Gépi tanuláson alapuló módszert fejlesztettek ki a baktériumfertőzések sejtszintű vizsgálatára a Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) kutatói a Magyar Molekuláris Medicina Kiválósági Központ (HCEMM) szakembereivel közösen. A MALVINA nevű rendszer megmutatja, hogyan jutnak be a baktériumok az emberi sejtekbe, milyen károsodást okoznak, és hogyan változik a viselkedésük más baktériumok vagy gyógyszerek jelenlétében – számolt be a HVG a HUN-REN közleménye alapján.
A HUN-REN szerint a baktériumok sejtekbe jutása és az általuk okozott DNS-károsodás kulcsszerepet játszik a fertőző betegségek lefolyásában és egyes daganatok kialakulásában, a korábbi módszerek azonban nem tették lehetővé ezek rendszerszintű, egyetlen sejt szintjén történő értékelését. A Nature Communications folyóiratban megjelent tanulmányban a kutatók emberi vastagbél-hámsejteket fertőztek meg négyféle, fluoreszcens jelölésű E. coli törzzsel. A betanított rendszer több mint 1,3 millió sejtet elemzett egyenként, és 86 százalékos pontossággal különítette el a fertőzött és nem fertőzött sejteket.
Egy daganatos mintából származó törzs emelkedett ki
Bognár Bence, a tanulmány egyik első szerzője szerint a módszer ereje, hogy sejtről sejtre látják a fertőzést: meg tudják különböztetni, hogy sok sejtbe jut-e kevés baktérium, vagy néhány sejtben halmozódik fel sok, és közben a károsodás is megfigyelhető. A másik első szerző, Kovács Terézia szerint a módszer azt is számszerűsíti, hogyan viselkednek eltérően az egyes gazdasejtek ugyanazon törzs mellett. A vizsgált kórokozók közül kitűnt egy vastagbéldaganatos mintából izolált törzs, amely hatékonyan bejutott a sejtekbe, ott felhalmozódott, és DNS-károsodást okozott.
A kutatók kísérletileg igazolták azt is, hogy egy baktérium veszélyességét a környezetében lévő más mikrobák is befolyásolhatják. Emellett 23 gyógyszer, köztük antibiotikumok hatását vizsgálták két invazív törzsre. A rendszer kimutathatja, ha egy baktérium jelenléte felerősíti egy gyógyszer sejtkárosító hatását, vagy ha egy kezelés nemcsak elpusztítja a kórokozókat, hanem csökkenti a károsító hatásukat is.
A szabadalmaztatás alatt álló módszer Lázár Viktória, a HUN-REN SZBK kutatócsoport-vezetője, a tanulmány megosztott utolsó szerzője szerint a jövőben segíthet a különösen veszélyes törzsek korai felismerésében, a gyógyszerjelöltek gyors szűrésében és olyan probiotikus baktériumok azonosításában, amelyek csökkenthetik a kórokozók virulenciáját. A szerzők szerint a rendszer organoidmodellekkel és élősejtes képalkotással tovább fejleszthető.
