Nouvelles recherches sur Pseudomonas aeruginosa chez les patients atteints de bronchiectasie
Une étude révèle la diversité génétique des bactéries dans la bronchiectasie, ce qui influence les approches de traitement.
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Table des matières
- Causes de la bronchiectasie
- Infections bactériennes et bronchiectasie
- Manque de recherche
- Importance des études génomiques
- Notre étude
- Collecte et analyse des échantillons
- Extraction et séquençage de l’ADN
- Analyse des différences génétiques
- Diversité au sein et entre les patients
- Résultats sur la résistance aux antimicrobiens
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
La Bronchiectasie, c’est une condition pulmonaire de longue durée qui rend la respiration difficile. Les gens qui en souffrent ont souvent une toux persistante, produisent beaucoup de mucus et font face à des infections pulmonaires fréquentes. Avec le temps, ça peut entraîner une détérioration de la fonction pulmonaire et diminuer leur plaisir de la vie quotidienne. La maladie survient parce que les voies respiratoires des poumons deviennent élargies et endommagées, ce qui complique l’évacuation du mucus. Quand le mucus s’accumule, ça peut causer des infections et de l’inflammation, ce qui aggrave encore plus les dommages aux poumons dans un cycle sans fin.
Causes de la bronchiectasie
Il y a deux types principaux de bronchiectasie : la fibrose kystique (FK) et la bronchiectasie non FK. La fibrose kystique est une maladie génétique rare causée par des mutations spécifiques de gènes. En revanche, la plupart des cas de bronchiectasie non FK n’ont pas de cause connue et ne sont pas liés à un gène unique. Malheureusement, beaucoup de gens qui ont une bronchiectasie ne savent pas pourquoi ils l’ont développée.
Infections bactériennes et bronchiectasie
Les personnes atteintes de bronchiectasie ont souvent des infections pulmonaires causées par certaines bactéries. Une bactérie courante s’appelle Pseudomonas Aeruginosa. Des recherches ont montré qu’environ 25 % des patients atteints de bronchiectasie en Europe sont infectés par cette bactérie. Les taux d'infection peuvent varier selon les régions, le sud de l’Europe affichant des taux plus élevés que le nord. Les infections à Pseudomonas aeruginosa sont liées à des résultats de santé plus mauvais, ce qui entraîne un risque accru d’hospitalisation et de décès par rapport aux personnes qui n’ont pas ces infections.
Manque de recherche
La bronchiectasie n’a pas reçu autant d’attention dans la recherche par rapport à d'autres maladies. Du coup, il y a moins d'études sur la composition génétique de Pseudomonas aeruginosa chez les patients atteints de bronchiectasie par rapport à ceux ayant la fibrose kystique. Actuellement, seules deux études ont examiné cette bactérie chez des patients atteints de bronchiectasie dans des pays uniques. Ces études ont révélé qu'une variété de souches de Pseudomonas aeruginosa est responsable des infections, avec seulement quelques patients ayant des infections causées par la même souche.
Importance des études génomiques
Comprendre les Différences génétiques de Pseudomonas aeruginosa chez les patients atteints de bronchiectasie est crucial, car ces différences peuvent influencer le comportement de la bactérie dans le corps. Dans le cas de la fibrose kystique, par exemple, Pseudomonas aeruginosa subit souvent des changements génétiques qui l'aident à s'adapter à l'environnement pulmonaire, rendant le traitement plus difficile. On ne sait pas encore si le même type de changements génétiques se produit chez les patients atteints de bronchiectasie à cause du manque de données.
Des études plus approfondies sont nécessaires pour explorer les infections à Pseudomonas aeruginosa chez les patients atteints de bronchiectasie. Cela pourrait aider à améliorer les options de traitement pour ceux qui sont touchés par cette maladie.
Notre étude
Dans notre recherche, nous avons utilisé le séquençage du génome pour examiner 2 854 échantillons de Pseudomonas aeruginosa obtenus auprès de 180 patients atteints de bronchiectasie lors d'un essai clinique pour un traitement antibiotique spécifique. Nous avons mis l'accent sur les différences génétiques des souches de Pseudomonas aeruginosa trouvées chez ces patients, surtout avant qu’ils ne reçoivent un traitement antibiotique.
Collecte et analyse des échantillons
Nous avons collecté des échantillons de crachats auprès des patients au début de l'essai clinique et les avons stockés à très basse température. Pour isoler Pseudomonas aeruginosa de ces échantillons, nous avons ajouté une solution spéciale à chaque échantillon et les avons incubés. Après, nous avons étalé les échantillons sur des plaques d'agar spécifiques pour favoriser la croissance des bactéries. Une fois que les colonies se sont formées, nous avons confirmé la présence de Pseudomonas aeruginosa en utilisant une technique appelée réaction en chaîne par polymérase (PCR).
Extraction et séquençage de l’ADN
Nous avons extrait l'ADN des bactéries isolées et l'avons préparé pour le séquençage en utilisant diverses techniques de laboratoire. L'ADN a ensuite été séquencé avec une technologie avancée, nous permettant de recueillir des informations génétiques complètes sur chaque échantillon.
Analyse des différences génétiques
Après le séquençage, nous avons vérifié la qualité des données génétiques et assemblé les génomes des bactéries. Nous avons analysé ces génomes pour identifier des motifs et des variations. Un arbre phylogénétique a été créé pour visualiser les relations entre différentes souches de bactéries et les souches de référence.
Notre analyse a montré que la plupart des souches de Pseudomonas aeruginosa appartenaient à deux groupes principaux. Nous avons observé que la majorité des patients étaient infectés par une seule souche de bactérie, ce qui indique que la propagation de différentes souches pourrait ne pas être un facteur significatif dans les infections parmi ces patients.
Diversité au sein et entre les patients
Nous avons trouvé que la plupart des différences génétiques existaient entre les patients plutôt qu'au sein d'un même patient. Cependant, il y avait quand même des preuves suggérant que les bactéries peuvent évoluer dans les poumons d'un même patient. Grâce à notre analyse, nous avons identifié certains gènes qui montraient des signes d’adaptation à l’environnement de la bronchiectasie.
En plus, nous avons noté que certains patients montraient des niveaux plus élevés de variation génétique dans leurs infections bactériennes. Cette variation était liée à des changements génétiques dans les bactéries qui leur permettaient de mieux survivre dans les poumons.
Résultats sur la résistance aux antimicrobiens
Nous avons également étudié la présence de gènes liés à la Résistance aux antibiotiques dans les échantillons de Pseudomonas aeruginosa. La résistance aux antibiotiques est un gros souci parce que ça complique le traitement des infections. Nos résultats ont indiqué que certains patients avaient des bactéries portant des gènes liés à la résistance à plusieurs types d'antibiotiques.
Des mutations dans des gènes spécifiques peuvent amener les bactéries à échapper aux effets des antibiotiques, rendant les infections plus difficiles à traiter. Cette découverte souligne l'urgence de continuer la recherche et d'améliorer les stratégies de traitement pour les patients atteints de bronchiectasie.
Conclusion
Notre étude offre de nouvelles perspectives sur la diversité génétique des infections à Pseudomonas aeruginosa chez les patients atteints de bronchiectasie. Bien que nous ayons trouvé que la plupart des patients ont des infections causées par une seule souche, il y a encore une variation significative entre les différents patients. Les bactéries peuvent aussi s'adapter à l'environnement pulmonaire de manière unique.
Les résultats de cette recherche sont importants car ils pourraient aider à développer des traitements plus efficaces. Comprendre comment Pseudomonas aeruginosa évolue dans la bronchiectasie peut conduire à de meilleures stratégies de gestion et finalement améliorer la qualité de vie des patients souffrant de cette condition. D'autres recherches sont nécessaires pour approfondir notre compréhension de cette relation complexe entre la bactérie et l'environnement pulmonaire de la bronchiectasie.
Titre: Global genomic diversity of Pseudomonas aeruginosa in bronchiectasis
Résumé: BackgroundPseudomonas aeruginosa is the dominant pathogen causing lung infections in people with both cystic fibrosis (CF) and bronchiectasis, associated with poorer outcomes. Unlike CF, bronchiectasis has been a neglected disease. More extensive genomic studies of larger bronchiectasis patient cohorts and within patient sampling are needed to improve understanding of the evolutionary mechanisms underpinning P. aeruginosa infections to guide novel and improved treatments. MethodsWe have performed genome sequencing of 2,854 P. aeruginosa isolates from 180 patients attending clinics worldwide to analyse the genomic diversity between and within patient infections. ResultsWe observed high genetic diversity between infections with low incidence of highly transmissible strains. Our genomic data provide evidence for the mutational targets driving P. aeruginosa evolution in bronchiectasis. Some functions found to gain mutations were comparable to CF, including biofilm and iron acquisition, whilst others highlighted distinct evolutionary paths in bronchiectasis such as pyocin production and resistance, and a novel efflux pump gene (PA1874). We also show a high incidence of antimicrobial resistance-associated mutations and acquired resistance genes, in particular multidrug efflux and fluoroquinolone resistance mechanisms. ConclusionsOur findings highlight important differences between P. aeruginosa infections in bronchiectasis and CF and provide evidence of the relatively minor role transmissible strains play in bronchiectasis. Our study provides a 10-fold increase in the available genomic data for these infections and is a global resource to improve our knowledge and understanding, to facilitate better patient outcomes. SummaryThe largest genomic study of Pseudomonas aeruginosa bronchiectasis isolates to-date, providing an unprecedented global genomic resource. We highlight important differences between bronchiectasis and cystic fibrosis, including key genes under selection.
Auteurs: Niamh E Harrington, A. Kottara, K. Cagney, M. J. Shepherd, E. M. Grimsey, T. Fu, R. C. Hull, D. Z. Childs, J. L. Fothergill, J. D. Chalmers, M. A. Brockhurst, S. Paterson
Dernière mise à jour: 2024-01-31 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.30.577916
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.30.577916.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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