novas pesquisas mostram E. coli (E. coli), uma bactéria que normalmente vive no intestino humano, pode se espalhar pelos humanos a uma taxa comparável à da gripe suína.
Pela primeira vez, investigadores do Instituto Wellcome Sanger, da Universidade de Oslo, da Universidade de Helsínquia e da Universidade Aalto, na Finlândia, e os seus colaboradores conseguiram estimar a eficiência com que uma pessoa transfere as suas bactérias intestinais para outras. Este cálculo, que mede as taxas de transmissão, anteriormente se concentrava nos vírus.
Rastreando cepas perigosas em pessoas
A pesquisa foi publicada hoje (4 de novembro) em comunicações da naturezaexaminando três principais E. coli Cepa predominante no Reino Unido e na Noruega. Duas das cepas eram resistentes a vários antibióticos comuns. Eles também são a causa mais comum de infecções do trato urinário e do sangue em ambos os países. Os investigadores sugerem que uma melhor monitorização destas estirpes poderia orientar as respostas de saúde pública e ajudar a prevenir surtos de infecções difíceis de tratar.
No longo prazo, uma compreensão mais profunda ajudará E. coli A transmissão pode levar a tratamentos mais direcionados e à redução da dependência de antibióticos de amplo espectro. Os métodos desenvolvidos neste estudo também poderiam ser adaptados para estudar outros patógenos bacterianos e melhorar estratégias para o manejo de infecções invasivas.
E. coli É uma das principais causas de infecção em todo o mundo.1 Embora a maioria das cepas sejam inofensivas e normalmente residam no intestino, as bactérias podem entrar no corpo por meio de contato direto (como beijos) ou por meios indiretos (como compartilhamento de superfícies, alimentos ou espaços residenciais). quando E. coli Se atingir áreas como o trato urinário, pode causar doenças graves, incluindo sepse, especialmente em pessoas com sistema imunológico enfraquecido.
A resistência aos antibióticos torna estas infecções ainda mais preocupantes. No Reino Unido, mais de 40% E. coli As infecções sanguíneas são agora resistentes a um antibiótico importante,2 Refletindo os crescentes níveis de resistência global.
Aplicando métricas de viralidade a bactérias
Os cientistas costumam usar o número básico de reprodução (R0) para descrever a infectividade de um patógeno. Este número estima quantos novos casos uma única pessoa infectada pode resultar. É frequentemente aplicado a vírus e ajuda a prever se uma epidemia irá expandir-se ou diminuir. Até agora, os investigadores não conseguiram atribuir valores R0 às bactérias que normalmente colonizam o intestino porque normalmente vivem no corpo sem causar doenças.
Para superar este problema, a equipe combinou dados do UK Infant Biome Study com dados do E. coli Programa de vigilância de infecções da corrente sanguínea no Reino Unido e na Noruega, anteriormente produzido pelo Wellcome Sanger Institute.
Usando uma plataforma de software chamada ELFI3 (Engine for Likelihood-Free Inference), os pesquisadores construíram um novo modelo capaz de estimar três R0 principais E. coli Cepas de pesquisa.
Os seus resultados mostram que uma estirpe específica, chamada ST131-A, pode espalhar-se de pessoa para pessoa tão rapidamente como alguns dos vírus que causam surtos globais, incluindo a gripe suína (H1N1). Isto é particularmente impressionante porque E. coli Não se espalha através de gotículas no ar como o vírus da gripe.
Duas outras estirpes estudadas, ST131-C1 e ST131-C2, são resistentes a múltiplos antibióticos, mas espalham-se muito mais lentamente em indivíduos saudáveis. No entanto, em hospitais e outros ambientes de saúde, onde os pacientes são mais vulneráveis e entram em contacto frequente, estas estirpes resistentes aos medicamentos podem espalhar-se mais rapidamente pela população.
Compreendendo o R0 das bactérias
Atribuir um valor R0 às bactérias pode nos dar uma imagem mais clara de como as infecções bacterianas se espalham. Também ajuda a identificar quais as estirpes que representam a maior ameaça e pode informar estratégias de saúde pública para proteger melhor as pessoas com sistemas imunitários comprometidos.
O co-primeiro autor, Dr. Fanni Ojala, da Universidade de Aalto, na Finlândia, explicou: “Com a grande quantidade de dados coletados pelo sistema, um modelo de simulação pode ser construído para prever R0 E. coli. Pelo que sabemos, esta não é apenas a primeira vez E. coliEu, mas esta é a primeira vez para qualquer uma das bactérias que vivem em nosso microbioma intestinal. Agora que temos este modelo, será possível aplicá-lo a outras estirpes de bactérias no futuro, permitindo-nos compreender, monitorizar e, esperançosamente, impedir a propagação de infecções resistentes a antibióticos. “
“E. coli são uma das primeiras bactérias descobertas no intestino do bebê e, para entender como as bactérias afetam a nossa saúde, precisamos saber por onde começar – e é por isso que o Estudo do Bioma Bebê do Reino Unido é tão importante. É ótimo ver os dados do nosso Estudo do Bioma Infantil do Reino Unido sendo usados por outros para descobrir novos insights e abordagens, que esperamos beneficiar a todos nós. “
Uma nova perspectiva sobre genética bacteriana
O autor sênior, Professor Jukka Corander, do Wellcome Sanger Institute e da Universidade de Oslo, acrescentou: “Deixe R0 E. coli Permitindo-nos ver mais claramente a propagação de bactérias nas pessoas e compará-la com outras infecções. Agora que podemos ver a rapidez com que algumas destas estirpes bacterianas se espalham, é necessário compreender os seus fatores genéticos. Compreender a genética de estirpes específicas pode levar a novas formas de diagnosticar e tratar estas estirpes em ambientes de saúde, o que é especialmente importante para bactérias que se tornaram resistentes a múltiplos antibióticos. “
O sucesso deste estudo depende de grandes quantidades de dados genômicos do Reino Unido e da Noruega, todos sequenciados no Instituto Wellcome Sanger. Esses dados em grande escala permitem identificar detalhadamente os padrões de transmissão. Conjunto de dados derivado de estudos publicados anteriormente Microbiologia da Lanceta,4,5 Isso lançou as bases para o avanço da modelagem alcançado neste novo estudo.
notas
- Colaboradores da Resistência Antimicrobiana. (2022) “Carga global da resistência bacteriana antimicrobiana em 2019: uma análise sistemática.” Lanceta. DOI:1016/S0140-6736(21)02724-0
- Autoridade de Segurança Sanitária do Reino Unido. Novos números mostram que 148 infecções graves resistentes a antibióticos ocorrerão todos os dias em 2021. Veja: https://www.gov.uk/government/news/new-data-shows-148-severe-antibiotic-pression-infections-a-day-in-2021#:~:text=Over%20two-fifths%20of%20E,as%20cefiderocol%20to%20identificar%20resistência
- ELFI pode ser encontrado em: https://www.elfi.ai/
- Gladstone, e outros. (2021) “Emergência e disseminação da resistência aos medicamentos em Escherichia coli causando infecções na corrente sanguínea na Noruega 2002-17: um estudo genômico da população microbiana longitudinal e nacional” Microbiologia da Lanceta. DOI: 10.1016/S2666-5247(21)00031-8.
- AK Pontinen, e outros. (2024) “Modulação do sucesso clonal multirresistente em populações de Escherichia coli: um estudo de coorte longitudinal, multinacional, genômico e de uso de antibióticos” Microbiologia da Lanceta. DOI: 10.1016/S2666-5247(23)00292-6.
