Ред.: Аверкіна Любов

Після 16 років досліджень команда дослідників Єльського університету під керівництвом Стівена Шиффа визначила бактерію Paenibacillus thiaminolyticus як винуватця нестримної постінфекційної гідроцефалії в угандійських немовлят. Знахідка відкриває двері для цілеспрямованого лікування та втручань. Використовуючи геномне секвенування та спільні зусилля, команда зараз зосереджена на розробці політики охорони здоров’я для запобігання інфекціям та дослідженні потенціалу недорогих систем секвенування для покращення лікування пацієнтів у всьому світі.

У 2007 році дитячий нейрохірург Єльського університету доктор Стівен Шифф відвідав дитячу лікарню CURE в Уганді і був вражений побаченим – щодня поступали нові маленькі пацієнти. Всі матері розповідали схожу історію: їхні діти народилися без ускладнень, але протягом перших кількох тижнів вони заразилися серйозною інфекцією. Коли вони одужали, їхні голови почали рости із загрозливою швидкістю протягом наступних тижнів або місяців. Ці матері не підозрювали, що їхні діти страждали на постінфекційну гідроцефалію.

Гідроцефалія, або «вода в мозку», — це руйнівний неврологічний стан, спричинений аномальним накопиченням спинномозкової рідини в шлуночках глибоко в головному мозку. Цей надлишок рідини викликає розширення шлуночків, створюючи шкідливий тиск на тканини мозку. Він може бути вродженим або розвинутися після інфекції або крововиливу в мозок. Немає відомих ліків, і потреба зменшити тиск на мозок є найпоширенішим показанням до нейрохірургії в дитинстві в усьому світі. Східна Африка стала осередком педіатричної гідроцефалії з загадково невідомих причин, за оцінками, лише в Уганді щорічно реєструється близько 4000 нових випадків.

Без доступу до передової медичної допомоги немовлята часто помирали, а ті що вижили- змушені до кінця життя боротись з наслідками хвороби.

Влітку 2023 року, після 16 років наполегливої гонитви за відповідями, команда опублікувала статтю в журналі The Lancet Microbe, в якій детально описано результати трьох пов’язаних досліджень, остаточно ідентифікуючи бактерії Paenibacillus thiaminolyticus як відповідальні за постінфекційну гідроцефалію в Уганді.

У той час як причина інфекцій новонароджених і постінфекційної гідроцефалії в розвинених країнах часто добре відома і менш поширена, ніж інші причини гідроцефалії, інфекційний агент тисяч угандійських немовлят з гідроцефалією роками вислизав від дослідників. Бактерії не росли традиційними методами культивування, що унеможливлювало їх ідентифікацію та характеристику. Через перебої в електропостачанні в Уганді часто було складно зберігати зразки в глибокій заморозці та зберігати їх у місцях обробки для подальшого аналізу. Більше того, нелегко взяти достатню кількість крові у немовлят для надійного аналізу на наявність бактерій.

І хоча можна було використовувати передові методи секвенування генів для ідентифікації бактерій, які не ростуть у культурі, ці технології були дорогими та недоступними в Уганді. Це поєднання викликів ускладнило питання про те, що спричиняло всі ці випадки постінфекційної гідроцефалії в угандійських немовлят. Але Шифф був сповнений рішучості розкрити цю таємницю, вважаючи, що це проблема, яку можна вирішити.

До 2020 року команда дослідників із Колумбійського та Пенсильванського університетів за допомогою геномного секвенування виявила, що організм, який раніше вважався нешкідливим, Paenibacillus thiaminolyticus , був знайдений у мозку угандійських немовлят із гідроцефалією. Дослідники описали спосіб успішного вирощування деяких із цих штамів. Це дозволило їм виявити, що організм стійкий до антибіотиків першого ряду, які використовуються для лікування хворих немовлят. Вони також виявили, що ці африканські штами містили вірулентний токсин, який був дуже смертельним.

Оскільки багато інфекцій новонароджених передаються від матерів, дослідники провели дослідження за участю 100 породіль угандійських жінок з різних регіонів, але не знайшли жодних доказів того, що жінки були носіями або передавали бактерію немовлятам.

Обстеження 800 новонароджених, у яких розвинувся сепсис, показало наявність Paenibacillus у 6% випадків. Серед новонароджених, які пережили інфекцію сепсису, у багатьох розвинулася постінфекційна гідроцефалія. У 400 випадках гідроцефалії у немовлят 44% постінфекційних випадків мали ПЛР-підтвердження інфекції Paenibacillus.

Тепер команда була впевнена, що бактерія Paenibacillus є причиною тисяч випадків постінфекційної гідроцефалії щороку в Уганді. Вони також виявили, що збудник схильний до вологих місць – випадки скупчені навколо болотистих регіонів на північних берегах озера Вікторія, джерела річки Ніл, а також північного та південного берегів озера Кіога. Випадки також прямо корелюють із сезонами дощів, що відповідає екологічному джерелу Paenibacillus. Зараз вчені використовують геолокацію та супутникові дані щодо опадів, щоб передбачити можливе інфікування, оскільки дороговартісні методи секвенування та ПЛР все ще залишаються недоступними в Уганді.

За матеріалами: SciTechDaily