I ricercatori dell'Università ITMO e del Centro di medicina fisica e chimica hanno sviluppato un algoritmo in grado di tracciare la diffusione dei geni di resistenza agli antibiotici nel DNA del microbiota intestinale e hanno rivelato ulteriori prove del trasferimento di geni di resistenza tra specie batteriche. Il metodo non può solo contribuire allo sviluppo di schemi terapeutici efficaci, ma anche frenare la diffusione dei superbatteri. I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Bioinformatica .
Negli ultimi anni, la diffusione della resistenza agli antibiotici è diventata un problema sanitario globale. Come conseguenza dell'uso eccessivo di antibiotici in medicina e in agricoltura, il microbiota intestinale accumula geni di resistenza agli antibiotici nel proprio DNA o metagenomi. Da una parte, questi geni aiutano la flora normale a sopravvivere. Però, studi recenti mostrano che il microbiota intestinale è in grado di condividere i geni di resistenza con i patogeni, rendendoli così resistenti alle terapie disponibili. In questa luce, lo studio della diffusione dei geni di resistenza è particolarmente importante.
I programmatori dell'Università ITMO con i colleghi del Centro di ricerca di medicina fisica e chimica hanno sviluppato un algoritmo chiamato MetaCherchant che rende possibile esplorare l'ambiente del gene della resistenza ai farmaci e vedere come cambia a seconda delle specie di batteri. "Abbiamo creato uno strumento che consente agli scienziati di osservare più da vicino la differenza tra i geni circostanti in due o più campioni di microbiota. Possiamo analizzare campioni di microbiota raccolti da persone diverse o dalla stessa persona in momenti diversi, Per esempio, prima e dopo il trattamento antibiotico, "dice Vladimir Ulyantsev, professore associato del Dipartimento di Tecnologie informatiche dell'Università ITMO. "Sulla base dei dati ottenuti, possiamo suggerire come un particolare gene di resistenza potrebbe diffondersi da una specie microbica a un'altra".
Gli studi sull'ambiente del gene della resistenza agli antibiotici sono importanti soprattutto per la progettazione di efficaci schemi di trattamento antimicrobico. "Utilizzando MetaCherchant, possiamo analizzare come il microbiota contribuisce alla diffusione della resistenza ad una particolare classe di antibiotici. Guardare avanti, è possibile prevedere gli antibiotici a cui è più probabile che i patogeni diffondano la resistenza. D'altra parte, possiamo trovare anche farmaci a basso rischio di resistenza. Questo, a sua volta, ci aiuterà ad adattare e mettere a punto terapie specifiche. Questa è la domanda dei prossimi due anni, "dice Evgenii Olekhnovich, autore principale e ricercatore presso il Centro di Medicina Fisica e Chimica.
Le potenziali applicazioni dell'algoritmo non si limitano all'analisi dei geni del microbiota intestinale, poiché il programma può essere utilizzato anche per studiare campioni di genoma dal suolo, acqua o liquame. "Possiamo valutare la diffusione della resistenza all'interno di una singola comunità batterica, come il microbiota intestinale, anche tra comunità diverse. Questo ci permette, Per esempio, identificare percorsi globali di resistenza agli antibiotici diffusa attraverso l'ambiente, " dice Evgenii Olekhnovich. "Il problema della resistenza è complesso e richiede un approccio complesso, dove il nostro strumento può essere davvero utile."
