Phương pháp mới điều trị tốt bệnh tiêu chảy nhờ phát hiện ra cách trao đổi chất của vi khuẩn kỵ khí

Một nhóm các nhà điều tra từ các thành viên sáng lập của Mass General Brigham, Bệnh viện Brigham and Women's (BWH) và Bệnh viện Đa khoa Massachusetts (MGH), đã xác định các chiến lược trao đổi chất được sử dụng bởi Clostridioides difficile để nhanh chóng xâm chiếm ruột. Các phát hiện xác định các phương pháp để ngăn ngừa và điều trị tốt hơn nguyên nhân phổ biến nhất của bệnh tiêu chảy liên quan đến kháng sinh và nhiễm trùng mắc phải trong chăm sóc sức khỏe (HAIs). Cách tiếp cận của nhóm có ý nghĩa trong việc hiểu các khía cạnh rộng lớn hơn của quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, bao gồm phản ứng với thuốc kháng sinh và sản xuất các chất chuyển hóa quan trọng. Kết quả được công bố trên tạp chí Nature Chemical Biology .

Đồng tác giả Lynn Bry, MD, Tiến sĩ, giám đốc Trung tâm Vi sinh vật chủ Massachusetts, phó giám đốc y tế về Bệnh học tại BWH, cho biết: "Việc nghiên cứu quá trình trao đổi chất theo thời gian thực ở các vi sinh vật chỉ phát triển trong môi trường thiếu oxy được coi là không thể". và là phó giáo sư Bệnh học tại Trường Y Harvard. "Ở đây, chúng tôi đã chỉ ra rằng nó có thể được thực hiện để chống lại nhiễm trùng C. difficile - và với những phát hiện có thể áp dụng cho y học lâm sàng."

" C. difficile là nguyên nhân hàng đầu gây nhiễm trùng bệnh viện và là nguyên nhân hàng đầu gây tiêu chảy liên quan đến kháng sinh. Việc hiểu cơ chế trao đổi chất của nó ở cấp độ tế bào có thể hữu ích trong việc ngăn ngừa và điều trị nhiễm trùng", đồng tác giả Leo L. Cheng cho biết. , Tiến sĩ, nhà sinh lý học liên kết về Bệnh học và X quang tại MGH và là phó giáo sư về X quang tại Trường Y Harvard.

C. difficile là một loài vi khuẩn kỵ khí bắt buộc, có nghĩa là nó không nhân lên khi có khí oxy. C. difficile gây nhiễm trùng bằng cách giải phóng độc tố cho phép mầm bệnh lấy chất dinh dưỡng từ các mô ruột bị tổn thương. Hiểu cách C. difficile chuyển hóa chất dinh dưỡng trong khi xâm chiếm ruột có thể cung cấp các phương pháp mới để ngăn ngừa và điều trị nhiễm trùng.

Để hoàn thành nghiên cứu của mình, Bry và Cheng, giảng viên trong chương trình Mass General Brigham Pathology mới thành lập, đã sử dụng một công nghệ gọi là quang phổ cộng hưởng từ hạt nhân quay góc ma thuật có độ phân giải cao (HRMAS NMR) để nghiên cứu quá trình trao đổi chất theo thời gian thực trong các tế bào sống trong điều kiện yếm khí. . Nhóm nghiên cứu đã kết hợp các dự đoán trên máy tính để phát hiện sự thay đổi quá trình trao đổi chất ở C. difficile khi lượng chất dinh dưỡng sẵn có giảm đi, sau đó phát triển một phương pháp để theo dõi đồng thời dòng carbon và nitơ thông qua quá trình chuyển hóa kỵ khí. Các nhà nghiên cứu đã xác định cách C. difficilebắt đầu quá trình trao đổi chất của nó bằng cách lên men các axit amin trước khi tham gia vào các con đường lên men các loại đường đơn giản như glucose. Họ phát hiện ra rằng các con đường quan trọng hội tụ tại một điểm tích hợp trao đổi chất để tạo ra axit amin alanine nhằm thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn một cách hiệu quả.

Các phát hiện của nghiên cứu đã xác định các mục tiêu mới cho các loại thuốc phân tử nhỏ để chống lại sự xâm nhập và nhiễm trùng của C. difficile trong ruột, đồng thời cung cấp một phương pháp mới để nhanh chóng xác định quá trình chuyển hóa của vi khuẩn cho các ứng dụng khác, bao gồm phát triển kháng sinh và sản xuất các chất chuyển hóa quan trọng về mặt kinh tế và trị liệu.

Nguồn Mass General Brigham