Jakie mogą powstać mutacje w genomie patogenu powodującego pneumocystozowe zapalenie płuc i w jakich okolicznościach się one tworzą – odpowiedzi na te pytania szukają naukowcy z Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Wyniki ich badań mają kluczowe znaczenie w kontekście określenia potencjalnych konsekwencji stosowania specyficznych terapii u niektórych pacjentów, głównie po przeszczepach i z różnymi chorobami płuc.
Badanie jest częścią międzynarodowego projektu realizowanego w ramach 16 edycji konkursu sieci the Joint Programming Initiative on Antimicrobial Resistance. Działa ona na rzecz ograniczania antybiotykooporności, wspiera badania naukowe realizowane przez międzynarodowe konsorcja stosujące podejście One Health w sześciu priorytetowych obszarach: terapeutyce, diagnostyce, nadzorze, transmisji, środowisku i interwencjach.
W konkursie DISTOMOS (Development of innovative strategies, tools, technologies, and methods for diagnostics and surveillance of antimicrobial resistance) biorą udział konsorcja, których zadaniem jest stworzenie nowych lub doskonalenie już istniejących strategii, narzędzi, technologii i metod rozważnego i racjonalnego stosowania środków przeciwdrobnoustrojowych (AMR). Spośród 106 wniosków do finansowania skierowano 17 projektów. Jednym z nich – „Droplet Digital PCR and PCR-free BIOSensors for the diagnosis of resistance-associated SNPs in Pneumocystis jirovecii” – pokierują Polacy. Dr hab. Marta Kicia z Katedry i Zakładu Biologii i Parazytologii Lekarskiej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu wraz z zespołem przyjrzy się mutacjom w genomie patogenu powodującego pneumocystozowe zapalenie płuc.
Pneumocystis jirovecii jest jednokomórkowym, oportunistycznym grzybem występującym na powierzchni nabłonka płuc człowieka, którego infekcja u osób podatnych może prowadzić do rozwoju pneumocystozowego zapalenia płuc.
Na tego rodzaju infekcje najbardziej narażeni są m.in. biorcy przeszczepów, u których stosowane są leki immunosupresyjne – tłumaczy dr hab. Marta Kicia. – W ramach profilaktyki stosuje się u nich różne środki, które mają zapobiegać infekcjom. Nie zawsze jednak są skuteczne. U niektórych dochodzi do pojawiania się mutacji w genomie patogenu, co potencjalnie może prowadzić do rozwoju jego oporności na preparaty stosowane w ramach prewencji. Tym samym pacjent jest podatny na zarażenie pomimo stosowania środków zapobiegawczych. Dlaczego tak się dzieje – tego dokładnie nie wiadomo. W naszym badaniu chcemy ustalić, jakie mutacje mogą powstać i co dokładnie wpływa na to, że się pojawiają – dodaje.
Ze względu na brak dostępnych metod badań in vitro w tym zakresie, wymagany jest dostęp do rozwiązań umożliwiających nie tylko szybką, czułą i specyficzną diagnostykę P. jirovecii, ale także identyfikację mutacji potencjalnie związanych z jego opornością. Celem projektu jest zatem opracowanie narzędzi opartych na dwóch metodach: droplet digital PCR (ddPCR) oraz biosensorach wolnych od PCR (PCR-free biosensors). Techniki te umożliwiłyby diagnostykę P. jirovecii poprzez wykrycie DNA w materiałach z dróg oddechowych pobranych od pacjentów z grup ryzyka, a także jakościową i ilościową charakterystykę mutacji w genach kodujących cele dla najczęściej stosowanych preparatów w profilaktyce lub leczeniu Pneumocystis. Jak dodaje liderka przedsięwzięcia, testy PCR-free biosensors, stosowane przez partnera z Hiszpanii (University hospital Virgen del Rocío – Instituto de Biomedicina de Sevilla), mają tę zaletę, że można je wykonać przy łóżku pacjenta, co czyni tę technikę wygodną i szybką.
Do badań planujemy włączyć około 4300–4500 pacjentów niezakażonych wirusem HIV z grup ryzyka zarażenia Pneumocystis – zapowiada dr hab. Marta Kicia, prof. UMW. – Są to chorzy na mukowiscydozę, pacjenci wymagający mechanicznej wentylacji, biorcy przeszczepów, pacjenci z chorobami hematologicznymi, noworodki i niemowlęta. Próbki z dróg oddechowych zostaną pobrane od pacjentów znajdujących się pod opieką szpitali współpracujących z wszystkimi trzema ośrodkami wchodzącymi w skład konsorcjum. W projekcie będą analizowane polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (SNPs) w czterech genach Pneumocystis z wykorzystaniem dwóch nowych, czułych i powtarzalnych narzędzi (ddPCR, PCR-free biosensors). Wyniki porównamy z analizami przeprowadzonymi za pomocą konwencjonalnych metod stosowanych dotychczas w diagnostyce Pneumocystis i jego charakterystyce molekularnej (Real-Time PCR, sekwencjonowanie DNA).
Planowanym efektem projektu jest zaproponowanie nowych precyzyjnych metod molekularnych oraz wysokoprzepustowych testów do szczegółowej analizy oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe u Pneumocystis. Ponadto powstanie baza danych wykrytych mutacji przypuszczalnie związanych z opornością patogenu, w korelacji z danymi badanych pacjentów. Umożliwi to określenie potencjalnych konsekwencji stosowania specyficznych terapii u pacjentów z grup ryzyka, a także możliwego wpływu tych mutacji na skuteczność profilaktyki/leczenia przeciw Pneumocystis u osoby zarażonej.
W projekcie, oprócz naukowców z Polski i Hiszpanii, biorą udział także uczeni z Université de Bretagne Occidentale (Francja). Całkowita kwota dofinansowania wynosi blisko 1,4 mln euro, a UMW na swoje badania otrzyma prawie 2 mln zł.
Alicja Giedroyć-Skiba, źródło: UMW