FI EN

Beräkningsvetenskapliga metoder avslöjar hur vårdrelaterade infektioner sprids

16.1.2013

Forskare i Finlands Akademis spetsforskningsenhet för beräkningsmässig slutledning har tagit fram nya beräkningsvetenskapliga metoder som har gett väsentlig kunskap om hur s.k. vårdrelaterade infektioner, som också kallas sjukhusinfektioner, sprids och utvecklas. De nya metoderna, som grundar sig på smarta slumpmässiga algoritmer, gör att man kan analysera omfattande genomdata avsevärt mer effektivt och snabbare än tidigare. Genom att utnyttja dessa forskningsresultat kan man i framtiden bättre följa vårdrelaterade infektioner, kanske t.o.m. avvärja dem i realtid.

De nya metoderna handlar om att göra upp modeller på evolutionen av bakterier och virus. ”Avgörande för evolutionen av de bakterier som orsakar vårdrelaterade infektioner är den horisontella genöverföringen. Det innebär att flera olika cellprocesser överför gener mellan samma och olika arters utvecklingsgrenar så att bakterien blir resistent mot antibiotika och virulensfaktorn snabbt sprids i populationen”, förklarar forskargruppens ledare, professor Jukka Corander. Coranders grupp är en del av spetsforskningsenheten för beräkningsmässig slutledning.

Denna s.k. rekombination av bakterier gör det mycket mer invecklat att genomföra evolutionsanalyser. Därför har Coranders forskargrupp tillsammans med forskare från Harvards universitet och Sanger-institutet utvecklat metoder utgående från smarta slumpmässiga algoritmer för att effektivt och pålitligt kunna analysera omfattande genomdata. Med de vanligaste nuvarande metoderna skulle detta arbete ta flera månader eller rent av flera år.

Två av Coranders grupps metoder har utnyttjats i en internationell undersökning där man kunde konstatera att över hälften av den genetiska variationen i MRSA-bakterier, dvs. meticillinresistenta stafylokocker, orsakas av horisontell genöverföring. Detta visar nödvändigheten av att göra evolutiva analyser av bakteriestammar då man vill utreda bakteriers smittvägar i en värdpopulation. Den horisontella variationen förvränger betydligt de resultat som fås ur vanliga evolutiva analyser.

”På basis av analysens resultat, den evolutiva variationen, kan vi uppskatta när en viss stam av MRSA-bakterien har kommit till ett land och börjat sprida sig till sjukhus. Det här är den första gången man har kunnat visa att förhållandet mellan den horisontella genetiska variationen och den som orsakas av mutationer kan avsevärt variera beroende på geografiskt läge och t.o.m. mellan enskilda sjukhus”, säger Corander. Enligt Corander öppnar dessa insikter nya möjligheter för forskningen kring MRSA-spridning och -variation samt därtill hörande orsakssamband.

I en annan nyligen publicerad studie har Coranders forskargrupp undersökt ursprunget och variationen av bakterien Enterococcus faecium, som anpassat sig till sjukhusmiljöer. Med sina analysmetoder fick gruppen reda på att bakterieformerna härstammar från av varandra oberoende källor, i motsats till vad man tidigare trott. I kärnarvsmassan av sjukhusstammar av E. faecium hittade man färre tecken på horisontell överföring än förväntat. Fyndet ledde till en hypotes om att stammar av bakterier som anpassat sig till sjukhusmiljöer blir antingen genetiskt eller ekologiskt mer isolerade efter horisontell överföring.

MRSA är en stafylokockbakterie som förekommer världen över och som sprids särskilt lätt i sjukhusmiljöer. Den är resistent mot de flesta antibiotika. I USA rapporteras till exempel tiotusentals dödsfall varje år till följd av MRSA. Kostnaderna för denna svårbehandlade bakterie uppgår uppskattningsvis till flera miljarder dollar per år. Under de senaste åren har bakterien E. faecium blivit en av de största orsakerna bakom vårdrelaterade infektioner och flera av dess antibiotikaresistenta stammar har orsakat epidemier runtom i världen.

Artiklarna har publicerats i följande vetenskapliga tidskrifter:

Santiago Castillo-Ramirez, Jukka Corander, Pekka Marttinen, Mona Aldeljawi, William P Hanage, Henrik Westh, Kit Boye, Zeynep Gulay, Stephen D Bentley, Julian Parkhill, Matthew T Holden and Edward J Feil (2012). Phylogeographic variation in recombination rates within a global clone of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Genome Biology, 13:R126 doi:10.1186/gb-2012-13-12-r126. http://genomebiology.com/2012/13/12/R126/abstract

Rob J. L. Willems, Janetta Top, Willem van Schaik, Helen Leavis, Marc Bonten, Jukka Sirén, William P Hanage and Jukka Corander (2012). Restricted gene flow among hospital subpopulations of Enterococcus faecium. mBio, 3, e00151-12. http://mbio.asm.org/content/3/4/e00151-12.full.html

Mer information:
professor Jukka Corander, Helsingfors universitet, tfn 050 415 5294, jukka.corander(at)helsinki.fi


Finlands Akademi, kommunikationen
Aki Antinkaapo
tfn 029 533 5028
fornamn.efternamn(at)aka.fi

  • FINLANDS AKADEMI
  • Hagnäskajen 6
  • PB 131
  • 00531 Helsingfors
Följ oss:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VÄXEL 0295 335 000
REGISTRATORS-
KONTOR
0295 335 049
FAX 0295 335 299
   
E-POST fornamn.efternamn@aka.fi
ÖPPETTIDER mån–fre 8.00–16.15
   
SÖK MEDARBETARE »
KONTAKTINFORMATION & FAKTURERING»
FRÅGA OCH TYCK TILL »