Streptococcus mitis ja Streptococcus oralis kolonisoivat normaalisti ihmisen suuta, mutta ne voivat myös aiheuttaa infektioita. S. mitis ja S. oralis ovat yleisiä invasiivisten tautien, kuten bakteremian, aiheuttajia erityisesti immuunipuutteisilla potilailla. Näin ollen ne ovat ensisijaisia patogeenejä infektiivisen endokardiitin (IE) kehittymiselle. S. mitisin ja S. oraliksen antibioottiresistenssi on lisääntymässä, mikä vähentää hoitovaihtoehtoja ja edellyttää näiden organismien perusfysiologian syvempää ymmärtämistä. Merkityksestään huolimatta ei ole selvitetty geenejä, joiden avulla S. mitis ja S. oralis voivat lisääntyä verenkierrossa ja sydänläpissä. Lisäksi infektioisolaatit ovat heikosti edustettuina genomin sekvensointianalyyseissä, joten ei tiedetä, onko näillä kannoilla ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka parantavat niiden kykyä lisääntyä verenkierrossa ja sydänläpissä. Tästä seuraa, että joillakin potilailla voi olla suurempi riski saada S. mitis- tai S. oralis -infektio heidän mikrobiomissaan olevien kantojensa vuoksi; näiden kantojen ominaisuuksien tunnistaminen yhdessä potilaiden riskitekijöiden kanssa mahdollistaisi tehokkaamman ennaltaehkäisyn ja nopean hoidon. Tässä ehdotetussa tutkimuksessa käytetään genomin sekvensointia ja mutageneesimenetelmiä näiden bakteerien virulenssin geneettisten mekanismien tutkimiseksi.
Tavoitteessa 1 retrospektiivisestä keräyksestä saadut bakteremia- ja endokardiitti-isolaatit sekvensoidaan ja niitä verrataan suun kautta saatuihin isolaatteihin fylogenomiikan lähestymistapoja käyttäen.
Tavoitteessa 1 on kaksi tavoitetta: A. Testataan hypoteesia, jonka mukaan tietyt geneettiset ominaisuudet liittyvät S. mitis- ja S. oralis -infektioon. B. Määritellä S. mitisin ja S. oraliksen väliset genomierot. Potilaan ominaisuuksia suhteutetaan myös sen määrittämiseksi, liittyykö infektion lopputulos enemmän organismin virulenssiin kuin isännän ominaisuuksiin.
Tavoitteessa 2 käytetään kohdennettua mutageneesiä ja transposonimutaageneesiä sekvensoinnilla (Tn-Seq) sellaisten geenien tunnistamiseksi, joita tarvitaan S. mitis ja S. oralis -infektioiden kasvuun veressä ja simuloidussa endokardiaalisessa kasvustossa. Kun nämä tavoitteet on saavutettu, selvitetään, mitä tarkoittaa olla S. mitis tai S. oralis, ja mahdollisesti tunnistetaan geenejä tai fenotyyppejä, jotka erottavat nämä kaksi lajia nopeasti toisistaan; määritetään, onko olemassa riskialttiita sukulinjoja, joissa on runsaasti patogeenisiä ja/tai antibioottiresistenssiominaisuuksia; ja aletaan selvittää, onko infektiivisyys S. mitis -lajin keskeinen ominaisuus. mitis ja S. oralis, jota sekvenssivaihtelu ja horisontaalinen geeninsiirto lisäävät, ja/tai riippuuko virulenssi enemmän yksilöllisistä isännän ominaisuuksista.
Kansanterveydellinen merkitys
Viridans-ryhmän streptokokit, erityisesti Streptococcus mitis ja S. oralis, kuuluvat bakteeriperäisten bakteremioiden ja infektioperäisten endokardiittien tärkeimpiin syihin. Mekanismeja, joita nämä ihmisen normaalit suun kolonisaattorit käyttävät lisääntyäkseen verenkierrossa ja sydänläpissä, ei tunneta. Tässä ehdotetussa tutkimuksessa käytetään genomin sekvensointia ja in vitro -mallinnusta näiden bakteerien virulenssin geneettisten mekanismien tutkimiseen.