Древнейший геном бактерии Escherichia coli удалось реконструировать по фрагментам 400-летней давности. Возможность лучше понять историю этого патогена, вызывающего пищевые отравления.
Бактерии E.coli, видимые в электронной микроскопии.
В отличие от хорошо задокументированных пандемий, таких как Черная смерть, которая продолжалась почти полтысячелетия и уничтожила половину населения Европы, не существует исторических данных, позволяющих изучить влияние бактерий, ответственных за гораздо более ограниченные эпидемии. Таким образом, неясно, сколько смертей вызвано такими патогенами, как Escherichia coli. , Pseudomonas aeruginosa или Золотистый стафилококк , хотя они, вероятно, связаны с несколькими миллионами смертей в истории.
Комменсальная бактерия
Одна из причин, объясняющих эту аномалию, заключается в том, что большинство этих микробов являются комменсалами, то есть живут в гармонии со своим хозяином, в данном случае с человеком. E.coli, например, присутствует в кишечнике всех млекопитающих и многих позвоночных, опять же, большую часть времени не причиняя вреда. Тем не менее, некоторые штаммы этой бактерии вызывают иногда тяжелые пищевые отравления, которые могут перерасти в сепсис; они особенно затрагивают самых уязвимых людей:пожилых людей, людей с ослабленным иммунитетом или маленьких детей. Недавние новости снова сообщили об этом в связи со скандалом с пиццей Буитони. Частично серьезность инфекций, вызванных кишечной палочкой, обусловлена способностью этой бактерии противостоять обычным методам лечения, известной «резистентностью к антибиотикам». Понимание того, как была приобретена эта или, скорее, эта резистентность, позволило бы врачам лучше нацеливать лечение и, следовательно, лечить пациентов. Отсюда и интерес к старым штаммам, датируемым еще до Александра Флеминга, первооткрывателя пенициллина.
Итальянская мумия XVI века, из которой были извлечены фрагменты ДНК E.coli. Фото:Отделение палеопатологии Пизанского университета.
Мумифицированные дворяне
Именно такой штамм возрастом 400 лет был обнаружен в итальянской мумии. Она принадлежит к группе итальянских дворян, чьи хорошо сохранившиеся тела были найдены в аббатстве Святого Доменико Маджоре в Неаполе в 1983 году. Для исследования исследователи из Университета Макмастера, Канада, и Парижского университета Сите провели подробный анализ одного из них. из частных лиц Джовани д'Авалос. Неаполитанский дворянин эпохи Возрождения, ему было 48 лет, когда он умер в 1586 году. Этот человек страдал хроническим холециститом, воспалением желчного пузыря (в печени), вызванным камнями. Эти маленькие камешки, вызывающие сильную боль, проанализировал Эрик Денамур, специалист по генетике популяций кишечной палочки. И исследователь нашел там фрагменты бактерии возрастом более 400 лет. "Было очень трогательно типировать эту древнюю кишечную палочку и обнаружить, что она почти уникальна, но является частью филогенетической линии, характерной для человеческих комменсалов, которые сегодня вызывают холецистит «, — говорится в пресс-релизе.
Анализы и реконструкция генома этой предковой бактерии показывают, что ее 4446 генов принадлежат филогруппе А и исключительно редкой последовательности типа 4995. Он не имеет специфического фактора вирулентности или приобретенной устойчивости к антибиотикам. С другой стороны, некоторые гены, которые могут вызывать эту устойчивость, уже присутствуют в этом штамме, указывает исследование, опубликованное в журнале Communications Biology. . Филогруппа А обычно присутствует в кишечнике людей, живущих в сельской местности или малоурбанизированных сообществах. Его также часто обнаруживают при инфекциях желчевыводящих путей. Таким образом, по мнению исследователей, именно оппортунистический микроб поразил печень этого благородного итальянца, воспользовавшись неразгаданной иммунной ситуацией.
Это не единственная обнаруженная бактерия:фрагменты Klebsiella aerogenes также были идентифицированы. Два микроба даже обменялись генами во время их совместного проживания в желчных протоках Джовани д'Авалоса. «Наша реконструкция этой древней кишечной палочки помогает нарисовать более полную картину бремени оппортунистических инфекций в прошлом», объясняют исследователи. Но это исследование также дает возможность сравнения для изучения эволюции геномов различных штаммов E. coli и, возможно, даже для прогнозирования их будущей эволюции «с точки зрения вирулентности и устойчивости , а также, возможно, и других штаммов E. coli». условно-патогенные микроорганизмы “, заключают авторы.
