Übermäßiger Einsatz von antiviralen Medikamenten eine Beihilfe tödliche Grippe Laut Studie

Influenza in der Lage ist , die Auswirkungen der billigen und populären antivirale Mittel in Asien und Russland widerstehen sollte als warnendes Beispiel zu US dienen plant, die antivirale Tamiflu im Falle einer Vogelgrippe verbreitet verwenden Grippe Infektion beim Menschen , sagen Wissenschaftler .

Die Forscher analysierten rund 700 Genomsequenzen Vogelgrippe Stämme , um zu dokumentieren , wo und wann das Virus entwickelt Resistenz gegen eine Klasse von antiviralen Medikamenten genannt Adamantane und wie weit resistenter Stämme zu verbreiten. Die Analyse legt nahe, dass weit verbreitet antivirale Medikament Nutzung können die Entwicklung von Resistenzen in Viren zu beschleunigen, und dass resistente Stämme können auftreten und sich ausbreiten .

Die Ergebnisse sollten als Warnung an diejenigen, die Tamiflu betrachten die nächste große Anti-Virenmittel dienen , sagen die Forscher. Lagerung von Tamiflu hat sich zu einem festen Bestandteil vieler Regierung, Wirtschaft und Gesundheit Organisation plant, für eine lange befürchtete Pandemie Grippewelle insbesondere für den Fall , dass die Vogelgrippe mutiert genug zu infizieren und leicht von Mensch zu Mensch übertragen werden , vorbereiten.

"Wir können nicht sagen, was wir in Adamantane gesehen haben, ist prädiktiv für das, was mit Tamiflu passieren wird. Aber in der größeren Dynamik , vielleicht als warnendes Beispiel dient ", sagte Daniel Janies , Senior -Autor der Studie und Associate Professor für Biomedizinische Informatik an der Ohio State University.

"Der Kampf gegen Infektion ist ein Wettrüsten , und wenn wir nicht klug , wie wir unsere Arme und verstehen die evolutionäre Bedeutung , dann werden wir laufenden und sich beschleunige Probleme mit arzneimittelresistenten Mikroorganismen zu haben."

Widerstand gegen Adamantane unter den Stämmen der Saison Grippe in Asien versetzt im Jahr 2002 und bis zum Jahr 2006 die Mittel wurden als weltweit praktisch wertlos als Behandlung für die Grippe , da mehr als 90 Prozent der Stämme hatte eine Resistenz gegen die Medikamente entwickelt.

Mit diesem Wissen Janies und Kollegen analysierten Hunderte von Vogelgrippe Genome von Vogelgrippe , Katzen- und menschlichen Wirten isoliert zwischen 1996 und 2007. Sie fanden heraus , dass etwa ein Drittel dieser Proben durchgeführt Mutationen Aktivierung der Virusstämme , um die Auswirkungen von Adamantan Drogen zu widerstehen.

Die Forscher auch auf Resistenz gegen Oseltamivir -basierte Agenten ( Tamiflu ist der Markenname für Oseltamivir-Phosphat ), aber festgestellt, dass weniger als 1 Prozent der alle Proben waren resistent gegenüber dieser Klasse von Medikamenten . Verschiedene Klassen von antiviralen Grippe zielen auf unterschiedliche Weise in der Gastgeber -Zellen.

Janies und Forscher von der University of Colorado und Kansas State University auch entworfen, ein vierdimensionales interaktive Karte, die resistent Vogelgrippe Linien zeichnet , welche im Laufe der Zeit , wo sie entstanden und in denen sie sich bewegten, vor allem in Asien, sondern auch einem europäischen Standort in Belgien. Die Karte wird auf einem virtuellen Globus Google Earth projiziert und können heruntergeladen werden unter : http://supramap.osu.edu/supramap/files/h5n1_677.kmz .

Die Studie ist online in der Fachzeitschrift Infektion , Genetik und Evolution.

So weit, Vogelgrippe, das H5N1-Stamm des Influenza-A- Virus, wurde auf weniger als 400 menschliche Fälle weltweit beschränkt, sondern Anwesenheit des Virus bei Vögeln hat Keulung von großen Populationen von infizierten Arten geführt. Experten gehen davon aus , dass bis heute der Vogelgrippe auf den Menschen nur von erkrankten Vögeln übertragen werden. Aber der 63 -Prozent- Todesrate unter den Menschen, die das Virus zu globalen Problemen geführt , dass, wenn H5N1 waren hoch Mensch zu Mensch übertragbar wird , könnte es eine Influenza-Pandemie zu beginnen hatte .

Janies und Kollegen erhalten 676 ganze Genome von Influenza A / H5N1 in der Genbank , eine öffentliche Datenbank durch die National Institutes of Health Sequenzen , Stand Juni 2007. Sie verwendeten dann leistungsstärksten Supercomputer , diese Genome und deren verschiedene Mutationen zu untersuchen.

Adamantane bekämpfen Influenza durch Hemmen der Funktion des Proteins die Membran Ionenkanäle oder die M2 -Proteins. Gemäß der rechnerischen Vergleich der Vogelgrippe Genomen aufwärts von einem Drittel der Stämme eine Schlüssel Mutation, die M2-Protein in einer Weise, die dem Virus um den hemmenden Wirkungen von Adamantane entweichen changed enthalten . Um Adamantane ausweichen können Mutationen an mehreren Stellen auf dem Protein vorkommen , was darauf hindeutet , dass Influenza kann viele Wege , um das Medikament zu wider entwickeln sich .

Die Forscher konnten auch zeigen, dass die Resistenzen entwickelt als Ergebnis der natürlichen Selektion , da die Vogelgrippe-Virus -Stämme erlebten Mutationen, die M2-Protein verändert , um das Medikament öfter , als man durch Zufall zu erwarten entziehen. Manchmal dramatischen Veränderungen des genetischen Codes entstehen, wenn diverse Stämme von Viren mische ganze Gene unter sich in einem Prozess namens reassortment . Die Analyse ergab, dass jede Reassortierung , die in den untersuchten Stämme H5N1 aufgetreten ist nicht zu Resistenzen führen .

Die Studie zeigte auch , dass die Mutation vermittelte Fälle von Resistenzen nicht nur eine Belastung der Vogelgrippe beginnen in . Eine resistenter Stamm in China entstanden und durch Südostasien verbreitet , während ein anderer Stamm, der ursprünglich anfällig für Adamantane war verbreitet in Indonesien und dann unabhängig voneinander entwickelt Widerstand in diesem Land. Die Karte Google Earth bietet eine anschauliche Visualisierung der genau dort, wo in der Welt diese resistenten Linien stammen und wo sie breiten sich aus.

Auf dem Höhepunkt ihrer Popularität in China und Russland , wurden Adamantane um Over-the -Counter- kalte Medizin gegeben und auch für Tiere in einigen landwirtschaftlichen Einstellungen gegeben .

" Wir haben keine harten Daten , wie es verwendet wurde oder ob es angemessen oder sachwidrig verwendet wurde , aber im Allgemeinen sind die Menschen , der eine Menge von Antibiotika in die Umwelt jetzt", sagte Janies . "Wenn die Leute das tun, ändern sie die selektive Landschaft. Das Virus würde lieber in ihrem Wildtyp Form zu bleiben, sondern daß man wird von der Droge getötet. So nach dem Überleben des Stärkeren , kann eine leicht modifizierte Virus durch die Flucht der verteilt Wirkungen der Droge . "

Forscher glauben, dass Tamiflu nicht weit verbreitet in der ganzen Welt mit Ausnahme von Japan verwendet und kein Muster des Widerstands ähnlich wie bei Adamantane gesehen hat, entstanden. Allerdings haben die jüngsten Berichte eine Spitze von Resistenz gegen Oseltamivir in Stämme der saisonalen Grippe in Nordeuropa und Kanada stattgefunden haben vorgeschlagen. Bei der Analyse der Vogelgrippe Genome , suchten die Forscher nach Mutationen, die das Virus die Fähigkeit, die Oseltamivir Klasse von Medikamenten , denen Tamiflu gehört zu wider zeigen würde . Diese Medikamente bekämpfen Grippe durch die Hemmung der Neuraminidase- Protein im Virus.

" Der Widerstand gegen Tamiflu war nicht annähernd so verbreitet wie es Widerstand gegen Adamantane ", sagte Janies . "Aber auf der Grundlage unserer Ergebnisse wissen wir, Resistenz gegen Tamiflu kann spontan in der Natur vorkommen , wir wissen, es kann bei Patienten auftreten , und wir wissen, Tamiflu ist in Japan weit verbreitet . Wir sollten auch weiterhin für Widerstand zu sehen, und verwenden Sie diese Adamantan Geschichte eine Warnung. "

Ein wichtiger Bestandteil jeder Genomvergleich wird die Montage Supercomputer , die Forscher komplexe Daten in einen Kontext zu ermöglichen.

" Genome werden als rohe, teilweise kommentierte Buchstaben- vertreten. Jedes Genom von sich nicht viel sagen, weil alles, was Sie sehen, ist ein einziger Staat . Was wir brauchen, um zu sehen, ist der Wandel im Laufe der Zeit , um die Evolutionsgeschichte zu finden. Das erfordert Rechenleistung wie Regionen des Genoms entsprechen , setzen die Daten in Zusammenhang und sehen die Flugbahn des Wandels ", sagte Janies .

Das Ergebnis wird als Stammbaum , der die gemeinsamen Mutationen dokumentiert . Phylogenetics ist das Studium der evolutionären Beziehungen zwischen verschiedenen biologischen Spezies vermutlich einen gemeinsamen Vorfahren haben . In dieser Analyse wird der Stammbaum in Google Earth projiziert und animiert , um zu zeigen , wenn Mutationen entstanden und wo arzneimittelresistente Stämme der Vogelgrippe reisen .

Schlüssel zu einer anhaltenden Verfolgung von Virostatikaresistenz wird die breite Verfügbarkeit von Genomdaten , sagte Janies . Die Technologie existiert, um die Arbeit zu tun , aber die weltweite Zusammenarbeit in den Datenaustausch ist immer noch ein work in progress. "Nicht alle Viren, die isoliert sind, werden sequenziert , und nicht alle viralen Genomen , die sequenziert wurden geteilt " said.With er diese Veröffentlichung , Janies und Kollegen haben eine gemeinsame Nutzung ihrer eigenen gemacht , zur Schaffung einer Service für andere Forscher an http://supramap.osu.edu . " Jeder kann dorthin zu gehen , laden -Genome , und unsere Computer einen Baum für sie berechnen und ihnen sowohl den Baum , und dass Bauch- in die Erde abgebildet. Wir rollen unsere Methoden und machen unser Supercomputer verfügbar für jedermann in der Welt , diese Art von Arbeit zu tun ", sagte Janies .

Diese Forschung wird von der US Army Research Laboratory und der US Army Research Office unterstützt; Die Hewlett Packard Corp .; die Ohio Supercomputer Center ; und der Abteilung für Biomedizinische Informatik und School of Biomedical Sciences innerhalb der Ohio State College of Medicine.

Janies ' Koautoren sind Andrew Hill, Meredith Wilson und Robert Guralnick von der University of Colorado und Farhat Habib , ein ehemaliger Ohio State Doktorand jetzt an der Kansas State University.

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Quelle: Daniel Janies
Ohio State University