Wykrywanie Yersinia – nowe badania

Naukowcy z Pasteur Institut we Francji opracowali metodę analizy genomowej do klasyfikacji i identyfikacji szczepów Yersinia i oceny patogeniczności.

Yersinia obejmuje szereg bakterii rozróżnianych według kryteriów, takich jak to, czy są one w stanie wywołać chorobę. Jest częścią rodziny Enterobacteriaceae i obejmuje 19 gatunków. Patogeny przenoszone przez żywność Yersinia enterocolitica i Yersinia pseudotuberculosis powodują jersiniozę jelitową, chorobę przenoszoną przez żywność. Szczepy w obrębie gatunków takich jak Yersinia enterocolitica również różnią się właściwościami patogennymi.

Yersinia enterocolitica jest trzecią co do wielkości przyczyną bakteryjnej biegunki w krajach umiarkowanych i zimnych po Salmonelli i Campylobacter. We Francji infekcje najczęściej występują w pojedynczych przypadkach lub dotykają małe grupy.

Jak zidentyfikowano szczepy

„Wcześniej szczepy identyfikowano za pomocą metod biochemicznych, które czasem nie są precyzyjne. Opierają się na reakcjach metabolicznych, co prowadzi do błędnej identyfikacji w przypadku reakcji nietypowych ”- powiedział Cyril Savin, zastępca dyrektora Narodowego Centrum Referencyjnego (CNR) ds. zakażeń i infekcji Yersinia w Institut Pasteur we Francji.

Przydatna byłaby strategia mająca zastosowanie do wszystkich gatunków Yersinia, ponieważ identyfikacja fenotypowa jest czasochłonna, pracochłonna i może prowadzić do nieprawidłowej identyfikacji. Wspomagany matrycą czas jonizacji desorpcji laserowej lotnej spektrometrii masowej (MALDI-TOF MS) również nie jest w pełni wiarygodny.

Dokładna identyfikacja jest niezbędna, ponieważ patogenność różni się między poszczególnymi szczepami Yersinia. Umożliwia bardziej skuteczne monitorowanie pacjenta i może wspomagać działania służby zdrowia.

Naukowcy z Zakładu Różnorodności Biologicznej i Epidemiologii Patogenów Bakteryjnych Instytutu Pasteura z CNR oraz Centrum Bioinformatyki i Biostatystyki w Departamencie Biologii Obliczeniowej opracowali opartą na genomie metodę identyfikacji szczepów rodzaju Yersinia na podstawie typowania sekwencji wielokrotnego ogniskowania genomu rdzeniowego (cgMLST). Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Microbial Genomics.

Wydajność metody oceniono na 1843 izolatach zebranych przez francuski krajowy system nadzoru i analizowano równolegle przy użyciu fenotypowych metod referencyjnych, co doprowadziło do 98,4% zgodności na poziomie gatunkowym i infra-specyficznych - biotypowych i serotypowych poziomów. W przypadku 29 izolatów nieprawidłowe przypisania fenotypowe wynikało z nietypowych cech biochemicznych lub braku rozdzielczości fenotypowej.

Technika może pomóc w wykryciu epidemii

„Kiedy skanowaliśmy sekwencję wielu genów w genomie Yersinia dla każdego szczepu, zdaliśmy sobie sprawę, że każda bakteria ma swój unikalny profil genetyczny. Metoda polega na przekształceniu tego profilu genetycznego w rodzaj znormalizowanego kodu kreskowego ”- powiedział Sylvain Brisse, kierownik działu różnorodności biologicznej i epidemiologii patogenów bakteryjnych.

Stosując metodę do rodzaju Yersinia, zidentyfikowano ponad 3000 kodów kreskowych, z których niektóre ujawniły nowe gatunki.

Prace doprowadziły do ​​ustandaryzowanego języka umożliwiającego wszystkim laboratoriom rozpoznawanie kodów. Publiczny dostęp do bazy danych kodów kreskowych lub profili genomowych i powiązanych danych identyfikacyjnych, umożliwił laboratoriom na całym świecie identyfikację szczepów Yersinia za pomocą własnych sekwencji genomowych.

Nieograniczone udostępnianie podstawowych profili genomowych i powiązanych kodów kreskowych pomoże w badaniach nad powiązaniami genetycznymi między szczepami, umożliwi wykrycie ognisk i poprawi zrozumienie sposobu przenoszenia szczepów między środowiskiem, zwierzętami, żywnością i ludźmi.

Za pomocą zautomatyzowanego algorytmu klasyfikacji każdy profil genomowy jest powiązany z gatunkiem i linią genetyczną.

„Nasze porównanie profili genetycznych szczepów Yersinia ujawniło nieoczekiwany poziom różnorodności biologicznej, w tym kilku nowych i wcześniej nieznanych gatunków. Szczepy można teraz zidentyfikować wyjątkowo niezawodnie na podstawie ich profilu genomowego ”- powiedziała Alexis Criscuolo, bioinformatyk z Wydziału Biologii Obliczeniowej.

Źródła:

https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/mgen/10.1099/mgen.0.000301

https://bigsdb.pasteur.fr/yersinia/