Alan Hauser, MD, PhD, vicepresidente de microbiología-inmunología y profesor de Medicina en la División de Enfermedades Infecciosas, fue eso encontró que una cepa específica de neumonía constantemente superaba a otras cepas.,
un análisis genético poblacional de bacterias de neumonía ha dado una idea de cómo la competencia entre cepas afecta la infectividad, según un estudio reciente de Northwestern Medicine publicado en Infection and Immunity.
Klebsiella pneumoniae es la tercera infección más comúnmente reportada en un entorno hospitalario, por lo que comprender por qué proliferan ciertas cepas puede ayudar a los médicos a detener la propagación de estas bacterias, según Alan Hauser, MD, PhD, vicepresidente de microbiología-inmunología, profesor de Medicina en la División de Enfermedades Infecciosas y autor principal del estudio.,
Mallory Agard, estudiante de sexto año en el programa de Posgrado Driskill en Ciencias de la vida (DGP), fue la autora principal del estudio.
el éxito de una bacteria con frecuencia depende de su capacidad para competir dentro de su entorno. El pulmón, por ejemplo, es un ecosistema intrincado, y el cuerpo lucha por mantener el microbioma natural frente a las bacterias y virus que invaden a través de la saliva y la inhalación.
sin embargo, no es solo una batalla entre el «bien» y el «mal»; la competencia entre cepas entre bacterias patógenas es feroz. Hay más de 150 cepas distintas de K., pneumoniae, muchas de las cuales se pueden encontrar en el mismo hospital o incluso en el mismo paciente, según el estudio.
para rastrear qué cepas dominan, los científicos de Northwestern desarrollaron «StrainSeq», un método que mide la prevalencia de cepas mediante la identificación de secuencias genómicas únicas de cepas. En el estudio actual, Agard, Hauser y sus colegas infectaron ratones con varias cepas de bacterias de neumonía simultáneamente y midieron la abundancia de cepas después del inicio de la enfermedad.
encontraron que una cepa de K. pneumoniae, llamada KPPR1, superó repetidamente a las otras cepas de K., pneumoniae en los modelos. Según el estudio, se encontraron dramáticamente más bacterias KPPR1 en los pulmones 20 horas después de la infección en comparación con otras cepas.
curiosamente, KPPR1 no encontró el mismo éxito cuando las cepas se mezclaron en un ambiente de laboratorio, en lugar de en animales vivos.
muchas bacterias tienen mecanismos indirectos para subvertir las cepas competidoras, alterando el medio ambiente para que sea desfavorable para el crecimiento de los competidores. Otras bacterias hacen esto más directamente, simplemente atacando cepas competidoras.,
debido a que el KPPR1 flaqueó fuera del entorno pulmonar, los científicos plantearon la hipótesis de que el KPPR1 puede operar a través de un mecanismo indirecto que solo es efectivo en los pulmones, como el secuestro de un recurso importante o la inducción de una respuesta inmunitaria que es más mortal para otras cepas.
«inicialmente pensamos que las cepas proliferarían en los pulmones en el mismo grado, ya sea que se inocularan juntas como una piscina en un ratón o individualmente en ratones separados», dijo Hauser., «Nos sorprendió encontrar que una sola cepa supera rápida y sólidamente a las otras cepas en el grupo, aunque esa misma cepa no necesariamente logró mayores números en el pulmón cuando se inoculó sola.»
Se observaron hallazgos similares con una segunda bacteria importante de neumonía, Acinetobacter baumannii. Esto sugiere que la competencia entre cepas puede ocurrir en muchas especies bacterianas diferentes, dijeron los autores.,
una mayor investigación de estas dinámicas de población bacteriana puede arrojar luz sobre los mecanismos que impulsan la jerarquía, y en el futuro podría ayudar a los científicos a idear formas de evitar que estas bacterias causen infecciones, según Hauser.
«varias cepas de K. pneumoniae se identifican con frecuencia en hospitales de todo el mundo como causas comunes de neumonía», dijo Hauser. «Comprender los factores que permiten que estas cepas sean tan exitosas en comparación con otras K., las cepas de pneumoniae pueden permitir el desarrollo de nuevas terapias que previenen su capacidad de causar neumonía repetidamente.»
Egon Ozer, MD, PhD, ‘ 08 ‘ 12 GME, profesor asistente de Medicina en la División de Enfermedades Infecciosas, y Raul Piseaux, MD, Investigador Asociado en la División de Pulmonary and Critical Care, fueron coautores del estudio.
este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de salud becas K24 AI104831, R01 AI053674, R01 AI118257, U19 AI135964 y T32 AI747620.
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