Insertion sequence elements associated with Staphylococcus epidermidis evolution in persistent orthopaedic device-related infections
यह अध्ययन प्रकट करता है कि जबकि इंसर्शन सीक्वेंस (IS) तत्व, विशेष रूप से IS256 परिवार, ऑर्थोपेडिक डिवाइस से संबंधित निरंतर संक्रमणों के दौरान *Staphylococcus epidermidis* में महत्वपूर्ण आनुवंशिक विविधीकरण को संचालित करते हैं, स्ट्रेन की उच्च-स्तरीय बहुदवा प्रतिरोध (multidrug resistance) और बायोफिल्म बनाने की क्षमताएं संभवतः महामारी क्लोन के पूर्व-विद्यमान लक्षण हैं न कि इन-होस्ट (within-host) तीव्र अनुकूलन का परिणाम।
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अपने शरीर की कल्पना एक उच्च-सुरक्षा वाले किले के रूप में करें, और एक मेडिकल डिवाइस जैसे कि हिप रिप्लेसमेंट या नी इम्प्लांट को उसके अंदर रखी गई फर्नीचर की एक नई, चमकदार चीज़ के रूप में देखें। दुर्भाग्य से, स्टैफिलोकोकस एपिडर्मिडिस (या S. epidermidis) नाम का एक छोटा, जिद्दी चोर वहां आकर बस गया है। यह चोर दो चीजों के लिए कुख्यात है: यह मानक "पुलिस" (एंटीबायोटिक्स) के साथ बाहर निकलना अविश्वसनीय रूप से कठिन है, और यह खुद को छिपाने के लिए अपने चारों ओर एक मोटा, चिपचिपा किला (बायोफिल्म) बनाता है।
वैज्ञानिकों को लंबे समय से संदेह था कि एक बार जब यह चोर अंदर घुस जाता है, तो यह और भी बेहतर तरीके से छिपने और जीवित रहने के लिए अपने घर का पुनर्गठन कर सकता है। लेकिन अब तक, हमारे पास इस बात का कोई सीधा प्रमाण नहीं था कि वास्तव में यह रोगी के भीतर रहते हुए ऐसा कैसे करता है।
जांच
इस रहस्य को सुलझाने के लिए, शोधकर्ताओं ने वास्तविक जीवन के उन मामलों को देखा जहाँ मरीजों में ये जिद्दी संक्रमण हुए थे। उन्होंने चूहों का उपयोग करके एक "अभ्यास सत्र" भी आयोजित किया ताकि यह देख सकें कि दो विशिष्ट, बहुत सामान्य बैक्टीरिया परिवारों (जिन्हें ST2 और ST23 कहा जाता है) ने शरीर के भीतर रहते हुए समय के साथ कैसे बदलाव किए।
खोज: "कॉपी-पेस्ट" काोस
उन्होंने जो पाया वह बेहद दिलचस्प था। बैक्टीरिया अपने मुख्य ब्लूप्रिंट (वे कोर जीन जो उन्हें बनाते हैं) को नहीं बदल रहे थे। इसके बजाय, वे इंसर्शन सीक्वेंस (IS) एलिमेंट्स नामक "कॉपी-एंड-पेस्ट" टूल्स के साथ पागल हो रहे थे।
इन IS एलिमेंट्स को बैक्टीरिया के जेनेटिक कोड में एक शरारती संपादक की तरह समझें जिसके पास एक "फाइंड एंड रिप्लेस" फंक्शन है जो रुकने का नाम नहीं ले रहा है। वे बैक्टीरिया के जेनेटिक कोड में इधर-उधर कूद रहे थे, खुद की नकल कर रहे थे, और उन्हें नई जगहों पर पेस्ट कर रहे थे। बैक्टीरिया के विविध होने का मुख्य तरीका यही था।
इस संपादक का एक विशिष्ट प्रकार, जिसे IS256 फैमिली कहा जाता है, सबसे अधिक सक्रिय था। यह बैक्टीरिया के डीएनए में होने वाले सभी बदलावों में से लगभग 25% के लिए जिम्मेदार था। यह एक ग्लिच वाले कंप्यूटर प्रोग्राम की तरह था जो लगातार रैंडम जगहों पर अपना ही कोड फिर से लिख रहा था।
आश्चर्य: कोई नई महाशक्तियां नहीं
यहाँ एक मोड़ है। भले ही बैक्टीरिया इन सभी जेनेटिक बदलावों को कर रहे थे, वैज्ञानिकों ने उन्हें कोई नई महाशक्तियां प्राप्त करते हुए नहीं देखा।
- वे एंटीबायोटिक्स के प्रति पहले से अधिक प्रतिरोधी नहीं बने।
- वे अपने चिपचिपे बायोफिल्म किले बनाने में और बेहतर नहीं हुए।
एकमात्र बड़ा बदलाव जो उन्होंने देखा वह था कि बैक्टीरिया ने गलती से कोड का एक विशिष्ट हिस्सा (SCCmec) डिलीट कर दिया, जो एक निश्चित एंटीबायोटिक (mecA) के प्रति उन्हें प्रतिरोधी बनाता था, जिससे वे प्रभावी रूप से उस एक विशिष्ट क्षेत्र में कम प्रतिरोधी हो गए।
निष्कर्ष: वे तैयार होकर आए
तो इसका क्या मतलब है? यह सुझाव देता है कि इन बैक्टीरिया को रोगी के भीतर खतरनाक बनने के लिए अंदर रहते हुए विकसित होने की आवश्यकता नहीं थी। वे संभवतः पहले से ही "अल्टीमेट सर्वाइवल किट" के साथ पूरी तरह सुसज्जित होकर आए थे—दवाओं के प्रति उच्च प्रतिरोध और मजबूत बायोफिल्म बनाने की क्षमता। वे किले में प्रवेश करने से पहले ही "कुशल चोर" बन चुके थे।
अध्ययन यह निष्कर्ष निकालता है कि जबकि ये "कॉपी-पेस्ट" जेनेटिक टूल्स (IS एलिमेंट्स) बैक्टीरिया को अंदर से अलग दिखने के लिए व्यस्त हैं, वे इस विशिष्ट संदर्भ में संक्रमण पैदा करने में बैक्टीरिया को आवश्यक रूप से बेहतर नहीं बना रहे हैं। बैक्टीरिया बस काम के लिए पहले से अनुकूलित (pre-adapted) थे। हालांकि, अध्ययन चेतावनी देता है कि हमें इन जेनेटिक "ग्लिच" पर कड़ी नजर रखने की जरूरत है क्योंकि ये इन बैक्टीरिया के बदलने और विकसित होने के तरीके के प्रमुख चालक हैं।
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