Jump to content

Резистом

Резистом : использовался для описания двух похожих, но отдельных понятий

Открытие и текущие данные

[ редактировать ]

Резистом впервые был использован для описания резистентности бактерий, снижающей эффективность антибиотиков. [ 4 ] [ 5 ] Хотя антибиотики и сопровождающие их гены устойчивости к антибиотикам происходят из естественной среды обитания, до секвенирования следующего поколения большинство исследований устойчивости к антибиотикам ограничивались лабораторными исследованиями. [ 6 ] Возросшая доступность полногеномных и метагеномных методов секвенирования нового поколения выявила значительные резервуары устойчивых к антибиотикам бактерий за пределами клинических условий. [ 4 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] Повторное тестирование метагеномов почвы показало, что в городских, сельскохозяйственных и лесных условиях спорообразующие почвенные бактерии проявляют устойчивость к большинству основных антибиотиков независимо от того, где они возникли. [ 4 ] В этом исследовании они наблюдали около 200 различных профилей резистентности среди секвенированных бактерий, что указывает на разнообразный и устойчивый ответ на протестированные антибиотики независимо от их бактериальной мишени, природного или синтетического происхождения. [ 4 ] Бактерии, устойчивые к антибиотикам, наблюдались в ходе метагеномных исследований в доклинических условиях, таких как водоочистные сооружения. [ 5 ] [ 8 ] и человеческие микробиомы, такие как рот. [ 10 ] Теперь мы знаем, что резистом к антибиотикам существует во всех экологических нишах на Земле, а последовательности древней вечной мерзлоты показывают, что устойчивость к антибиотикам существовала примерно за тысячелетия до появления антибиотиков, синтезированных человеком. [ 9 ]

Комплексная база данных исследований антибиотиков (CARD) была создана для составления базы данных генов устойчивости на основе быстро доступных бактериальных геномных данных. [ 7 ] CARD представляет собой компиляцию данных о последовательностях и идентификацию генов устойчивости в неаннотированных последовательностях генома. [ 7 ] База данных «включает в себя биоинформационные инструменты, которые позволяют идентифицировать гены устойчивости к антибиотикам на основе данных о последовательностях всего или части генома, включая неаннотированные контиги сборки необработанных последовательностей ». [ 7 ] Это ресурс, предназначенный для лучшего понимания резистома и связывающий наборы данных о здравоохранении, окружающей среде и сельском хозяйстве. [ 7 ]

ResistomeDB . была опубликована в 2020 году для хранения резистома глобального океана [ 11 ] ., на основе метагеномных образцов проекта Tara Oceans Project .

Человеческие патогены

[ редактировать ]

Главный вопрос, связанный с резистомом окружающей среды, заключается в следующем: как патогенные бактерии приобретают гены устойчивости к антибиотикам из окружающей среды (и наоборот)? Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо рассмотреть механизмы горизонтального переноса генов (HGT) и различные возможности контакта между бактериями окружающей среды и патогенами человека. [ нужна ссылка ]

В почвенных бактериальных сообществах, устойчивых к антибиотикам, гены, обеспечивающие устойчивость, были обнаружены на мобильных генетических элементах. [ 4 ] Аналогично, при анализе резистома на водоочистной станции плазмиды кодирующие белки, и другие мобильные генетические элементы, присутствовали на всех уровнях фильтрации, и эти мобильные элементы содержали гены устойчивости. [ 5 ] Эти устойчивые сообщества в почве и воде известны как резервуары, из которых устойчивость может передаваться патогенным бактериям. [ 12 ] Метагеномное секвенирование и сборка на основе короткого считывания выявили обмен генами устойчивости к антибиотикам между непатогенными почвенными бактериями окружающей среды и клиническими патогенами. [ 13 ] Части почвенных бактерий идеально соответствуют идентичности нескольких различных человеческих патогенов и содержат кассеты устойчивости к пяти классам антибиотиков . [ 13 ] Эти кассеты устойчивости также содержат последовательности, которые отражают недавний горизонтальный перенос генов и обеспечивают механизм того, как этот перенос произошел. [ 13 ] Эти гены устойчивости к антибиотикам также сохраняют свою функциональность даже после того, как они полностью удалены из контекста своего первоначального хозяина, что подчеркивает их совместимость с широким кругом хозяев, включая патогены. [ 13 ] Интересно, что высокая консервативность идентичности генов устойчивости также наблюдалась в микробиоме кишечника человека. [ 13 ] Хотя среднее сходство аминокислот между микробиотой кишечника человека и резистентными патогенами составляло всего около 30,2–45,5%, их гены устойчивости идеально соответствовали генам патогенных бактерий, что позволяет предположить, что резистомы желудочно-кишечного тракта человека, почвы и клинические патогены связаны между собой. [ 13 ] Однако следует отметить, что риск передачи не может быть просто экстраполирован на основе обилия резистомных генов в популяции, и для полного понимания возникающих рисков следует рассмотреть возможность многогранного подхода к анализу риска. [ 12 ] Например, было замечено, что мобильность генов, устойчивых к антибиотикам, зависит от того, является ли популяция патогенной или нет, при этом сообщества патогенов имеют гораздо более высокую долю мобильных генетических элементов. [ 14 ]

Когда в окружающей среде присутствует устойчивость к антибиотикам, важно учитывать, как человеческие патогены взаимодействуют или интегрируются в эту среду и как там происходит обмен устойчивостью к антибиотикам. Например, бактерии полости рта могут достигать других частей тела через пищеварительную и кровеносную системы, а наша слюна легко передает бактерии другим людям, поэтому существует несколько способов, которыми устойчивые к антибиотикам бактерии в микробиоме полости рта могут легко передать свои гены устойчивости другим людям. , потенциально патогенные бактериальные сообщества. [ 10 ] Кроме того, было замечено, что почвенные и патогенные резистомы не различаются, поэтому важно понимать устойчивость к окружающей среде в водных и других средах с высокой вероятностью взаимодействия патогенов человека. [ 13 ] гиперрезистентной к антибиотикам, У Pseudomonas aeruginosa, стресс окружающей среды является ключом к экспрессии ее резистома; Внутренние, приобретенные и адаптивные формы резистентной экспрессии генов возникают под разным давлением окружающей среды и приводят к серьезным проблемам в разработке эффективных методов лечения. [ 15 ]

Наше понимание того, как люди создают дополнительное положительное избирательное давление для устойчивости к антибиотикам в доклинических условиях, сейчас важно как никогда. [ 4 ] [ 5 ] Рост устойчивости к антибиотикам серьезно снизил эффективность антибиотиков, что создает серьезные основания для беспокойства в сфере разработки лекарств и поддержания общественного здравоохранения. [ 9 ] Изготовленные человеком антибиотики не являются единственным источником устойчивости к антибиотикам в дикой природе, поскольку антибиотики присутствуют в различных концентрациях и действуют как защитные и сигнальные механизмы, естественным образом отбирая устойчивость к антибиотикам в окружающей среде. [ 6 ] По этой причине изучение природных антибиотиков и закономерностей устойчивости к антибиотикам, которые естественным образом возникают в дикой природе, может помочь нам прогнозировать устойчивость к антибиотикам и реагировать на нее в клинических условиях. [ 6 ] Анализ данных метагеномных последовательностей является полезным инструментом для понимания того, как воздействие человека влияет на распространение генов устойчивости. [ 13 ] Результатом попадания в окружающую среду высоких доз искусственных антибиотиков является усиление устойчивости к антибиотикам даже при отсутствии естественного производства антибиотиков. [ 4 ] Вторичные стрессовые условия, такие как загрязнение тяжелыми металлами, вызывают более высокий уровень ГПГ как реакцию на стресс, что также, вероятно, способствует распространению генов, устойчивых к антибиотикам. [ 6 ] Кроме того, быстрый рост численности населения без адекватной очистки сточных вод увеличивает вероятность контакта патогенов человека с бактериями, устойчивыми к окружающей среде. [ 6 ] поэтому важно рассматривать очистку сточных вод как источник ТПГ. [ 10 ]

Устойчивость к инфекциям

[ редактировать ]

Резистом также относится к унаследованному набору генов, используемых для сопротивления инфекциям. [ 3 ] [ 2 ] Эту концепцию также называют врожденным иммунитетом , а гены устойчивости внутри резистома обеспечивают различные функции иммунного ответа и дифференциально транскрибируются. [ 3 ] Интересно, что в одном исследовании Arabidopsis thaliana активированные участки хромосомы, обеспечивающие устойчивость как к бактериям, так и к вирусам, сгруппированы вместе, что, вероятно, означает, что они совместно регулируются. [ 3 ]

Сравнение различных мутаций в зародышевой линии можно использовать, чтобы помочь определить размер и положение резистома — этого набора генов, обеспечивающих наследственный иммунный ответ. [ 2 ] Из-за мутации возник «универсальный резистом», набор генов устойчивости, общий для всех мышей, аналогичный концепции панмикробиома. [ 16 ] вероятно, чрезвычайно мал. [ 2 ]

  1. ^ Райт, Джерард Д. (март 2007 г.). «Антибиотик-резистом: связь химического и генетического разнообразия» . Обзоры природы Микробиология . 5 (3): 175–186. дои : 10.1038/nrmicro1614 . ISSN   1740-1526 . ПМИД   17277795 . S2CID   6820908 .
  2. ^ Jump up to: а б с д Бейтлер Б., Кроза К., Козиол Дж.А., Джорджель П. (февраль 2005 г.). «Генетическое вскрытие врожденного иммунитета к инфекции: модель цитомегаловируса мыши». Современное мнение в иммунологии . 17 (1): 36–43. дои : 10.1016/j.coi.2004.11.004 . ПМИД   15653308 .
  3. ^ Jump up to: а б с д Марат Р., Гуан З., Анандалакшми Р., Чжао Х., Динеш-Кумар С.П. (июль 2004 г.). «Исследование резистома Arabidopsis thaliana в ответ на заражение вирусом мозаики огурца с использованием полногеномного микрочипа». Молекулярная биология растений . 55 (4): 501–20. дои : 10.1007/s11103-004-0439-0 . ПМИД   15604696 . S2CID   7460917 .
  4. ^ Jump up to: а б с д и ж г Д'Коста В.М., Макгранн К.М., Хьюз Д.В., Райт Г.Д. (январь 2006 г.). «Отбор проб резистома к антибиотику». Наука . 311 (5759): 374–7. Бибкод : 2006Sci...311..374D . дои : 10.1126/science.1120800 . ПМИД   16424339 . S2CID   14411188 .
  5. ^ Jump up to: а б с д Диас МФ, да Роша Фернандес Г, Кристина де Пайва М, Кристина де Матос Салим А, Сантос А.Б., Амарал Насименту А.М. (май 2020 г.). «Изучение резистома, вирулома и микробиома питьевой воды в экологических и клинических условиях». Исследования воды . 174 : 115630. Бибкод : 2020WatRe.17415630D . дои : 10.1016/j.watres.2020.115630 . ПМИД   32105997 . S2CID   211556937 .
  6. ^ Jump up to: а б с д и Мартинес Х.Л. (июль 2008 г.). «Антибиотики и гены устойчивости к антибиотикам в естественной среде». Наука . 321 (5887): 365–7. Бибкод : 2008Sci...321..365M . дои : 10.1126/science.1159483 . ПМИД   18635792 . S2CID   38529155 .
  7. ^ Jump up to: а б с д и МакАртур А.Г., Ваглехнер Н., Низам Ф., Ян А., Азад М.А., Бэйли А.Дж. и др. (июль 2013 г.). «Полная база данных устойчивости к антибиотикам» . Антимикробные средства и химиотерапия . 57 (7): 3348–57. дои : 10.1128/AAC.00419-13 . ПМЦ   3697360 . ПМИД   23650175 .
  8. ^ Jump up to: а б Манайя С.М., Роча Дж., Скачча Н., Марано Р., Раду Э., Бьянкулло Ф. и др. (июнь 2018 г.). «Устойчивость к антибиотикам на очистных сооружениях: борьба с черным ящиком». Интернационал окружающей среды . 115 : 312–324. Бибкод : 2018EnInt.115..312M . дои : 10.1016/j.envint.2018.03.044 . ПМИД   29626693 . S2CID   4686577 .
  9. ^ Jump up to: а б с Браун Э.Д., Райт Г.Д. (январь 2016 г.). «Открытие антибактериальных препаратов в эпоху резистентности» . Природа . 529 (7586): 336–43. Бибкод : 2016Natur.529..336B . дои : 10.1038/nature17042 . ПМИД   26791724 . S2CID   4401156 .
  10. ^ Jump up to: а б с Диас-Торрес М.Л., Вильдье А., Хант Н., Макнаб Р., Спратт Д.А., Аллан Э. и др. (май 2006 г.). «Определение потенциала устойчивости к антибиотикам местной микробиоты полости рта человека с использованием метагеномного подхода» . Письма FEMS по микробиологии . 258 (2): 257–62. дои : 10.1111/j.1574-6968.2006.00221.x . ПМИД   16640582 .
  11. ^ Куадра, Рафаэль Р.К.; Сорокина, Мария; Андраде, Бруно Дж; Горис, Тобиас; Давила, Альберто М.Р. (01 мая 2020 г.). «Обнаружен резистом глобального океана: изучение распространенности и распределения генов устойчивости к антибиотикам в образцах океанов TARA» . ГигаСайенс . 9 (5). doi : 10.1093/gigascience/giaa046 . ISSN   2047-217X . ПМЦ   7213576 . ПМИД   32391909 .
  12. ^ Jump up to: а б Манайя CM (март 2017 г.). «Оценка риска передачи устойчивости к антибиотикам из окружающей среды к человеку: непрямая пропорциональность между распространенностью и риском» . Тенденции в микробиологии . 25 (3): 173–181. дои : 10.1016/j.tim.2016.11.014 . ПМИД   28012687 .
  13. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Форсберг К.Дж., Рейес А., Ван Б., Селлек Э.М., Соммер М.О., Дантас Г. (август 2012 г.). «Общий антибиотикорезистом почвенных бактерий и патогенов человека» . Наука . 337 (6098): 1107–11. Бибкод : 2012Sci...337.1107F . дои : 10.1126/science.1220761 . ПМК   4070369 . ПМИД   22936781 .
  14. ^ Форсберг К.Дж., Патель С., Гибсон М.К., Лаубер К.Л., Найт Р., Фирер Н., Дантас Г. (май 2014 г.). «Бактериальная филогения структурирует резистомы почвы в разных средах обитания» . Природа . 509 (7502): 612–6. Бибкод : 2014Natur.509..612F . дои : 10.1038/nature13377 . ПМК   4079543 ​​. ПМИД   24847883 .
  15. ^ Брейденштайн Э.Б., де ла Фуэнте-Нуньес К., Хэнкок Р.Э. (август 2011 г.). «Pseudomonas aeruginosa: все дороги ведут к сопротивлению». Тенденции в микробиологии . 19 (8): 419–26. дои : 10.1016/j.tim.2011.04.005 . ПМИД   21664819 .
  16. ^ Агирре де Карсер Д. (сентябрь 2018 г.). «Панмикробиом кишечника человека представляет собой композиционное ядро, образованное дискретными филогенетическими единицами» . Научные отчеты . 8 (1): 14069. Бибкод : 2018NatSR...814069A . дои : 10.1038/s41598-018-32221-8 . ПМК   6145917 . ПМИД   30232462 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 47e4a4c335d919d35ffb441c2e64b4f5__1709683800
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/47/f5/47e4a4c335d919d35ffb441c2e64b4f5.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Resistome - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)