Einige Viren schützen, schädliche Bakterien in CF-Patienten, Studie findet

Chronische bakterielle Infektionen in der Lunge von Mukoviszidose-Patienten verschlechterte sich durch eine bisher unbeachtet biologische Agens: eine Gruppe von Viren, die infizieren die Bakterien.

Die Viren, die einen biofilm bilden, sondert Antibiotika Weg von Bakterien, die potenziell einen Beitrag zur Entwicklung von Antibiotika-Resistenzen in der CF-Patienten Lungen, eine neue Studie von der Stanford University School of Medicine gefunden hat.

Ein Papier beschreibt die Studie, an der 110 Kinder und Erwachsene mit CF, erscheint 17. April in Science Translational Medicine. Es ist die erste, zu erforschen, wie filamentösen Phagen, die ungesunde Bakterien-Angriff von Viren können dazu beitragen, Lungen-Krankheit. Zu verstehen, wie die Viren funktionieren könnte, führen zu besseren CF-Therapien.

„Phagen wurden noch nicht gedacht, da Krankheitserreger, die sich auf Menschen,“, sagte führen Autor Elisabeth Burgener, MD, Dozentin für Pädiatrie an der Stanford University. „Dies ist eine ganz neue Paradigma des Denkens über Sie.“

Die Studie co-senior-Autoren sind Paul Bollyky, MD, Ph. D., assistant professor der Medizin und von Mikrobiologie und Immunologie, und Carlos Milla, MD, professor von Kinderheilkunde. Milla und Burgener sind Pädiatrische pulmologen in Lucile Packard Kinderkrankenhaus in Stanford, wo Sie Behandlung von CF-Patienten.

Weil Phagen infizieren nur bakterielle Zellen, haben Wissenschaftler angenommen, dass die Viren nicht wirken auf die menschliche Gesundheit. Die neue Studie widerspricht dieser Annahme: CF-Patienten, die mit Phagen infizierten Bakterien in der Lunge schlechter ab als jene mit nicht-infizierten Lunge Bakterien.

„Wir sahen, dass die Phagen-Infektion der Lunge Bakterien ist im Zusammenhang mit Antibiotika-Resistenz bei Patienten,“ Burgener sagte. Wissenschaftler haben gekämpft, um zu verstehen, wie eine aggressive Bakterien-Spezies, Pseudomonas aeruginosa, bleibt in der Lunge von CF-Patienten mit Antibiotika, fügte Sie hinzu. „Wir denken, das virus hilft, den Pseudomonas zu etablieren, die chronische Infektion in der CF-Patienten Lungen, und möglicherweise macht Patienten kränker im Laufe der Zeit.“

Klebrige Substanzen

Zystische Fibrose ist eine genetische Erkrankung, die bewirkt, dass die Lunge zu produzieren ungewöhnlich dicken, klebrigen Schleim. Im Laufe der Zeit, Patienten neigen dazu, zu entwickeln chronischen bakteriellen Infektionen, die führen kann zu Atemstillstand und Tod. Im Erwachsenenalter, der Lunge über die Hälfte der CF-Patienten sind infiziert mit Pseudomonas. Die Infektion ist verbunden mit verschlechtert die Prognose.

„Wenn jemand erste wächst Pseudomonas, versuchen wir zu beseitigen mit Antibiotika,“ Burgener sagte. Patienten inhalieren hohe Dosis an Antibiotika, die direkt in die Lunge. Aber die Bakterien, die oft weiter wachsen.

Um zu sehen, wie die Phagen und Bakterien arbeiten zusammen, nahmen die Forscher Vorteil der Eigenart der Biologie des filamentösen Phagen: Wenn diese Phagen infizieren die Bakterien, Sie nicht zu töten; vielmehr werden die noch lebenden Bakterien übernehmen die Phagen-DNA in Ihre eigene DNA und beginnen Buttern Menge der viralen Partikel.

Die Forscher untersuchten die genetischen Analysen von Pseudomonas-Bakterien die Lunge von 34 CF-Patienten in Dänemark. Die Patienten hatten Ihre Bakterien-DNA sequenziert wiederholt, so dass die Forscher, um zu sehen, ob Phagen-DNA hatte sich nachhaltig integriert in das bakterielle Genom. Patienten waren wahrscheinlicher zu entwickeln konsistente Phagen-Infektionen, als Sie älter wurde, unterstützt die Idee, dass die virus-infizierten Bakterien kommen zu Dominieren CF-Patienten Lungen über die Zeit. Das Durchschnittliche Alter der Patienten ohne die Phagen 13 war, während das Durchschnittliche Alter von Phagen-infizierten Patienten wurde 19.

Burgener und Ihre Kollegen sammelten auch sputum-Proben von 76 Menschen mit MUKOVISZIDOSE, Kinder und Erwachsene, die eine Behandlung erhält, die an der Stanford. Das team testete die sputum für die genetischen Signaturen von Pseudomonas und filamentösen Phagen und festgestellt, dass 58 Menschen hatten Pseudomonas-Infektion. Die Forscher untersuchten Daten von den Patienten medizinische Aufzeichnungen auf die Lungenfunktion, was Bakterien hatte wächst in Ihrer Lunge über die Zeit und andere gesundheitliche Indikatoren.

Unter den Stanford-Patienten, tragen von Phagen-infizierten Pseudomonas war häufiger, als die Patienten älter werden. Phagen-infizierten Pseudomonas-Bakterien waren eher, als Bakterien ohne das virus resistent gegen drei Antibiotika Häufig zur Behandlung von CF—aztreonam, amikacin und meropenem—aber nicht mit einem anderen Antibiotikum, ciprofloxacin.

„Die Sache, die wirklich herausragte, war, dass Patienten mit Phagen und Pseudomonas hatte deutlich mehr Antibiotika-Resistenz als Patienten, die nicht über Phagen,“ Burgener sagte.

Wie wird die Antibiotikaresistenz passieren?

Die Forscher bereits gezeigt, dass phagenpartikel glom zusammen in einem liquid-crystal Struktur, ein schleimiger biofilm, der greift auf die Antibiotika-Moleküle. In der neuen Studie überprüften Sie, ob diese verhindern könnten, dass die Diffusion von Antibiotika aus Bakterien. Die Phagen-biofilm abgesondert aztreonam, amikacin und meropenem Weg von Bakterien, die das team zeigte.

„Wir denken, dass der biofilm schützt Pseudomonas,“ Burgener sagte. Als biofilm sondert Antibiotika, die Bakterien sieht sub-therapeutische Niveaus von Drogen, so dass einzelne resistente Bakterien zu wachsen, und nach und nach übernehmen in der Lunge.

Die Forscher denken, dass die physikalischen Eigenschaften der verschiedenen Arten von Antibiotika-Moleküle—so als ob die Drogen geladen oder neutral Oberflächen—kann erklären, warum einige Antibiotika stecken in der Phagen-biofilm und andere nicht.

„Wenn wir in der Lage sind, bestätigen diese Ergebnisse, kann es beeinflussen, wie wir wählen Sie die Antibiotika-Therapie für Patienten mit CF und Pseudomonas,“ Burgener sagte.

Der nächste Schritt ist, zu verstehen, wie CF Körper der Patienten reagieren auf die Phagen, Burgener sagte, das hinzufügen, „Es ist erschreckend, wie viel Einfluss der Phagen auf die host-Immunsystem.“

Bollyky führte vor kurzem eine andere Studie, die nahelegt, dass es möglich sein kann, eine Impfung gegen die Phagen.