UM School of Medicine Institute for Genome Sciences findet Geninformationen der tödlichen E. coli-Bakterien in Deutschland

02.08.2011 - USA

Ein Forscherteam des School of Medicine Institute for Genome Sciences der University of Maryland hat die Geninformationen der E. coli-Bakterien entschlüsselt, die für den Ausbruch der tödlichen Krankheit verantwortlich sind, die sich seit Mai 2011 in Deutschland ausgebreitet hat.

Bislang sind 53 Menschen gestorben und Tausende in Deutschland, Schweden und den USA sind erkrankt. Das Paper, das im New England Journal of Medicine (NEJM) veröffentlicht wurde, beschreibt, wie Forscher weltweit zusammengearbeitet und modernste Methoden angewendet haben, um den Gencode der E. coli-Proben des Ausbruchs sowie ähnlicher Stämme zu untersuchen und zu analysieren. Sie kombinierten ihre Ergebnisse mit ihrem Fachwissen aus der Biologie und der Evolution der Bakterien, um so mehr über den Ausbruch der Krankheit herauszufinden. Die Analyse ging schnell genug voran, so dass Ärzte informiert werden konnten, die betroffene Patienten behandelten, und auch Epidemiologen bei der Suche nach dem Ursprung des Krankheitserregers unterstützt werden konnten.

Eine wissenschaftliche Analyse in diesem Umfang findet vielleicht zum ersten Mal in der Forschungsgeschichte statt, um einen Krankheitserreger in der Anfangsphase seiner Verbreitung zu erforschen, so der Hauptautor der Studie, David A. Rasko, Ph.D., Dozent für Mikrobiologie und Immunologie an der University of Maryland School of Medicine, und Forscher am Institute for Genome Sciences.

"Diese Technologie entwickelt sich extrem schnell, weshalb wir eine noch präzisere Analyse in noch kürzerer Zeit vornehmen können", so Dr. Rasko. "Es hat Jahre und Millionen Dollar gekostet, um das erste E. coli-Genom vor über zehn Jahren zu untersuchen. Und so ist es uns gelungen nur wenige Monate nach dem Ausbruch der E. coli-Krankheit in Deutschland bereits ein Paper darüber zu veröffentlichen. Dieses Paper und die darin beschriebene Forschungsmethode repräsentieren die neue Art und Weise der Untersuchung von Krankheitsausbrüchen."

Die Forscher arbeiteten mit Pacific Biosciences of California, Inc., zusammen, einem in Menlo Park ansässigen Unternehmen, das seine neue Single Molecule Real Time-Technologie einsetzt, um das Genom des E. coli-Stamms aus Deutschland zu untersuchen. An der Zusammenarbeit waren auch Wissenschaftler des "Statens Serum Institutes", dem "Collaborating Centre for Reference and Research on Escherichia coli and Klebsiella" der Weltgesundheitsorganisation in Dänemark sowie der Universität Harvard und der University of Virginia beteiligt.

Dr. Rasko und seine Kollegen vom Institute for Genome Sciences haben die genetischen Daten anhand einer Software untersucht, die zum Teil am Institut selbst entwickelt wurde. Zum Team des Institute for Genome Sciences gehörten auch die Nachwuchswissenschaftler Jason Sahl, Ph.D., und Susan Steyert, Ph.D., sowie die Labormanagerin Julia Redmond. Dr. Raskos verfügt über umfangreiches Fachwissen in der molekularen Pathogenese und der Evolution von E. coli, wodurch es einem Team möglich war, die grosse Masse an genetischen Daten zu untersuchen, die involviert waren, und mehr über die Mikrobe und die E. coli-Bakterie an sich zu erfahren.

Die Wissenschaftler haben herausgefunden, dass der für den Krankheitsausbruch in Deutschland verantwortliche E. coli-Stamm ein hauptsächlich enteroaggregativer E. coli war, eine Unterkategorie der Bakterie. Nach sorgfältiger Untersuchung des Genoms fanden sie heraus, dass der für den Ausbruch verantwortliche Stamm eine ungewöhnliche Kombination aus enteroaggregativen E. coli-Bakterien und einem anderen Subtyp war, bekannt als enterohämorrhagische E. coli. Ausserdem bemerkten die Forscher, dass der Stamm eine ungewöhnliche Kombination aus Virulenz und antibiotikaresistenter Faktoren in sich trug, die ihn von den anderen Stämmen der Bakterie unterscheidet.

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