Reserch for within-host bacterial evolution leading to increased antimicrobial resistance

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03579
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52010:General internal medicine-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Aihara Masamune 九州大学, 医学研究院, 講師 (30748843)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 後藤 恭宏 九州大学, 医学研究院, 助教 (20558358) ; 松島 雄一 大阪大学, 大学院理学研究科, 招へい教員 (20571342)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 薬剤耐性 / 細菌 / 宿主内ゲノム進化 / ゲノミクス / 抗菌薬

Outline of Final Research Achievements

Although the emergence of antimicrobial resistant bacteria has occurred under stress conditions, such as within-patients administered antibiotics, the in vivo processes of their evolution remain largely unexplored. In this study, to trace the bacterial genome evolution leading to increased antimicrobial resistance, we analyzed whole-genome sequences of clinical isolates that were consecutively isolated from each patient and gradually increased drug-resistance. By comparing between the cases, we identified that the activation of global transcription factors and the gene (genome) amplification were commonly occurred in these processes, indicating that the prevention of these alterations may inhibit the emergence of novel antimicrobial resistant bacteria.

Free Research Field

臨床微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

薬剤耐性細菌の蔓延は治療選択や感染管理など医療現場のさまざまな面において既に困難を引き起こしており、国境を越えた薬剤耐性対策は公衆衛生における喫緊の課題に位置付けられている。抗菌薬は現在の医療において不可欠であるが、その使用は患者体内での薬剤耐性菌発生リスクを高めるというジレンマが常に付きまとう。本研究は、細菌がどのようなプロセスを経て患者体内で薬剤耐性を獲得・強化するかを明らかにすることを目的として行われた研究であり、その研究成果は今後、医療行為と細菌の両視点からより適切な薬剤耐性対策を模索するための基盤となることが期待される。