Clostridium perfringens (C. perfringens) ist ein weit verbreitetes Bakterium, das im Darm von Tieren und Menschen vorkommt und dafür bekannt ist, schwere Darmerkrankungen zu verursachen. Es produziert über 20 Toxine, wobei das β-2-Toxin (CPB2) mit Darminfektionen in Verbindung gebracht wird. CPB2 wurde erstmals bei Ferkeln mit nekrotisierender Enterokolitis identifiziert und wurde seitdem bei mehreren Arten gefunden. Es gibt jedoch nur begrenzte Kenntnisse über seinen genomischen Kontext und seine Rolle bei der Wirtsanpassung. Aufgrund dieser Wissenslücken ist eine weitere Erforschung des cpb2-Gens und seiner Rolle bei der Pathogenentwicklung unerlässlich.
Die von Wissenschaftlern der Northwest A&F University durchgeführte Forschung war veröffentlicht am 30. August 2024, in der Zeitschrift One Health Fortschritte. Ziel der Studie war es, die genomischen Eigenschaften von C. perfringens-Stämmen zu untersuchen, die das cpb2-Gen tragen, mit besonderem Schwerpunkt auf der potenziellen biologischen Funktion des Gens und seiner Wirtsspezifität.
Die Studie umfasste die Analyse von 763 C. perfringens-Genomen verschiedener Wirte und ergab eine hohe Prävalenz des cpb2-Gens in von Schweinen stammenden Stämmen. Interessanterweise schien das cpb2-Gen zwar bei Schweinen angereichert zu sein, die evolutionären Beziehungen der Bakterienstämme jedoch nicht zu beeinflussen. Stattdessen befindet sich das Gen auf einem konservierten genetischen Abschnitt innerhalb der Plasmide, was auf einen möglichen horizontalen Transfer zwischen Stämmen hinweist.
Die Forscher entdeckten außerdem, dass sich das Gen stets auf einem bestimmten Segment befindet, das einen Transkriptionsregulator enthält, was auf einen Mechanismus für seine Persistenz in bestimmten Wirten hindeutet. Darüber hinaus zeigte die Forschung, dass das cpb2-Gen mit wirtsspeziesspezifischen Anpassungen verbunden ist, die insbesondere die Darmumgebung von Schweinen begünstigen. Dieser Befund lässt darauf schließen, dass C. perfringens dieses Gen nutzen könnte, um bei Schweinen besser zu überleben, obwohl die Funktion des Gens bei anderen Tieren noch unklar ist.
Dr. Juan Wang, der Hauptautor der Studie, betonte die Bedeutung dieser Ergebnisse: „Unsere Forschung liefert eine detaillierte Genomanalyse des cpb2-Gens, und seine konsistente Präsenz in von Schweinen stammenden Stämmen legt nahe, dass es eine Schlüsselrolle bei der Wirtsanpassung spielt. Verständnis.“ Wie dieses Gen funktioniert, könnte zu neuen Erkenntnissen zur Prävention von C. perfringens-Infektionen führen, insbesondere in der Viehwirtschaft.“
Die Ergebnisse dieser Studie haben weitreichende Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit und den Viehsektor. Da C. perfringens ein wichtiger Krankheitserreger bei Schweinen ist, könnte das Verständnis der genetischen Mechanismen hinter seiner Anpassung neue Strategien zur Bekämpfung von Infektionen liefern. Darüber hinaus könnten diese Erkenntnisse über das cpb2-Gen bei der Entwicklung gezielter Interventionen zur Vorbeugung von C. perfringens-bedingten Krankheiten bei Tieren und Menschen helfen.
Weitere Informationen:
Ke Wu et al., Genomische Einblicke in cpb2-positives Clostridium perfringens und die potenzielle biologische Funktion des cpb2-Gens, One Health Fortschritte (2024). DOI: 10.1186/s44280-024-00058-8