Новости

Внутри каждого вида штаммовая вариативность может возникать в результате эволюции in situ с помощью нескольких механизмов, включая накопление точечных мутаций и структурные изменения генома, возникающие в результате инсерций, делеций, горизонтального переноса генов и внутригеномных перестроек, требующих рекомбинации.    Виды могут различаться по основному способу геномных изменений, лежащих в основе диверсификации штаммов в их среде обитания. Например, в кишечнике человека штаммы Bacteroides fragilis эволюционируют в основном за счет накопления точечных мутаций, но не за счет рекомбинации. Напротив, Helicobacter pylori обязана своим штаммовым разнообразием как рекомбинации, так и накоплению точечных мутаций. Точечные мутации и структурные изменения могут действовать на разных участках одного и того же генома, как было показано на примере многих грибковых фитопатогенов. И мутации, и структурные изменения могут приводить к важным функциональным различиям между штаммами. У H. pylori одна точечная мутация приводит к развитию рака желудка; у Staphylococcus aureus одна точечная мутация приводит к возможности переноса от человека к кроликам. Было показано, что рекомбинация обусловливает резистентность к антибиотикам у Streptococcus pneumoniae и вирулентность у Neisseria meningitidis. Другие бактериальные патогены используют рекомбинацию для создания фаговых вариаций, важных для уклонения от иммунитета.    Несмотря на важность структурных изменений генома в развитии разнообразия штаммов, большинство методов сравнения штаммов, используемых на сегодняшний день, используют один подход, основанный на попарном сравнении однонуклеотидных полиморфизмов (SNPs) между геномами. Методы сравнения геномов на основе SNP также используются для отнесения геномов к одному или разным штаммам одного вида с помощью пороговых значений сходства. Методы, основанные на SNP, очень чувствительны к разнообразию, обусловленному мутациями, но относительно нечувствительны к структурным различиям между геномами, особенно если они основаны на сопоставлении чтений с эталонными геномами.    Это может привести к недооценке разнообразия штаммов у видов с высокой степенью рекомбинации. Методы, основанные на SNP, также могут потенциально переоценивать геномное разнообразие из-за технических или биологических факторов, таких как ошибки секвенирования или появление гипермутантов с повышенным уровнем точечных мутаций. Эти аспекты сами по себе мотивируют разработку методов, позволяющих улавливать структурные различия между геномами. Более того, при сравнительном использовании с подходами, основанными на SNP, такие методы обещают дать более полное представление о том, как различные виды генерируют разнообразие штаммов.    Синтения генома - порядок расположения блоков последовательностей в гомологичных геномных областях в парах метагеномных сборок или геномов, ранее использовалась для оценки эволюционных расстояний между геномами эукариот; у микроорганизмов синтения генов использовалась для выявления событий горизонтального переноса генов. Однако микросинтения (локальное сохранение порядка генетических маркеров в геномных регионах) является упущенным компонентом вариативности для оценки геномного разнообразия и представляет собой неиспользованный и богатый источник геномной информации для сравнения микробных штаммов. Родственные штаммы должны иметь общие синтенические регионы, независимо от вариаций SNP между гомологичными генами.    В данном исследовании мы разработали SynTracker - метод, использующий микросинтению для сравнения штаммов внутри вида. SynTracker использует попарное сравнение гомологичных геномных регионов в метагеномных или геномных сборках, после чего оценивает среднее значение синтении для пары штаммов (average pairwise synteny score, APSS). SynTracker не требует предварительно скомпилированной базы данных эталонных геномов, а использует только один эталонный геном для каждого интересующего вида и относительно нечувствителен к SNPs. Мы разработали SynTracker таким образом, чтобы придать меньший вес SNPs и больший вес вставкам, делециям и событиям рекомбинации. Эти геномные различия менее многочисленны, чем SNP, и с меньшей вероятностью являются результатом ошибок секвенирования.    SynTracker обладает низкой чувствительностью к SNPs, не требует базы данных и не подвержен ошибкам секвенирования. Он превосходит существующие методы при отслеживании штаммов в метагеномных данных и особенно подходит для фагов, плазмид и других контекстов с малым количеством данных. Применяемый в одновидовых наборах данных и метагеномах кишечника человека, SynTracker в сочетании с методом, основанным на SNP, обнаруживает штаммы, обогащенные либо точечными мутациями, либо структурными изменениями, позволяя понять эволюцию микроорганизмов in situ.     SynTracker доступен в виде программы с открытым исходным кодом на GitHub https://github.com/leylabmpi/S...

Результаты клинического испытания показывают, что ацетаминофен наиболее эффективен для самых тяжелых пациентов.    Клиническое исследование показало, что внутривенное введение ацетаминофена может снизить риск повреждения органов и развития острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС) у пациентов с сепсисом. Хотя исследование не улучшило показатели смертности у всех пациентов с сепсисом независимо от степени тяжести, исследователи обнаружили, что ацетаминофен принес наибольшую пользу пациентам, наиболее подверженным риску повреждения органов. Этим пациентам требовалось меньше вспомогательной вентиляции легких, и у них наблюдалось небольшое, хотя и статистически незначимое, снижение смертности. Исследование было опубликовано в журнале JAMA.    При сепсисе эритроциты повреждаются и погибают с аномально высокой скоростью, выделяя в кровь так называемый  свободный ("бесклеточный") гемоглобин. Организм становится перегруженным и не может вывести избыток гемоглобина, что может привести к повреждению органов. Предыдущие работы Лоррейн Уэйр, профессора медицины Университета Вандербильта, и первого автора данного исследования показали, что ацетаминофен, помимо облегчения боли и снижения температуры, блокирует вредное воздействие свободного гемоглобина на легкие, которые подвергаются основному риску повреждения при сепсисе. Ограниченные исследования также позволили предположить, что ацетаминофен может лучше действовать на пациентов с наиболее тяжелым сепсисом - с высоким уровнем свободного гемоглобина, который связан с повышенным риском развития острого респираторного дистресс-синдрома и высоким риском смерти.    Авторы отмечают, что определение высокого уровня свободного гемоглобина в качестве биомаркера, который можно тестировать при первой госпитализации пациентов, было бы прорывом, поскольку это помогло бы быстро определить, каким пациентам с сепсисом может помочь терапия ацетаминофеном. "Одна из проблем реаниматологии заключается в том, что пациенты заболевают так быстро, что мы обычно не успеваем выяснить, какие биомаркеры помогают предсказать, какая терапия может дать наилучший результат", - говорит Уэйр. "Мы надеемся, что эти результаты продемонстрируют потенциальную терапевтическую ценность использования биомаркеров для успешного поиска лечения, которое сработает именно тогда, когда пациенты в этом больше всего нуждаются".    Чтобы более полно проверить терапевтический потенциал ацетаминофена в клиническом испытании, авторы включили в исследование 447 взрослых с сепсисом и нарушением функции органов дыхания или кровообращения в 40 академических больницах США с октября 2021 по апрель 2023 года. Пациенты были рандомизированы для получения ацетаминофена или плацебо внутривенно каждые шесть часов в течение пяти дней. Затем исследователи наблюдали за пациентами в течение 28 дней. Они также провели специальный анализ, используя данные только тех пациентов, у которых уровень свободного гемоглобина превышал определенный порог. В целом исследователей интересовало количество пациентов, которые смогли остаться в живых без органной поддержки, такой как ИВЛ или лечение почечной недостаточности.    Авторы обнаружили, что внутривенный ацетаминофен был безопасен для всех пациентов с сепсисом, без различий в повреждении печени, снижении артериального давления или других нежелательных явлениях по сравнению с группой плацебо. Среди вторичных результатов также было обнаружено, что в группе ацетаминофена значительно меньше повреждений органов, а также частота возникновения острого респираторного дистресс-синдрома в течение семи дней после поступления в стационар.    При более детальном рассмотрении пациентов с более высоким уровнем свободного гемоглобина исследователи обнаружили, что только 8% пациентов в группе ацетаминофена нуждались в искусственной вентиляции легких по сравнению с 23% пациентов в группе плацебо. А через 28 дней 12% пациентов в группе ацетаминофена умерли по сравнению с 21% в группе плацебо, хотя этот результат не был статистически значимым.    "Хотя ожидаемый эффект от терапии ацетаминофеном был достигнут не у всех пациентов с сепсисом, это исследование показывает, что эта терапия по-прежнему перспективна для  тяжелобольных пациентов", - считает Уэйр. "Однако для раскрытия механизмов и подтверждения этих результатов необходимы дополнительные исследования". По словам Уэйр, результаты исследования критически больных пациентов внушают надежду и она планирует провести более масштабное клиническое исследование, в которое, вероятно, будут включены пациенты с более высоким уровнем свободного гемоглобина.