Mobile genetic elements causing plasticity in E. faecium

Abstract

I helseinstitusjoner vancomycin-resistente enterokokker en fryktet bakterie som kan lage alvorlig infeksjonssykdom i pasienter med dårlig immunforsvar, og er vanskelig å behandle. Avhandlingen fokuserer på vancomycin-resistente enterokokker (VRE), og hvordan disse bakteriene gjennom å overføre gener mellom hverandre kan utvikle resistens mot antibiotika. Vi har analysert to utbrudd av VRE i Sverige og i Norge, og har funnet at VRE kan være på vei til å bli et mer vanlig patogen i skandinaviske sykehus. Dagens diagnostiske verktøy er ikke i stand til å fange opp alle typer VRE. Dette har konsekvenser for både diagnostikk, resistensovervåkning og risiko for feilbehandling av svært syke pasienter. Nye gensekvenseringsteknologier kan forbedre denne type diagnostikk ved å kunne se på genotypen i tillegg, noe som er viktig da vancomycinresistensgener kan være tilstede i bakterien uten at bakterien har fenotype for dette. I begge utbruddene var diagnostikken utilfredsstillende, da bakterien kunne bli tolket som følsom. I det ene utbruddet utviklet VRE resistens under behandling på grunn av for eksempel mobile genetiske elementer kalt IS-elementer hoppet rundt i vancomycinresistensgenene og påvirket uttrykket deres. Resultater fra doktorgraden har allerede ført til en endring i rådgiving på diagnostikk av VRE hos svært syke pasienter. Vi har også funnet at mobile genetiske elementer (MGE), DNA-et som flytter seg mellom bakterier, har en stor evne til å rekombinere seg og danne varianter med ulikt geninnhold. Inntil nå har strukturen på disse elementene vært vanskelig å rekonstruere. Dermed har betydningen av MGE’er for bakterienes resistenspotensiale vært vanskelig å vurdere. Man kan observere at disse elementene oppfører seg som Babushka-dukker ved å koble seg på hverandre. Såkalte long-read sekvenseringsmetoder er i stand til å rekonstruere strukturen på slike elementer, og det at de kun har vært kommersielt tilgjengelige de siste 3-4 år gjør at der fortsatt er mye å lære om mobile genetiske elementer og deres innvirkning på resistensutvikingen av bakterier.