Bakterien Helicobacter pylori er forbundet med øget risiko for mavekræft og er genetisk meget variabel. En ny undersøgelse foretaget af forskere fra Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) i München udforsker den rolle, som denne mangfoldighed spiller i den tidlige fase af infektion hos voksne mennesker.
Det anslås, at omkring halvdelen af verdens befolkning er inficeret med bakterien Helicobacter pylori. De fleste primære infektioner opstår i barndommen. I mange tilfælde forårsager det ingen åbenlyse symptomer hos den menneskelige vært, selvom det kan give anledning til en række gastrointestinale problemer. Men hvis infektionen bliver kronisk, udvikler cirka 1 % af ofrene mavekræft. Et af de mest slående træk ved patogenet er rækkevidden af dets genetiske variabilitet, hvilket gør det meget tilpasningsdygtigt. - Desuden, som en ny rapport nu viser, bliver denne alsidighed tydelig inden for få uger efter den første infektion. Ledet af professorerne Sebastian Suerbaum og Christine Josenhans fra LMU's Max von Pettenkofer Institute, vises undersøgelsen i onlinetidsskriftet mbio.
Forskerne var i stand til at gøre brug af et unikt sæt prøver opnået i løbet af et vaccineforsøg udført i samarbejde med kolleger fra Max Planck Institute for Infection Biology i Berlin, hvor voksne frivillige blev inficeret med H. pylori. Ti uger senere blev bakterieprøver isoleret fra to forskellige områder af maven i hvert tilfælde, og donorerne blev derefter behandlet med antibiotika for at eliminere patogenet. Komplette genomsekvenser af enkeltcelle-isolater opnået fra disse prøver blev bestemt ved hjælp af state-of-the-art enkelt-molekyle, real-time (SMRT) sekventeringsmetoder og sammenlignet med H.pylori-stamme, som de frivillige var blevet inficeret med næsten 3 måneder tidligere.
Resultaterne afslørede, at de bakterielle genomer havde gennemgået en overraskende grad af diversificering inden for dette relativt korte tidsrum. Mange af de påviste mutationer var lokaliseret i gener, der er direkte involveret i molekylære interaktioner mellem patogenet og værtscellerne. Det berørte sæt af proteiner omfattede polypeptider, der udtrykkes på bakteriens cellevæg, såvel som transportproteiner, der findes i dens ydre membran. Disse fund tyder på, at specifikke gener bliver positivt udvalgt for at sætte bakterien i stand til at udnytte metabolitter, der er tilgængelige i forskellige cellulære nicher i mavesækken. Ud over disse genetiske mutationer (som ændrer genprodukter) bemærkede forfatterne en række epigenetiske ændringer (som ændrer genreguleringen) i bakteriens DNA i den tidlige fase af infektionen. H. pylori besidder mange enzymsystemer, der binder methylgrupper til specifikke DNA-sekvenser. Forfatterne identificerede 24 sådanne systemer, og i det mindste nogle af disse kan tjene til at regulere ekspressionen af sæt af gener i bakterien. Disse resultater understøtter yderligere forestillingen om, at ændringer i genprodukter og mønstre af genaktivitet i ugerne og månederne efter den primære infektion spiller en vigtig rolle i forhold til at sætte bakterien i stand til at tilpasse sig og etablere sig i forskellige nicher i maven.
