Ištisas savaites bakteriologus, infektologus ir medikus glumino paslaptinga šios ligos sukėlėjo atmaina. Kas ją darė taip neįprastai agresyvią? Kodėl HUS susirgimų eiga šįkart buvo kitokia, nei anksčiau?
Bakterija, tarp ekspertų sukėlusi sumaištį, priklauso mikrobiologams gerai pažįstamos enterohemoraginės Escherichia coli (EHEC) bakterijos štamui. Vokietijoje paprastai kasmet EHEC infekcijos sukeltu HUS sindromu suserga apie 60 žmonių. Ši EHEC banga buvo kitokia. Po keleto dienų bendro darbo Roberto Kocho institutas ir Miunsterio universitetinė ligoninė nustatė – Vokietijoje siautėjo iki tol retas EHEC serotipas O104:H4.
Infekcijos banga pasibaigė. Apie paskutinį O104:H4 atvejį Roberto Kocho institutas paskelbė liepos 7-tąją. Bet ekspertų darbas tęsėsi, ir jo rezultatas šiuo metu paskelbtas moksliniame žurnale „PloS One“. Tai pirmoji išsami infekcijos protrūkį sukėlusios bakterijos genetinė analizė, leidžianti pažvelgti į šios ypatingai agresyvios EHEC sukėlėjo atmainos atsiradimo istoriją.
Mokslininkų atrasta informacija leidžia nupiešti savotišką šeimos medį, kurio pradžioje stovi iki šiol nežinomas sukėlėjas. Alexanderas Mellmannas iš Hamburgo – Ependorfo universitetinės klinikos aiškina, kad tai ko gero O104:H4 pirmtako atmaina. Atmaina, kuri, kaip ir Vokietijoje siautėjęs sukėlėjas, gamina pavojingą šiga toksiną – klastingą baltymą, kuris ląstelėje taip sutrikdo baltymų gamybą, kad ji žūsta.
Iš šitos nežinomo pirmtako atmainos evoliucionavo agresyvioji EHEC atmaina, atsakinga už dešimčių žmonių mirtį. Tai bakterija, kuri savyje vienija įvairius artimai giminingų mikrobų bruožus. Bakterija savo evoliucijoje įgijo genus, lemiančius ligas sukeliančius veiksnius. Mokslininkai atrado geną, lemiantį didesnį atsparumą antibiotikams. Taip pat geną, kuris daro bakterijas ypač atsparias rūgšties poveikiui – tai labai svarbi savybė mikrobui, kad jis atlaikytų kelionę per žmogaus skrandį.
E.coli bakterija taip lengvai prisitaiko dėl vienos ypatingos savybės – šalia savo bakterijos chromosomos, žiedo formos DNR molekulės, kurioje yra didžioji dalis paveldimos informacijos, ji turi papildomą genetinę medžiagą vadinamųjų plazmidžių pavidalu. Tai mažesnės, taip pat žiedo formos DNR molekulės, kuriose yra genai, lemiantys ligas sukeliančius veiksnius. Savotiško primityvaus „sekso“ metu bakterijos gali keistis šiomis plazmidėmis viena su kita. Ilgainiui gali išsivystyti atmaina, turinti tokią genų kombinaciją, kuri ją daro ypač patogenišką.
Aiškindamiesi EHEC protrūkį sukėlusios bakterijos kilmę, Helge Karch vadovaujamos darbo grupės mokslininkai lygino bakterijos genomą su daugelio kitų giminingų bakterijų paveldimosiomis savybėmis. Tarp jų buvo atmaina, kurią 2001 m. H.Karch darbo grupė aptiko pas dvi moteris Kelne. Jos bakterijų chromosomos beveik identiškos infekcijos protrūkį sukėlusios atmainos chromosomoms. Tačiau naujoji atmaina turi įgijusi naujų genetinių elementų.
„Šis darbas įrodo didelę bakterijų atmainų kolekcijų svarbą“, - sako H.Karch. Nuo 1996 m. Miunsterio mokslininkai saugo išskirtinį bakterijų atmainų, sukeliančių HUS, rinkinį. Ši kolekcija gali būti labai vertinga ir būsimų EHEC protrūkių atveju.
Mokslininkams, paskelbusiems darbą „PLoS One“, pavyko dar vienas reikšmingas dalykas – pasitelkus naujas sekvenavimo technologijas, pirmą kartą pasisekė infekciją sukėlusios bakterijos atsiradimą ištirti dar nenuslūgus infekcijos bangai. Ekspertai tai vadina „naujos kartos sekvenavimu“ („Next generation sequencing“). „Tai pasaulyje pirmas realus naujos kartos sekvenavimo panaudojimas protrūkio atveju, - sako sekvenavimo komandos narys Dagas Harmsenas. - Šis metodas tokių protrūkių likvidavimą pakels į naują lygmenį.“
Naujos kartos sekvenavimas mokslininkams ateityje leis kilus protrūkiui labai anksti analizuoti ir apibūdinti infekcijos sukėlėjus. Iki šiol mokslininkams tai buvo beveik neįmanoma. Daugeliu atvejų, kol mokslininkai identifikuodavo sukėlėją, liga jau būdavo seniai atslūgusi. Tačiau rezultatus bus galima vertinti tik kilus protrūkiams ateityje – dabartinio protrūkio atveju sekvenavimo analizė buvo pasitelkta pernelyg vėlai.
Mokslininkui dabar užtenka 62 valandų, kad pilnai išanalizuotų visą EHEC genomą. Naujos kartos sekvenavimas tampa vis greitesnis ir pigesnis. Mokslininkai tikisi, kad šis metodas pagreitins ir vaistų bei vakcinų kūrimą.