Zvětšit obrázek

Démonicky rychlý sekvenátor Ion Torrent PGM. Kredit: Life Technologies.

Okurková sezóna bude letos mít poněkud toxickou příchuť. Ale na druhou stranu je pozoruhodné být takřka při tom a se zatajeným dechem hodinu po hodině sledovat vývoj infekce, zatím neúspěšnou horečnatou detektivní práci lovců mikrobů a také víření mediálního šílenství. Přesto že se nehraje o osud lidstva ani o konec světa, v této záležitosti není nouze na překvapivé zvraty.

Především se fantasticky předvedly moderní ultrarychlé sekvenátory, které přečetly kompletní DNA dotyčných bakterií za tři dny. Bezprostředně po prvních úmrtích se do čtení genomu zabijáka pustili nezávisle na sobě dva výzkumné týmy - německé University Medical Centre Hamburg-Eppendorf ve spolupráci s kalifornskou společností Life Technologies, která poskytla čtecí stroje Ion Torrent PGM a pak čínská organizace BGI (dříve Beijing Genomics Institute), sídlící ve městě Šen-čen, která je dnes v tomto oboru největší na světě.

Zvětšit obrázek

Typický obrázek EAEC. Kredit: University of Bradford.

Přečtené sekvence se ani neohřály a už byl na světě zásadní zvrat. Zdá se, že pachatelem je zcela nová a velmi zajímavá chiméra se sérotypem O104:H4, hybridní bakterie obsahující genetický materiál z několika různých zdrojů. Mnohá média natvrdle papouškují, že jde o „mutanta dvou bakterií“, což je poněkud nesrozumitelný překlep. Mutuje každá bakterie za sebe, dvě bakterie spolu mají něco jako sex. Ve skutečnosti tahle chiméra s genomem o délce 5,2 Mb, což je o něco víc, než u běžné E. coli, ze zhruba 93% odpovídá kmeni 55989. Ten byl izolován ve Středoafrické republice roku 2002, z krvavého průjmu dospělého pacienta s AIDS. Dotyčný kmen ale není enterohemoragická (EHEC), ale takzvaná enteroagregativní E. coli, čili EAEC. Bakterie EAEC sice v průměru nejsou tak smrtící jako EHEC, ale zato vytvářejí silně lepivé povlaky ve střevech, které způsobují úporné chronické průjmy na celé měsíce.

Zároveň jsou ale v genomu bakterií způsobujících německou infekci kusy DNA z EHEC nesoucí shigatoxiny, odpovědné za životohrožující hemolyticko-uremický syndrom (HUS) a pak také několik genů rezistence vůči různým antibiotikům, včetně aminoglykosidů, makrolidů a beta-laktamů. Odborníci ve zkoumaném genomu našli fragment DNA odpovídající kusu genomu salmonely (Salmonella enterica) a také geny odpovídající DNA takzvané enterotoxikogenní E. coli (ETEC), což jsou například původci cestovatelských průjmů, konkrétně kmene O25:H4-ST131. To všechno dělá z bakterie německých průjmů opravdového prevíta. V posledních dnech se u pacientů se závažným průběhem infekce projevují bolesti hlavy, poruchy řeči, epileptické záchvaty a další neurologické obtíže, což odpovídá již dříve pozorovaným účinkům shigatoxinů na nervový systém. Bakterie německé infekce jsou zřejmě velmi rezistentní vůči mnohým antibiotikům, ale to stejně není příliš relevantní, protože se vůči nim antibiotika stejně nedají příliš použít. Vše nasvědčuje tomu, že patogenní E. coli ve stresu z antibiotik bohužel produkují více shigatoxinů, než bez nasazení antibiotik, což pro pacienty není příliš dobrá zpráva. Nadějný je naopak výzkum specifických bakteriálních virů, čili fágů, kteří by se snad již brzy mohli stát velmi užitečnými spojenci ve válce proti zlým E. coli.

Zvětšit obrázek

Šipky ukazují schizocyty, kusy červených krvinek, rozpadlých při HUS. Kredit: P.H.O. Mourao, Wikimedia Commons.

Před sebou tedy máme dost divokou mozaiku z genomů více či méně příbuzných enterobakterií, která dosud nebyla nikdy nalezena. To ale ještě automaticky neznamená, že tyhle mrchy namíchali někde v teroristických laboratoří. Docela dobře by to mohl být ryze přírodní, leč intenzivně geneticky modifikovaný organismus, který se povedl. Enterobakterie takhle prostě vypadají, mají neostré a oproti nám eukaryotům velmi dynamické genomy, jejichž kusy si mezi sebou vyměňují jako na rušné bakteriální burze. Mnohý z dnešních kmenů escherichií, shigel nebo třeba salmonel zřejmě vznikl právě tímto způsobem, z neřestné lásky horizontálního přenosu DNA mezi několika bakteriálními rodiči.

Zvětšit obrázek

Ústředí BGI v Šen-čenu. Kredit: BGI.

Teroristé zatím mlčí, i když by se o autorství tak úspěšné akce měli prát, což spíše odporuje představě cíleného útoku, pokud ovšem nejsme svědky například pouhého pilotního testu nové bioteroristické technologie anebo přehnaného konkurenčního boje. Skvělou novinkou je, že britská firma Alexion Pharmaceuticals Inc., výrobce závratně drahého léčiva Eculizumab, které zřejmě jako jediné může významně zlepšit situaci pacientům s HUS, poskytla německým lékařům svůj výrobek bezplatně, což poměrně zásadně mění situaci. Je dost pravděpodobné, že mrtvých bude tím pádem významně méně, než se čekalo. Na druhou stranu kolotoč kolem EHEC zřejmě tvrdě dopadne na tolik populární biozemědělství. Podle serveru Biofortified se ukázalo, že organické zemědělství je v reálném světě díky používání organických hnojiv mnohem nebezpečnější, než zatracované GM potraviny. Někteří odborníci již delší dobu upozorňují veřejnost poblázněnou „zdravou výživou“, že i zemědělství bez chemie má svoje stinné stránky a že může být spolehlivě smrtící.

V posledních hodinách se objevily zprávy, že by původní místem nákazy mohla být restaurace v severoněmeckém Lübecku. K dnešnímu dni totiž onemocnělo celkem 17 lidí z těch, kteří ji navštívili v polovině května. Představa, že se v restauraci z kontaminovaného jídla či vody nakazí několik lidí EHEC není nijak nereálná. Komentátoři se ale posměšně ptají, jak by tito nešťastníci nakazili zbývající dvě tisícovky nemocných fekálně orální cestou. Pokud nedošlo k zásadní změně možností šíření těchto E. coli, tak je scénář restaurace v Lübecku velmi nepravděpodobný. Jako nejreálnější varianta se v tuto chvíli každopádně jeví nějaká kontaminace na území Německa. V noci na 4. června je zdroj německé nákazy pravděpodobně stále neznámý.

Prameny:
Biofortified 26.5. 2011 a 2.6. 2011, ScienceInsider 2.6. 2011, H5N1 3.6. 2011, Wikipedia (2011 E. coli O104:H4 outbreak, Escherichia coli).