Bedre forståelse af hvordan infektioner udvikler sig i værten over årtier

Der mangler stadig en forståelse af, hvordan bakterielle populationer udvikler sig efter infektion i cystisk fibrose-patienters luftveje over årtier – i nogle tilfælde i løbet af op til 50 års infektion. Formålet med projektet er at afdække Pseudomonas aeruginosa’s succesfulde evolution og tilpasning og forstå de tilpasningsmæssige trin der leder til persistens og kronicitet.

Molekylærbiologiske analyser til vurdering af bakteriel evolution i patienten
I projektet benyttes molekylærbiologiske analyser, som illustrerer de forskellige stadier af tilpasning og udvælgelse, som Pseudomonas aeruginosa-polulationer gennemgår i værten.

Der blev isoleret prøver fra 12 cystisk fibrose-patienter med en spændvidde på 35 års infektion, og ved hjælp af molekylærbiologiske metoder som helgenom-sekventering, RNA-sekventering og antibiotika- følsomhed, analyseredes Pseudomonas aeruginosas tilpasning i den enkelte patient.

Resultater og konklusioner
De første stadier på vejen frem mod kroniske infektioner sker med meget højt tilpasnings tempo, hvilket ses på antallet af ophobede mutationer, som medfører begrænsninger i diversiteten af de efterfølgende genetiske ændringer og færre akkumulerede mutationer i de sene stadier af infektionen.

Men data fra undersøgelserne viser overraskende, at høj grad af infektions-persistens, som ses hos flere typer af P. aeruginosa, ikke nødvendigvis skyldes parallelle genetiske ændringer; i stedet ser det ud til, at der er en slående parallelitet i aflæsningen af bakteriernes genomer – det vil sige bakteriernes samlede egenskaber og opførsel i de inficerede luftveje.

Blandt de parallelle ændringer i bakteriernes egenskaber i tilknytning til persisterende luftvejsinfektioner hos cystisk fibrose-patienter kan nævnes nedregulering af dannelsen af biofilm, quorum sensing (bakteriers evne til at ”tale sammen” via signalstoffer) samt bakteriernes bevægelighed og dermed deres virulens.