Experten entdecken die tödliche Genetik der Cholera, die der Schlüssel zur Prävention sein könnte

Experten haben mithilfe eines hochmodernen Computeransatzes die genetischen Faktoren aufgedeckt, die die Bakterien, die Cholera verursachen, so gefährlich machen, was der Schlüssel zur Verhinderung der tödlichen Krankheit sein könnte.

Die bahnbrechende Studie, veröffentlicht in Naturkommunikationwird von Professorin Tania Dottorini von der University of Nottingham in Zusammenarbeit mit dem Bangladesh Institute of Epidemiology, Disease Control and Research (IEDCR), dem Bangladesh International Diarrheal Disease Research Centre und der North-South University geleitet.

Diese innovative Forschung kombiniert maschinelles Lernen, Genomik, Stoffwechselmodellierung im Genommaßstab (GSMM) und 3D-Strukturanalyse, um die genetischen Geheimnisse von Vibrio cholerae, dem Bakterium, das Cholera verursacht, aufzudecken.

Cholera ist eine tödliche Durchfallerkrankung, die nach wie vor eine Bedrohung für Millionen Menschen weltweit darstellt. Jedes Jahr treten bis zu 4 Millionen Fälle und bis zu 143.000 Todesfälle auf. Allein in Bangladesch, wo Cholera eine anhaltende Gefahr darstellt, sind 66 Millionen Menschen gefährdet, mit mehr als 100.000 Fällen und 4.500 Todesfällen pro Jahr.

Vibrio cholerae entwickelt sich so, dass die Krankheit immer schwerwiegender und schwieriger zu kontrollieren ist. Bisher hatten Wissenschaftler jedoch Schwierigkeiten, die genauen genetischen Faktoren zu identifizieren, die diese Veränderungen verursachen.

Noch weniger ist über die genomischen Merkmale bekannt, die für die Schwere der aus diesen Abstammungslinien resultierenden Cholera verantwortlich sind. Etwa jeder fünfte Cholera-Kranke erkrankt aufgrund einer Kombination von Symptomen (hauptsächlich Durchfall, Erbrechen und Dehydrierung) schwer.

In dieser neuen Studie analysierte das britisch-bangladeschische Forschungsteam Bakterienproben von Cholera-Patienten in sechs Regionen Bangladeschs, die zwischen 2015 und 2021 gesammelt wurden. Sie identifizierten eine Reihe einzigartiger Gene und Mutationen in dem Stamm Vibrio cholerae, der dafür verantwortlich ist die verheerende Epidemie von 2022.

Diese genetischen Merkmale hängen mit der Fähigkeit des Bakteriums zusammen, schwerwiegende Symptome wie anhaltenden Durchfall, starke Bauchschmerzen, Erbrechen und Dehydrierung hervorzurufen, die in schweren Fällen zum Tod führen können.

„Durch die Identifizierung der wichtigsten genetischen Faktoren, die sowohl die Übertragung als auch den Schweregrad der Cholera bestimmen, haben wir einen wichtigen Schritt zur Entwicklung wirksamerer Behandlungen und gezielter Interventionen getan“, sagte Professor Dottorini. Dies könnte Tausende von Leben retten, nicht nur in Bangladesch, sondern auf der ganzen Welt. »

Die Studienergebnisse zeigten auch, dass sich einige dieser pathogenen Eigenschaften mit denen überschneiden, die die Ausbreitung der Bakterien erleichtern. Die Ergebnisse zeigen, wie diese genetischen Faktoren es Vibrio cholerae ermöglichen, im menschlichen Darm zu überleben, ihn widerstandsfähiger gegen Umweltstress zu machen und Krankheiten wirksamer zu verursachen. Diese Forschung verdeutlicht die komplexen Wechselwirkungen zwischen der genetischen Ausstattung des Bakteriums und seiner Fähigkeit, schwere Krankheiten zu verursachen.

Dieses neue IT-Rahmenwerk stellt einen großen Fortschritt im Kampf gegen die Cholera dar. Durch die Identifizierung wichtiger genetischer Faktoren, die Vibrio cholerae gefährlicher machen, können Wissenschaftler bessere Behandlungen und gezieltere Strategien entwickeln, um künftige Ausbrüche zu kontrollieren und zu verhindern. Dieser Durchbruch bietet neue Hoffnung, die öffentliche Gesundheit in Bangladesch zu verbessern und möglicherweise unzählige Leben auf der ganzen Welt zu retten.

Dr. Dottorini fügt hinzu: „Unsere Ergebnisse ebnen den Weg für eine neue Ära der Cholera-Forschung, in der wir Instrumente entwickeln können, um schwere Ausbrüche vorherzusagen und möglicherweise zu verhindern, bevor sie auftreten.“ Das ultimative Ziel besteht darin, dieses Wissen in konkrete Lösungen zum Schutz gefährdeter Bevölkerungsgruppen umzusetzen. »

„Dieser Fortschritt war nur dank der engen Zusammenarbeit zwischen unseren britischen und bangladeschischen Partnern möglich. Gemeinsam haben wir modernste IT-Tools mit lokalem Fachwissen kombiniert, um eine der dringendsten Herausforderungen im Bereich der öffentlichen Gesundheit anzugehen. »