Search
היוזמה האירופית שואפת לקדם את ההבנה של תקשורת RNA

מיפוי התפשטות הפתוגנים והאבולוציה באמצעות נתוני ניידות גנומיים ואנושיים

דרך חדשה למיפוי התפשטות והתפתחות של פתוגנים, ותגובתם לחיסונים ואנטיביוטיקה, תספק תובנות מפתח שיסייעו לחזות ולמנוע התפרצויות עתידיות. הגישה משלבת נתונים גנומיים של פתוגן עם דפוסי נסיעה אנושיים, שנלקחו מנתוני טלפון נייד אנונימיים.

חוקרים ממכון Wellcome Sanger, אוניברסיטת וויטווטרסאנד והמכון הלאומי למחלות מדבקות בדרום אפריקה, אוניברסיטת קיימברידג', ושותפות בפרויקט הגלובלי של רצף פנאומוקוק, שילבו נתונים גנומיים מכמעט 7,000 Streptococcus pneumoniae (פנאומוקוק) דגימות שנאספו בדרום אפריקה עם נתוני ניידות אנושיים מפורטים. זה אפשר להם לראות כיצד החיידקים הללו, הגורמים לדלקת ריאות ודלקת קרום המוח, נעים בין אזורים ומתפתחים עם הזמן.

הממצאים, שפורסמו היום (3 ביולי) ב טֶבַעמציעים כי הפחתה ראשונית בעמידות לאנטיביוטיקה הקשורה לחיסון הפנאומוקוק משנת 2009 עשויה להיות זמנית בלבד, שכן זנים לא ממוקדים עמידים לאנטיביוטיקה כגון פניצילין השיגו יתרון תחרותי של 68 אחוז.

זו הפעם הראשונה שחוקרים הצליחו לכמת במדויק את הכושר – יכולתם לשרוד ולהתרבות – של זני פנאומוקוק שונים. התובנה יכולה להודיע ​​לפיתוח חיסונים לכוון לזנים המזיקים ביותר, ועשויה להיות ישימה על פתוגנים אחרים.

מחלות זיהומיות רבות כמו שחפת, HIV ו-COVID-19 קיימות במספר זנים או וריאנטים המסתובבים בו זמנית, מה שמקשה על מחקרם. Pneumococcus, חיידק המהווה גורם מוביל לדלקת ריאות, דלקת קרום המוח ואלח דם ברחבי העולם, הוא דוגמה מצוינת עם למעלה מ-100 סוגים ו-900 זנים גנטיים ברחבי העולם. דלקת ריאות לבדה הורגת כ-740,000 ילדים מתחת לגיל חמש מדי שנה, מה שהופך אותה לגורם המוות הזיהומי הגדול ביותר בילדים.

גיוון פנאומוקוק פוגע במאמצי הבקרה, שכן חיסונים המכוונים לזנים עיקריים משאירים מקום לאחרים למלא את הנישות הפנויות. כיצד החיידקים הללו מתפשטים, כיצד החיסונים משפיעים על הישרדותם ועמידותם לאנטיביוטיקה עדיין לא מובנת.

במחקר חדש זה, חוקרים ניתחו רצפי גנום מ-6,910 דגימות פנאומוקוק שנאספו בדרום אפריקה בין השנים 2000 ל-2014 כדי לעקוב אחר התפלגות הזנים השונים לאורך זמן. הם שילבו נתונים אלה עם רשומות אנונימיות של דפוסי נסיעה אנושיים שנאספו על ידי Meta.

הצוות פיתח מודלים חישוביים שחשפו כי זני פנאומוקוק לוקחים כ-50 שנה להתערבב באופן מלא בכל אוכלוסיית דרום אפריקה, בעיקר בשל דפוסי תנועה מקומיים של בני אדם.

הם מצאו כי בעוד שהחדרה של חיסון פנאומוקוק נגד סוגים מסוימים של חיידקים אלה ב-2009 הפחיתה את מספר המקרים שנגרמו על ידי סוגים אלה, היא גם גרמה לזנים אחרים שאינם ממוקדים של חיידקים אלה להשיג יתרון תחרותי של 68 אחוז, עם שיעור הולך וגדל. מהם הופכים עמידים לאנטיביוטיקה כמו פניצילין. זה מצביע על כך שההגנה המקושרת לחיסון מפני עמידות לאנטיביוטיקה היא קצרת מועד.

ד"ר סופי בלמן, המחברת הראשונה של המחקר, דוקטורנטית לשעבר במכון Wellcome Sanger וכיום עמיתת מדע שמידט במרכז מחשוב-העל של ברצלונה, ספרד, אמרה: "בעוד שגילינו שחיידקי פנאומוקוק מתפשטים בדרך כלל לאט, השימוש בחיסונים ותרופות אנטי-מיקרוביאליות יכולות לשנות את הדינמיקה הזו במהירות ובאופן משמעותי על אזורים ופתוגנים אחרים כדי להבין טוב יותר ולחזות את התפשטות הפתוגנים, בהקשר של עמידות לתרופות ויעילות החיסונים.

ד"ר אן פון גוטברג, מחברת המחקר במכון הלאומי למחלות מדבקות, יוהנסבורג, דרום אפריקה, אמרה: "למרות מאמצי החיסון, דלקת ריאות נותרה אחת מסיבות המוות המובילות לילדים מתחת לגיל חמש בדרום אפריקה. עם מעקב גנומי מתמשך ו אסטרטגיות חיסון ניתנות להתאמה כדי להתמודד עם יכולת ההסתגלות המדהימה של פתוגנים אלה, ייתכן שנוכל לכוון טוב יותר התערבויות כדי להגביל את נטל המחלה."

המגוון של הפניאומוקוק הסתיר את השקפתנו על איך כל זן נתון מתפשט מאזור אחד למשנהו. גישה משולבת זו באמצעות גנום חיידקים ונתוני נסיעה אנושיים מאפשרת לנו סוף סוף לחתוך את המורכבות הזו, ולחשוף נתיבי נדידה נסתרים ב-high-definition בפעם הראשונה. זה יכול לאפשר לחוקרים לצפות היכן זנים מתפתחים בסיכון גבוה עשויים לתפוס בשלב הבא, ולהעמיד אותנו צעד לפני התפרצויות פוטנציאליות."

פרופסור סטיבן בנטלי, מחבר בכיר של המחקר במכון Wellcome Sanger

דילוג לתוכן