Ασπεργίλλωση: Η μόλυνση από τον μύκητα οδηγεί σε μια εμφανή αλλαγή στο μικροβίωμα του ανθρώπινου πνεύμονα. Πώς;
Τα στελέχη Aspergillus fumigatus που μολύνουν τον άνθρωπο έχουν σημαντικά αλλοιωμένο μεταβολισμό σε σύγκριση με άλλα στελέχη στο περιβάλλον. Ταυτόχρονα, η μόλυνση από τον μύκητα οδηγεί σε μια εμφανή αλλαγή στο μικροβίωμα του ανθρώπινου πνεύμονα. Ερευνητές στο Ινστιτούτο Έρευνας Φυσικών Προϊόντων και Βιολογίας Λοιμώξεων Leibniz (Leibniz-HKI) στη Jena της Γερμανίας, κατέληξαν σε αυτό το συμπέρασμα αφού χρησιμοποίησαν μοντέλα μηχανικής μάθησης για να αναλύσουν δεδομένα γονιδιώματος από περίπου 250 στελέχη μυκήτων και δεδομένα μικροβιώματος πνεύμονα από 40 ασθενείς.
Τι είναι ο μύκητα ασπέργιλλος;
Ο μύκητας Aspergillus fumigatus είναι ευρέως διαδεδομένος στο περιβάλλον, όπου εκτελεί σημαντικές οικολογικές λειτουργίες. Ταυτόχρονα, είναι ευκαιριακό παθογόνο των ανθρώπων. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να μολύνει άτομα με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα και να προκαλέσει απειλητικές για τη ζωή ασθένειες όπως η ασπεργίλλωση. Η θεραπεία είναι δύσκολη λόγω του περιορισμένου αριθμού διαθέσιμων φαρμάκων για μυκητιάσεις.
Ωστόσο, όπως ανακάλυψαν ερευνητές στο Leibniz-HKI, τα στελέχη μυκήτων που βρέθηκαν στο περιβάλλον και τα κλινικά στελέχη από δείγματα ασθενών διαφέρουν σημαντικά. Σε μια προηγούμενη μελέτη, η ομάδα ανακάλυψε ήδη ότι οι γενετικές πληροφορίες περίπου 250 στελεχών Aspergillus fumigatus διαφορετικής προέλευσης ταιριάζουν μόνο κατά περίπου 70%. Συγκριτικά, οι γενετικές πληροφορίες των ανθρώπων και των χοίρων είναι περίπου 95% πανομοιότυπες.
«Στην τρέχουσα μελέτη, εστιάσαμε στον αντίκτυπο που έχουν αυτές οι γονιδιωματικές διαφορές στον μεταβολισμό των μυκήτων παρουσία ενός πολύπλοκου μικροβιώματος του πνεύμονα», δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης, Γιάννης Παναγιώτου. Είναι επικεφαλής του τμήματος Microbiome Dynamics στο Leibniz-HKI και είναι καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Friedrich Schiller στη Jena της Γερμανίας. “Η κατανόηση του τι θα μπορούσε να οδηγήσει την ανάπτυξη μυκήτων και επομένως την επιβίωση του A. fumigatus σε διαφορετικούς βιότοπους μπορεί να προωθήσει την ανάπτυξη προφυλακτικών ή θεραπευτικών στρατηγικών για τον έλεγχο των επιπέδων των μυκητιακών παθογόνων.”
Η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε μοντέλα υπολογιστή που προβλέπουν μεταβολικές αντιδράσεις και προϊόντα για τα 250 διαφορετικά στελέχη, με βάση τα δεδομένα του γονιδιώματος και την τρέχουσα γνώση των μεταβολικών οδών. «Με αυτόν τον τρόπο, διαπιστώσαμε ότι τα κλινικά στελέχη διαφέρουν σημαντικά από τα περιβαλλοντικά στελέχη, ειδικά στον τομέα της σύνθεσης αμινοξέων», λέει ο Mohammad Mirhakkak, ένας από τους δύο κύριους συγγραφείς.
Ο Mirhakkak και ο συν-πρώτος συγγραφέας του Xiuqiang Chen χρησιμοποίησαν στη συνέχεια το μοντέλο που ανέπτυξαν για να μελετήσουν δείγματα από 40 ασθενείς με κυστική ίνωση πριν και μετά την επιβεβαιωμένη μόλυνση από Aspergillus fumigatus. Χρησιμοποιώντας δεδομένα μεταγονιδιώματος από τα δείγματα, κατάφεραν να αποκρυπτογραφήσουν τη σύνθεση του μικροβιώματος του πνεύμονα πριν και μετά τη μόλυνση. Προσδιόρισαν δηλαδή μικροοργανισμούς που ζουν στους πνεύμονες κάθε ασθενούς.
«Χρησιμοποιήσαμε αυτά τα δεδομένα για να τροφοδοτήσουμε το μοντέλο μας και διαπιστώσαμε ότι ο Aspergillus fumigatus φαίνεται να διαμορφώνει το μικροβίωμα του πνεύμονα προς όφελός του», εξηγεί ο Chen. Ακόμη και όταν οι ερευνητές προσομοίωσαν τα λεγόμενα knockouts – στελέχη μυκήτων που δεν είναι βιώσιμα από μόνα τους επειδή ορισμένα μεταβολικά μονοπάτια έχουν απενεργοποιηθεί – επέζησαν χάρη στη βοήθεια του μικροβιώματος του πνεύμονα. Τουλάχιστον στην προσομοίωση υπολογιστή, άλλοι μικροοργανισμοί ανέλαβαν τότε την παραγωγή ζωτικών μεταβολιτών.
Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον Κόσμο
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
