Onderzoekers van de University of Maryland School of Medicine publiceerden een van de meest uitgebreide analyses van hoe genen tot expressie komen tijdens infectie (bekend als een transcriptoom). De analyses omvatten drie verschillende stammen van de bacterie Streptococcus pneumoniae, die longontsteking, hersenvliesontsteking en middenoorontsteking veroorzaakt.
Het omvat ook analyses van de longen en vier andere organen in een diermodel waar de bacterie verblijft, zich vermenigvuldigt en in het lichaam verovert. Hun bevindingen werden vandaag gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Onze nieuwe analyse biedt waardevolle nieuwe informatie over de dierlijke gastheer en pathogeen interacties die plaatsvinden tijdens pneumokokken infecties,” zei studie hoofdonderzoeker Hervé Tettelin, PhD, een professor in de Microbiologie en Immunologie, en wetenschapper aan het Institute for Genome Sciences in de Universiteit van Maryland School of Medicine. “Het zou onderzoekers uiteindelijk kunnen helpen bij het ontwikkelen van nieuwe behandelingen voor deze bacteriële infectie.”
Symptomen van de pneumokokkeninfectie kunnen zijn: koorts, hoest, kortademigheid, pijn op de borst, stijve nek, verwardheid, verhoogde gevoeligheid voor licht, gewrichtspijn, rillingen, oorpijn, slapeloosheid en prikkelbaarheid, volgens de Centers for Disease Control and Prevention.
Met de introductie van het eerste pneumokokkenvaccin in 2000 is het aantal sterfgevallen dat aan deze infecties kan worden toegeschreven, gedaald. Toenemende antibioticaresistentie heeft echter sommige van deze infecties moeilijker te behandelen gemaakt.
De onderzoekers van de University of Maryland School of Medicine werkten samen met onderzoekers van de University of Alabama at Birmingham en Yale University School of Medicine om genexpressie te analyseren op verschillende infectieplaatsen, waaronder de neus- en keelholte, het hart, de bloedbaan, de longen en de nieren.
Zij creëerden een atlas van deze genexpressiegegevens en ontdekten dat de bacterie zich anders gedraagt, afhankelijk van de infectieplaats binnen het muismodel, en de muisorganen reageren op hun beurt ook verschillend.
Zij ontdekten ook dat bepaalde genen van S. pneumoniae altijd op alle anatomische plaatsen sterk tot expressie kwamen, waardoor ze ideale doelen zijn voor nieuwe vaccins of therapieën. In een experiment met dieren ontdekten de onderzoekers dat een ontstekingsremmende behandeling genaamd interferon beta werkte om te voorkomen dat de bacterie vitale organen binnendrong.
Dit bevorderde de overleving van de gastheer en verschafte ons belangrijke inzichten in potentiële nieuwe behandelingsmogelijkheden. We waren in staat om voort te bouwen op analytische pijplijnen om een uitgebreidere manier te bieden om diverse systemische pathogenen te bestuderen.”
Adonis D’Mello, co-auteur van de studie en afgestudeerd student Moleculaire Geneeskunde, Institute for Genome Sciences
De financiering werd verstrekt via het Merck Investigator Studies Program dat hypothese-genererend klinisch en preklinisch onderzoek ondersteunt dat wordt geïnitieerd, ontworpen en uitgevoerd door externe onderzoekers. Dit project werd ook ondersteund met fondsen van de National Institutes of Health, National Institute of Allergy and Infectious Diseases.
“Dit is een zeer opwindende bevinding van fundamenteel onderzoek die wijdverbreide implicaties kan hebben in ons begrip van een wijdverbreide en potentieel gevaarlijke infectieziekte,” zei E. Albert Reece, MD, Ph.D., MBA, Executive Vice President for Medical Affairs, UM Baltimore, en de John Z. en Akiko K. Bowers Distinguished Professor en Dean, University of Maryland School of Medicine.
“Het heeft ook een bredere toepasbaarheid voor het gebied van transcriptoomonderzoek om potentiële nieuwe behandelingen voor ziekten te identificeren.”