Irgendwann in den 1940er Jahren oder so bekam jemand in der heutigen Abteilung für Pathobiologie und Veterinärwissenschaften einen Lyophilisator, ein Gerät, das Proben gefriertrocknet, sagt der Direktor des Connecticut Veterinary Medical Diagnostic Laboratory (CVMDL).
Dr. Guillermo Risatti erklärt, dass das mikrobiologische Labor zu dieser Zeit sehr aktiv daran arbeitete, Milch für die Milchviehbetriebe in der Region zu testen. Mit einem aufregenden neuen Gerät scheinen sie damit begonnen zu haben, Hunderte von Proben zu lyophilisieren.
Die Proben lagen seitdem im Lager. Wenige Details zu den Milchproben zeigten, dass sie Streptococcus-Bakterien aus den 1940er Jahren enthielten.
Risatti erklärt, dass er und seine Kollegen – CVMDL Research Associate Dr. Zeinab Helal, Ji-Yeon Hyeon (jetzt am College of Veterinary Medicine, Konkuk University, Seoul, Republik Korea) und Dong-Hun Lee (ebenfalls jetzt am College of Veterinary). Medizin, Konkuk-Universität, Seoul, Republik Korea) – waren daran interessiert, ihre mikrobielle Geschichte zu erforschen.
Risatti sagt, dass die Daten im Laufe der Jahre verloren gegangen seien, sodass den Forschern keine genauen Angaben zur Herkunft der Proben vorliegen. Aber wenn sie ein wenig über die Geschichte der Abteilung wissen, können sie einige Informationen ableiten.
„Wir glauben, dass die meisten von ihnen aus Connecticut oder vielleicht aus Fällen aus der Region stammten, aber wir können nicht sagen, welche Teile“, sagt Risatti. „Höchstwahrscheinlich bot dieses Labor einen Testdienst für die Einheimischen, da es sich hauptsächlich um ein Pathologielabor handelte. Jetzt ähnelt es eher einem Diagnoselabor und wir erhalten Proben aus der gesamten Region, einschließlich New York und New Jersey.“
Zu erfahren, was diese historischen Proben enthalten, könnte bei der Forschung auf unerwartete Weise hilfreich sein, aber der erste Schritt besteht darin, die verlorenen Details zusammenzusetzen. Zu diesem Zweck, erklärt Risatti, habe das Team einen Arbeitsablauf mithilfe von Standardtechniken etabliert, um die Prozesse zur Analyse der visuellen Merkmale (Phänotyp) und zur Analyse ihres Genotyps mithilfe der Genomsequenzierung zu rationalisieren.
Verschiedene Streptokokkenarten verwenden unterschiedliche Strategien, um die Organismen, die sie infizieren, zu erkranken. Diese Virulenzfaktoren werden verwendet, um eine Streptokokkenart von einer anderen zu unterscheiden und sind eine Möglichkeit, Proben durch phänotypische Analyse zu unterscheiden. Eine weitere phänotypische Analyse umfasst das Testen von Bakterien auf ihre Anfälligkeit gegenüber Antibiotika.
Die Forscher begannen mit 50 Proben, die zwischen 1941 und 1947 gesammelt wurden, und stellten fest, dass die Proben sieben verschiedene Streptococcus-Arten enthielten, darunter zwei Unterarten von S. dysgalactiae.
Interessanterweise stellten die Forscher fest, dass einige der Proben gegen das Antibiotikum Tetracyclin resistent waren und keine Antibiotikaresistenzgene aufwiesen, die typischerweise bei heutigen antibiotikaresistenten Bakterienstämmen vorkommen.
Da diese Proben vor dem Zeitalter der Antibiotika gesammelt wurden, ergänzen die Ergebnisse eine wachsende Zahl wissenschaftlicher Arbeiten, die belegen, dass Antibiotikaresistenzen auf natürliche Weise entstanden, bevor der Mensch Antibiotika entdeckte und begann, sie einzusetzen.
„Antibiotikaresistenz ist ein sehr großes Forschungsgebiet, und das schon seit vielen Jahren“, sagt Risatti. „Wir sind mit unserer Analyse nicht weitergegangen, weil uns hier die Werkzeuge fehlen, aber wir hoffen, diese Informationen der Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Ich denke, es könnte der Startschuss für jemanden sein, weiter zu studieren.“
Risatti erklärt, die Hoffnung bestehe darin, mit großen Agenturen wie dem CDC und dem Gesundheitsministerium zusammenzuarbeiten, um die Antibiotikaresistenzforschung zu stärken.
Bei der Entwicklung des Workflows lobte Risatti auch die Arbeit der Studentinnen Jillian Baron ’24 (CAHNR) und Patricia Arceta ’24 (CAHNR). „Dies ist eine gute Plattform für Studenten, um Erfahrungen zu sammeln und ihre Ergebnisse zu veröffentlichen. Ich bin überrascht, wie eifrig diese jungen Leute sind. Ich bin froh, dass wir den Raum dafür bereitstellen können.“
Mit Blick auf die Zukunft freut sich Risatti auf mögliche zukünftige Kooperationen: „Ich hoffe, dass die Menschen einen Zusammenhang zwischen dem, was wir bei CVMDL tun, und der menschlichen Gesundheit erkennen können.“