microbius
РОССИЙСКИЙ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ
Поиск
rss

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2Vtzqx7tLnC

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqwzYS9e

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqvtsLHv

Реклама

Новости

Новости
Геномный надзор в реальном времени для усиления контроля над инфекционными заболеваниями и резистентностью к противомикробным препаратам
#эпидемиологический надзор #полногеномное секвенирование #подход единое здоровье #пандемия #геномный надзор
Успехи и проблемы, с которыми столкнулись системы эпиднадзора в здравоохранении, развернутые во время пандемии COVID-19, могут послужить уроком для эпиднадзора за другими инфекционными заболеваниями и резистентностью к противомикробным препаратам (AMR).     Пандемия подчеркнула настоятельную необходимость модернизации и укрепления служб здравоохранения и эпиднадзора за состоянием здоровья населения, а также продемонстрировала, что системы реагирования на эпидемии являются ключевым аспектом жизнеспособности систем здравоохранения. Это подразумевает использование научных инноваций и технологий в борьбе не только с COVID-19, но и с эволюционирующими угрозами здоровью, связанными с появлением новых патогенов и ростом AMR. Недавние глобальные оценки подтвердили, что AMR является одной из основных причин летальных исходов во всем мире, что делает ее одним из приоритетов глобального общественного здравоохранения.    В борьбе с пандемией одним из важнейших орудий стало геномное наблюдение, основанное на полногеномном секвенировании (WGS). Широкое использование WGS для обнаружения и характеристики новых вариантов SARS-CoV-2 сыграло важную роль в оценке риска и управлении общественным здравоохранением в связи с пандемией COVID-19 на местном, национальном и международном уровнях. Кроме того, оно позволило выявлять и отслеживать потенциальные новые варианты SARS-CoV-2, чтобы направлять разработку и эффективное использование вакцин против COVID-19. Таким образом, наличие потенциала WGS для наблюдения за патогенами является неотъемлемой частью рекомендаций по обеспечению готовности к пандемии в будущем.     В связи с этим ускоряется процесс перехода от традиционного эпидемиологического надзора, основанного на оповещении о случаях заболевания, к системам геномного надзора в режиме реального времени, которые охватывают все сектора в целях профилактики и борьбы с инфекционными заболеваниями. Эти новые системы объединяют эпидемиологический контекст с данными о генетических последовательности патогенов в рамках концепции "Единое здоровье" для более точной оценки рисков. В свою очередь, это позволяет разрабатывать и оценивать адаптивные ответные меры по мере появления, распространения и эволюции патогенов в части их ареала обитания, патогенности, лекарственной устойчивости или способности противостоять вакцинам.    В статье, опубликованной в журнале Frontiers in Science, международный коллектив микробиологов из Европейского общества клинической микробиологии и инфекционных болезней (ESCMID) призывает инвестировать в технологии, потенциал, опыт и сотрудничество, чтобы поставить геномный надзор за патогенами на передний край будущей готовности к пандемиям. "Инфекционные заболевания, чреватые эпидемиями, пересекают границы так же быстро, как люди и товары перемещаются по миру", - говорит ведущий автор исследования профессор Марк Струеленс из Университета Свободы в Брюсселе (Бельгия). "Сегодня локальная вспышка может превратиться в следующий мировой пандемический кризис завтра".    Основываясь на оценке роли, которую сыграло WGS в выявлении новых вариантов SARS-CoV-2 и мониторинге распространения вируса, в данной статье авторы выступают за более широкое использование геномного надзора для оценки рисков и снижения угроз здоровью, связанных с другими инфекционными заболеваниями и AMR. С этой целью они дают рекомендации по изменению лабораторных технологий и практики, наращиванию потенциала, межсекторальному сотрудничеству, развитию системы общественного здравоохранения и управлению обменом данными, а также возможности проведения исследований для укрепления местных, национальных и общемировых возможностей комплексного эпиднадзора за инфекционными угрозами на основе WGS с целью информирования о быстрой реакции на эпидемии и предотвращения будущих пандемий.    Геномное наблюдение, объединяющее усилия органов здравоохранения, ветеринаров и врачей, необходимо использовать для мониторинга заболеваний людей и животных и резистентности к противомикробным препаратам. Интегрируя эпидемиологические и клинические данные из всех этих областей, мы сможем получить полную картину о патогенных микроорганизмах и рисках, которые они представляют.    "Геномный надзор за патогенами - это инструмент, который изучает взаимодействие между селективным давлением противомикробных препаратов на популяции микробов и адаптивной эволюцией этих микробов в сторону лекарственной резистентности", - поясняет Струеленс. "Он позволяет нам обнаружить возникновение и распутать динамику передачи сверхприспособленных эпидемических клонов с множественной лекарственной резистентностью - "супербактерий". Геномный надзор может помочь отследить зоонозные и межчеловеческие передачи вирусных вариантов, штаммов бактерий и признаков лекарственной резистентности".    Эта информация может помочь в проведении вакцинных кампаний, разработке целевых методов терапии и принятии мер в области общественного здравоохранения - все это может помочь предотвратить возникновение эпидемий. Мониторинг геномов также позволит нам более глубоко изучить новые заболевания и эволюцию известных заболеваний, оценить степень их опасности и определить меры противодействия.     По словам ученых, чтобы сделать геномный надзор эффективным, необходимы глобальные, доступные данные в режиме реального времени. Для этого требуются масштабные инвестиции в потенциал и экспертизу, учитывающие различные уровни инфраструктуры и подготовки специалистов в разных странах мира. Во время пандемии COVID-19 страны, которые уже имели доступ к опыту и оборудованию для геномного надзора, имели значительное преимущество в мониторинге пандемии и применении ответных мер. Авторы предлагают схему справедливого внедрения глобальных взаимосвязанных систем эпиднадзора, включающих страны с низким и средним уровнем дохода.    "Статья Струеленса - обязательное чтение для всех, кто интересуется геномным эпиднадзором как частью подготовки к эпидемиям", - пишет в сопроводительной редакционной статье профессор Марион Коопманс из Медицинского центра Эразма в Роттердаме (Нидерланды). "Инструменты и амбиции уже есть - следующим шагом должно стать создание справедливых, совместных инфраструктур эпиднадзора для будущего глобального здравоохранения. Предлагаемый ВОЗ "Договор о пандемии" будет иметь ключевое значение, определяя некоторые правила международного взаимодействия для повышения готовности".    "Для обеспечения всеобщего участия в совместных системах геномного эпиднадзора по всему миру нашими важнейшими задачами являются достаточный потенциал лабораторий и секвенирования, подготовка квалифицированных кадров, а также доступ к проверенным инструментам анализа и обмена геномными данными в рамках комплексной и безопасной цифровой информационной инфраструктуры здравоохранения", - отмечает Струеленс. "Интеграция геномной информации об эпидемических патогенах с эпидемиологической информацией должна происходить в масштабах от местного до глобального уровня".
Аннотация
CRISPR-антимикробные системы против Klebsiella pneumoniae  (аннотация)
#фагемиды #новые антимикробные препараты #crispr
Системы CRISPR-Cas могут быть использованы в качестве антимикробных препаратов с программируемым спектром действия для борьбы с бактериальными инфекциями.    Однако вопрос о том, как нуклеазы CRISPR действуют в качестве антимикробных препаратов на разных объектах-мишенях и штаммах, остается малоизученным.Среди новых антимикробных стратегий системы CRISPR-Cas стали перспективным средством для специфического устранения бактериальных патогенов из микробного сообщества, не затрагивая окружающие бактерии. Это свойство является преимуществом по сравнению с антибиотиками, которые обычно убивают множество бактерий без разбора, тем самым изменяя микробиом человека и способствуя колонизации патогенными бактериями.     Программируемость систем CRISPR-Cas также дает преимущества перед литическими бактериофагами, которые не могут быть легко адаптированы к геномной последовательности бактерий-мишеней. Специфичность CRISPR-Cas систем обусловлена их естественной ролью в качестве адаптивных иммунных систем. Эти системы хранят патогенные последовательности (так называемые спейсеры), фланкированные палиндромными повторяющимися последовательностями в массиве CRISPR. При заражении массив обрабатывается для создания активной направляющей РНК (gRNA), состоящей из усеченного спейсера и повторяющейся последовательности. Эта gRNA направляет нуклеазу Cas на распознавание определенной последовательности ДНК или РНК, вызывая тем самым иммунный ответ.    Существует огромное количество CRISPR-Cas систем, которые делятся на два класса, семь типов и более 33 подтипов и вариантов. Каждый класс включает в себя мультибелковый эффекторный комплекс (класс I) или одноэффекторную нуклеазу (класс II) для иммунной защиты. Тип обычно определяется по конкретному эффектору (например, Cas9 для систем типа II), в то время как подтип отражает различные вспомогательные cas-гены или различные филогении эффектора. Некоторые системы действуют на ДНК (тип I, II и большинство типов V), другие на РНК и обладают сопутствующей активностью (тип III и VI), представляя собой широкий спектр действий, которые могут быть использованы для различных целей.    В рамках разнообразия CRISPR-нуклеаз разработка антимикробных препаратов CRISPR была сосредоточена на нуклеазах Cas9 второго типа, которые вносят слепые разрезы в ДНК, нуклеазах Cas13 шестого типа, которые приводят клетки в состояние покоя путем сопутствующей деградации РНК, и многосубъединичном комплексе Cascade первого типа, который рекрутирует Cas3 для захвата и деградации одной нити ДНК. Такие нуклеазы использовались либо для уничтожения плазмид, резистентных к антибиотикам, либо для избирательного уничтожения клеток путем нацеливания на хромосомную ДНК или клеточную РНК.     В большинстве исследований тестировался только один конкретный штамм бактерий и одна нуклеаза, при этом практически отсутствуют рекомендации по выбору нуклеазы или по разработке эффективных gRNA. Доставка также остается серьезной проблемой, и доставка нуклеаз и gRNA осуществляется в основном с помощью умеренных или литических фагов, конъюгированных плазмид или наночастиц на основе полимеров и липидов. На сегодняшний день фаги используются наиболее широко, а спектр бактерий, которые они могут инфицировать, был расширен за счет инженерии белков хвостового волокна для повышения их эффективности для нескольких штаммов. Эти достижения создают основу для изучения того, как эффективно разрабатывать и применять CRISPR-антимикробные препараты, особенно в отношении клинически значимых патогенов, для которых необходимы новые антимикробные средства.    Мы попытались сделать следующий шаг, используя в качестве исследования клинически значимые штаммы Klebsiella pneumoniae. Для изучения особенностей, которые могут улучшить нацеливание на разные штаммы, мы провели геномный скрининг в разных штаммах K. pneumoniae, который позволил выявить правила дизайна направляющих и обучить алгоритм прогнозирования эффективности направляющих. Мы также показали, что антимикробные препараты Cas12a могут быть использованы для уничтожения K. pneumoniae, если они закодированы в фагемидах (фагемида — это вектор для клонирования на основе ДНК, который обладает как бактериофагными, так и плазмидными свойствами - прим.ред.).    В целом, наши результаты подчеркивают важность оценки антимикробной активности CRISPR-антимикробных препаратов на соответствующих штаммах и определяют критические параметры для эффективного таргетинга на основе CRISPR.
Узнайте о новостях и событиях микробиологии
Первыми получайте новости и информацию о событиях
up