Zgłębianie interakcji gospodarz-patogen-środowisko u bakterii Streptococcus suis
Streptococcus suis (S. suis) jest patogenem bakteryjnym wywołującym stany chorobowe takie jak ostra posocznica, zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych, zapalenie wsierdzia i zapalenie płuc u młodych świń. Jest również często związany z zespołem zaburzeń oddechowych świń, które są główną przyczyną ich śmierci. Ponadto podobnie jak drugi koronawirus ciężkiego ostrego zespołu oddechowego (SARS-CoV-2) wywołujący COVID-19, S. suis jest czynnikiem zoonotycznym, czyli jest jednym z wielu patogenów, które mogą być przenoszone ze zwierząt na ludzi. W ramach finansowanego ze środków UE projektu PIGSs prowadzone są badania dotyczące patogenności S. suis, dzięki którym opracowane zostaną odpowiednie szczepionki i narzędzia nadzoru.
Trudności związane ze Streptococcus suis i antybiotykami
Ogniska patogennego zakażenia S. suis występują bardzo często. Zespół projektu PIGSs odkrył, że, 3,3–4 % zwierząt z podchowalni europejskich gospodarstw cierpiało na choroby inwazyjne wywołane S. suis. Dla przemysłu oznacza to straty rzędu milionów oraz wysokie koszty ekonomiczne związane z chorobami ludzi. Jak wykazało badanie przeprowadzone niedawno w Azji Południowo-Wschodniej, gdzie liczba zachorowań jest największa, koszty ekonomiczne związane z wystąpieniem chorób u ludzi wynoszą miliony euro rocznie – na tę sumę składają się bezpośrednie i pośrednie koszty opieki zdrowotnej oraz koszty związane z utratą produktywności. W Europie nie jest na razie dostępne szczepienie krzyżowe zatwierdzonymi szczepionkami. Według drugiego koordynatora projektu, Jerry'ego Wellsa z niderlandzkiego Wageningen University and Research Centre, „brak skutecznych metod nadzoru i szczepionek doprowadził do nieodpowiedniego zapobiegania i globalnej zależności od powszechnego stosowania antybiotyków. Skutkiem tego jest zwiększenie odporności na antybiotyki, która może dotyczyć również innych patogenów infekujących zwierzęta i ludzi, a także zwiększenie ilości antybiotyków w żywności przeznaczonej dla ludzi”.
Wykorzystanie reakcji łańcuchowej polimerazy i narzędzi bioinformatycznych
Opisanie mechanizmu zakażenia S. suis stanowi wyzwanie. Tylko podgrupa szczepów tego paciorkowca wywołuje ciężkie i śmiertelne choroby. „Korzystając z globalnego zbioru zawierającego około 2 000 niepatogennych i patogennych szczepów, zespół projektu PIGSs zidentyfikował geny, które są wysoce konserwatywne w szczepach patogennych i nie występują w pozostałych. Markery te zostały użyte do opracowania ilościowych testów opartych na reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR), w których szybko tworzone są miliony kopii małych fragmentów DNA. Testy PCR można wykorzystać do nadzoru nad izolatami bakterii w hodowlach”, wyjaśnia Wells. Umożliwi to również stworzenie ukierunkowanych strategii profilaktycznych i metod leczenia, które będzie można stosować na przykład u macior, by zapobiec przenoszeniu chorobotwórczych szczepów na prosięta. Zespół wykorzystał także narzędzia bioinformatyczne do identyfikacji antygenów konserwatywnych (sekwencji białek występujących we wszystkich patogennych szczepach S. suis) i wywoływania reakcji immunologicznej u świń. Zespół ocenia obecnie najlepszy sposób wzmocnienia tej odpowiedzi i opracowuje testy do oceny skuteczności ochrony, jaką zapewniają takie szczepionki w przyszłych badaniach.
Mechanizmy, czynniki ryzyka i szczepionki
Projekt PIGSs dobiega już końca, ale przewiduje się, że dzięki trwającym eksperymentom i analizom uda się uzyskać dużo więcej informacji. Zespół opisuje obecnie mechanizmy przetrwania lub przenoszenia patogennych szczepów. Wells dodaje, że „wciąż trwa duże badanie epidemiologiczne, z którego mamy nadzieję dowiedzieć się więcej o występujących w różnych gospodarstwach czynnikach, które zwiększają ryzyko zachorowania na choroby wywołane przez S. suis. Nasza badanie kliniczne dotyczące zastosowania szczepionki u prosiąt może okazać się przełomowe i doprowadzić do opracowania nowych strategii szczepień młodych świń”. Dzięki projektowi PIGSs dokładniej zbadano interakcję gospodarz-patogen-środowisko u bakterii S. suis. Przyczyni się to do opracowania skuteczniejszych szczepionek i strategii kontroli, a także umożliwi wprowadzenie w gospodarstwach rolnych nadzoru na szeroką skalę w celu ograniczenia lub wyeliminowania chorób wywołanych przez tego paciorkowca.
Słowa kluczowe
PIGSs, S. suis, świnie, szczepionka, antybiotyki, bioinformatyka, epidemiologia, PCR, Streptococcus suis, reakcja łańcuchowa polimerazy, choroba
