscem integracji chromosomów (22). (więcej…)

Dekada molekularnej patogenomicznej analizy Streptococcus grupy A.

GAS rozwija się w miejscach śluzówkowych człowieka, a także powoduje niszczące infekcje inwazyjne. Szczepy wyizolowane z miejsc błon śluzowych są genetycznie nieodróżnialne od szczepów inwazyjnych za pomocą standardowych testów, takich jak serotypowanie białek M i typowanie sekwencji wielo-locus (89, 90). Techniki te indukują jednak tylko bardzo małą część genomu, co oznacza, że w dużym stopniu nie doceniają ilości występującej zmienności genetycznej. Korzystając z nowo opracowanych technik resekwencjonowania genomu, Sumby i in. (91) analizowali kompletne genomy izolatów GAS odzyskanych ze śledziony myszy, które zostały zainfekowane podskórnie. (więcej…)

Dekada molekularnej patogenomicznej analizy Streptococcus grupy A.

Takie zmiany są co najmniej częściowo spowodowane obwodem regulacyjnym kontrolowanym przez białko kontrolne katabolitem A (CcpA) (Figura 1) (59, 74. 78). Podobnie, badanie całego genomu dotyczące regulacji SpeB doprowadziło do odkrycia, że enzym katabolizmu laktozy (LacD.1) ewoluował, aby skoordynować zmiany w wytwarzaniu czynników wirulencji GAS w wyniku zmian w dostępności źródła węgla (Figura 1) (79) . Analiza zakończonych genomów GAS doprowadziła do odkrycia, że jeden z dwóch operonów laktozy GAS zachował kataboliczną rolę, podczas gdy drugi ewoluował funkcję regulacyjną (Figura 1) (80). Ryc. (więcej…)

Dekada molekularnej patogenomicznej analizy Streptococcus grupy A.

Biorąc pod uwagę, że wiele otwartych ramek odczytu w genomie GAS, które kodują domniemane białka powierzchniowe komórki, nie zostały jeszcze zbadane, wydaje się bardzo prawdopodobne, że dotychczas nieznane czynniki wirulencji GAS będą nadal odkrywane w nadchodzących latach. Rozszerzone zrozumienie szlaków regulacji wirulencji Jak wspomniano powyżej, genom GAS koduje szeroką gamę czynników wirulencji, które są krytyczne dla różnorodnych infekcji bakteryjnych (1). Jednym z ważnych wpływów badań genomowych GAS było dostarczenie lepszego zrozumienia molekularnego, w jaki sposób patogen koordynuje produkcję czynników wirulencji (56). W ukończonych genomach GAS znajduje się 13 konserwatywnych dwuskładnikowych układów regulacyjnych, z których tylko jeden został zbadany przed udostępnieniem pierwszej sekwencji genomu GAS w 2001 r. (57). (więcej…)

Dekada molekularnej patogenomicznej analizy Streptococcus grupy A.

W niniejszym dokumencie podkreślamy kluczowe ustalenia, które pokazują, że molekularna patogenomika może zostać użyta do znacznego przyspieszenia tempa uzyskiwania nowych informacji na temat długotrwałych i wcześniej trudnych pytań dotyczących chorób zakaźnych. Tylko dzięki zastosowaniu badań opartych na hipotezach i zastosowaniu nowych technologii, wyjaśnienie wydarzeń molekularnych leżących u podstaw procesów chorób zakaźnych przebiega z maksymalną wydajnością. Sekwencje genów GAS Pojęcia ogólne. Pełne sekwencje genomu, które są teraz dostępne dla 13 szczepów GAS, czynią go jednym z głębiej zsekwencjonowanych gatunków ludzkich patogenów (15, 20. 28). (więcej…)

Dekada molekularnej patogenomicznej analizy Streptococcus grupy A.

Molekularna analiza patogenomiczna bakteryjnego patogenu grupy A Streptococcus została przeprowadzona na dziesięć lat. Wiele się nauczyło w wyniku zbierania tanich metod sekwencjonowania DNA, technologii mikromacierzy, wysokoprzepustowej proteomiki i ulepszonej bioinformatyki. Te postępy techniczne, w połączeniu z dostępnością unikatowych kolekcji szczepów bakterii, ułatwiły strategię badawczą w zakresie biologii systemów zaprojektowaną w celu wzmocnienia i przyspieszenia zrozumienia procesów chorobowych. Tutaj przedstawiamy przykłady postępów dokonanych dzięki wykorzystaniu zintegrowanej platformy badawczej obejmującej cały genom, aby uzyskać nowy wgląd w patogenezę molekularną. Badania dostarczyły wielu nowych możliwości w zakresie badań podstawowych i translacyjnych. (więcej…)