Garth Ehrlich

Garth David Ehrlich
Yrke(n)	Molekylärbiolog , genomforskare , akademiker och författare
Akademisk bakgrund
Utbildning	BA och PhD
Alma mater	Alfred University Syracuse University
Akademiskt arbete
institutioner	Drexel University College of Medicine (DUCoM)

Garth David Ehrlich är en molekylärbiolog , genomforskare , akademiker och författare som är mest känd för sin utveckling av hypotesen om distribuerat genom och för att föra biofilmsparadigmet till området för kroniska slemhinnebakteriella sjukdomar. Han är professor i mikrobiologi och immunologi och otolaryngologi-huvud- och halskirurgi vid Drexel University . Han är också grundare och verkställande direktör för tre forskningscenter för spetsforskning: Center for Genomic Sciences (CGS); Center for Advanced Microbial Processing (CAMP); och Centrum för kirurgiska infektioner och biofilmer. Dessutom fungerar han som verkställande direktör för Genomics Core Facility och chef för Molecular Pathology inom Drexel Medicine Diagnostics och Sidney Kimmel Cancer Centers Meta-omics Core Facility.

Ehrlich har skrivit två böcker med titeln, PCR-Based Diagnostics in Infectious Disease och Culture-Negative Orthopedic Biofilm Infections . Hans forskningsintressen kretsar kring området molekylär patogenes med särskilt fokus på kroniska infektionssjukdomar, mänsklig genetisk mottaglighet och resistens mot infektioner genom att använda jämförande genomisk teknologi.

Ehrlich är en vald Fellow i American Association for the Advancement of Science , American Academy of Microbiology och chefredaktör för Genetic Testing and Molecular Biomarkers . Han är också associerad redaktör för BMC Ecology and Evolution , and Genes . Från och med 2022 är han ordförande i den vetenskapliga rådgivande styrelsen för Keystone Bio, som är ett bioteknikföretag som utvecklar biologiska produkter för att bekämpa systemisk inflammatorisk sjukdom.

Utbildning

Ehrlich tog examen med en kandidatexamen i biologi från Alfred University 1977. Han skrev sedan in sig vid Syracuse University för en doktorsexamen. i molekylärbiologi och tog examen 1987 under vilken tid han var medlem i teamet som först tillämpade PCR för att detektera smittämnen med lågt antal kopior. Därefter genomförde han ett postdoktoralt stipendium i human retrovirologi vid SUNY Upstate Medical Center där han visade att HTLV-I var associerad med en demyeliniserande sjukdom i centrala nervsystemet.

Karriär

Ehrlich har haft många akademiska uppdrag under sin karriär. Han var tidigare biträdande professor och sedan docent med anställning vid University of Pittsburgh mellan 1990 och 1997. Sedan 1997 har han tjänstgjort som forskningschef vid avdelningen för otolaryngologi vid Drexel University College of Medicine (DUCoM).

Ehrlich hade en utnämning som teknisk specialist vid State University of New York Research Foundation mellan 1984 och 1988. Från 1997 till 2013 hade han en utnämning som VD vid Allegheny General Hospital /Allegheny Singer Research Institute. Han är ordförande för International Lyme and Associated Diseases Educational Foundation (ILADEF) och har fungerat som konsult för IMS och Teltech. Han leder Center for Genomic Sciences (CGS), och Center for Advanced Microbial Processing (CAMP), Center for Surgical Infections and Biofilms och Genomics Core Facility vid Drexel University College of Medicine som verkställande direktör. Dessutom leder han Meta-Omics Core Facility vid Sidney Kimmel Cancer Center, som är ett National Cancer Institute utsett Cancer Center som omfattar Thomas Jefferson University och Drexel University.

Forskning

Ehrlichs forskningsarbeten spänner över områdena molekylär diagnostik , genomik , molekylär medicin och evolutionär biologi med särskild tonvikt på kronisk bakteriell patogenes, jämförande bakteriegenomik och humangenetik .

Biofilm och identifiering av läkemedel mot biofilm

Ehrlichs forskning om etiologin bakom kronisk mellanörat (otitis media) i början av 1990-talet där han utnyttjade potentialen hos det framväxande området molekylär diagnostik ledde till hans utveckling av biofilmsparadigmet för kroniska infektionssjukdomar.

Ehrlichs biofilmarbete började med kronisk otitis media with effusion (COME) och omfattade snart andra kroniska respiratoriska slemhinnesjukdomar inklusive bihåleinflammation ; adenoidit ; faryngit ; och kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL). Genom att använda chinchilla (Chinchilla lanigera) experimentella modell av COME stödde hans forskning hypotesen att biofilmbildning var en nyckelfaktor i dess patogenes. Därefter ledde han ett team som direkt visade bildandet av bakteriella biofilmer på mellanöratslemhinnan hos barn som hade misslyckats med flera omgångar av antibiotikabehandling, men som ändå led av antingen COME eller återkommande OM.

Ehrlich utvecklade sedan ett metaboliskt ramverk för att förstå biofilmsbiologi som han sedan använde för att utveckla en vetenskap för behandling och hantering av infektionssjukdomar.

Medan han undersökte biofilmernas roll i flera otolaryngologiska infektioner drog Ehrlich slutsatsen att förståelsen av deras fysiologi skulle vara nyckeln till utformningen av effektiva behandlingsstrategier eftersom biofilmbakterier är resistenta mot klassiska antimikrobiella terapier. Med detta fokus på att utveckla metoder för att lindra kroniska bakterieinfektioner ledde han ett forskarlag för att identifiera nya bakteriella behandlingsmål och hitta små molekylära hämmare som skulle kunna fungera som läkemedel mot biofilm. Detta arbete byggde på hans insikt att biofilmresistens mot antibiotika inte i första hand berodde på problem med penetration, utan snarare, som han illustrerade, på grund av metabolisk stillhet som kan tillskrivas syrebegränsning och brist på fermenterbara substrat som han visade med Pseudomonas aeruginosa som modell . biofilmsorganism. Detta antibiofilmforskningsprogram har resulterat i flera patentansökningar och använder en hybrid i silico och laboratoriepipeline för identifiering och karakterisering av små inhibitormolekyler som kan användas i kombination med traditionella antibiotika för behandling av biofilminfektion genom att rikta in sig på bakteriesträngen. svar. I en annan forskningsstudie rapporterade hans team att med kontrollerad användning av salicylsyrafrisättande polymerer kan biofilmbildningen hindras på plastkatetrar. Dessutom utvärderade han de problem som är förknippade med biofilminfektioner inom det ortopediska området för vilka han utvecklade och promulgerade konceptet med "intelligenta implantat" som skulle tjäna båda deras strukturella/dynamiska funktioner samtidigt som de självövervakar och behandlar biofilminfektioner "in situ" ” som de inträffade.

Klinisk molekylär diagnostik

Ett av Ehrlichs tidigaste verk använde polymeraskedjereaktionen och fokuserade på detektering av humana retrovirus inklusive HTLV-I och HIV. I dessa studier använde han nukleinsyraamplifiering i kombination med oligonukleotiddetekteringsprocedurer för att diagnostisera HIV i de infekterade stammarna. På senare tid inkluderade hans arbete under covid-19-pandemin etableringen av en anläggning för molekylär diagnostik som tillhandahöll både detektion och sekvensbaserad typning för SARS-CoV-2 . Dessutom samarbetade han med en grupp eller läkare för att utveckla lämpliga försiktighetsåtgärder och rekommendationer som ansågs vara väsentliga innan återupptagandet av den elektiva ortopedisk kirurgi med en strikt tonvikt på att förhindra spridning av covid-19.

Mycket av Ehrlichs kliniska och translationella forskning har fokuserat på integrering av teknologier i bakteriegenomik som har lett till identifiering av patogener etiologiskt associerade med olika patogena sjukdomsprocesser. Genom sin tidiga adoption och utveckling av artspecifik pan-domän molekylär diagnostik inklusive Ibis Biosciences T5000 och hans labbutvecklade, långlästa 16S mikrobiomanalys har han spelat en roll för att visa att många inflammatoriska tillstånd faktiskt är kroniska polymikrobiella infektioner där patogenerna förblir i stort sett oodlingsbara. I synnerhet har han använt dessa tillvägagångssätt i studien av ortopediska, neurokirurgiska och sårinfektioner för att identifiera både kända och nya patogener i flera tillstånd, inklusive: periprostetiska "sterila" lossningar; misstänkt infekterade artroplastiker; "aseptisk" artrit; och ventroperitoneala shunts såväl som kroniska icke-läkande sår.

Med tanke på den ökande förekomsten av fästingburna sjukdomar utökade Ehrlich tillsammans med ett team av forskare sin forskning om patogenes, grundläggande biologi och detektionsstrategier och genomförde en storskalig sekvensering bland Borreliaceae för formuleringen av en panna på familjenivå -genom som ska användas för utveckling av artspecifik och stamspecifik diagnostik.

Genkartläggning och kloning

Ehrlichs forskningsarbete har lett till kartläggning och kloning av flera mänskliga sjukdomsgener (alleler) samt identifiering och karakterisering av virulensgener inom patogener genom hans introduktion av statistisk genetik och maskininlärningsmetoder för karakterisering av okommenterade bakteriegener. Mest anmärkningsvärt ledde han forskningen som identifierade de genetiska baserna för flera kraniofaciala abnormiteter och ärftlig pankreatit; där multipla mutationer i den katjoniska trypsinogengenen visades vara associerade med ärftlig pankreatit (HP). Dessutom illustrerade forskningsresultaten om ärftlig pankreatit också att mutationen i katjonisk trypsinogengenen är associerad med den återkommande akuta och kroniska pankreatiten, och hävdade att den kroniska pankreatiten kan bero på den återkommande pankreatiten.

Ehrlichs distribuerade genom-hypotes som förutspådde det bakteriella pangenomet ledde till hans tillämpning av statistisk genetik för identifiering av bakteriellt distribuerade gener som är associerade med virulens och vävnadstropism. Detta tillvägagångssätt ledde till hans identifiering och karakterisering av Msf1 , en Haemophilus influenzae virulensfaktor som ger bakteriens överlevnad och handel med mänskliga makrofager. Dessutom har han undersökt den bakteriella utvecklingen som ligger bakom bakteriell anpassning till den mänskliga lungmiljön.

Ehrlichs senaste forskning om etiologin bakom Alzheimers sjukdom (AD) bygger på argumentet att kroniska biofilminfektioner bidrar till utvecklingen av AD genom att kontinuerligt utlösa hjärnans antimikrobiella peptidsvar. Detta leder till en ackumulering av Abeta-peptiden och dess polymera form, beta-amyloid som är, åtminstone delvis, ansvarig för att utlösa symtomen på demens. Enligt hans forskning bidrar en komplex polymikrobiell dynamik till Alzheimers patogenicitet. När han pratade med Katie Clark för Drexel University Research Magazine , kommenterade han, "Trots de miljarder som har spenderats har vi inga effektiva läkemedel, vi har inte gjort något för att förändra sjukdomens naturliga historia... Det tillvägagångssätt som människor tar är inte rätt."

Pris och ära

• 1995 — Alumni Citation Award, Alfred University
• 2014 — Vald Fellow, American Association for the Advancement of Science
• 2017 — Established Investigator Award, Institute for Molecular Medicine & Infectious Disease
• 2022 — Invald fellow, American Academy of Microbiology

Bibliografi

Böcker

• Kulturnegativa ortopediska biofilminfektioner . Springer Verlag Series on Biofilms (2012) ISBN 978-3-642-29553-9
• PCR-baserad diagnostik vid infektionssjukdomar (2004) ISBN 978-0865422520

Utvalda artiklar

• Whitcomb, DC, Gorry, MC, Preston, RA, Furey, W., Sossenheimer, MJ, Ulrich, CD, ... & Ehrlich, GD (1996). Ärftlig pankreatit orsakas av en mutation i den katjoniska trypsinogengenen. Naturgenetik, 14(2), 141–145.
• Sauer, K., Camper, AK, Ehrlich, GD, Costerton, JW, & Davies, DG (2002). Pseudomonas aeruginosa visar flera fenotyper under utvecklingen som en biofilm.
• Costerton, W., Veeh, R., Shirtliff, M., Pasmore, M., Post, C., & Ehrlich, G. (2003). Tillämpningen av biofilmvetenskap för att studera och kontrollera kroniska bakterieinfektioner. The Journal of clinical study, 112(10), 1466–1477.
• Borriello, G., Werner, E., Roe, F., Kim, AM, Ehrlich, GD, & Stewart, PS (2004). Syrebegränsning bidrar till antibiotikatolerans av Pseudomonas aeruginosa i biofilmer. Antimikrobiella medel och kemoterapi, 48(7), 2659–2664.
• Hall-Stoodley, L., Hu, FZ, Gieseke, A., Nistico, L., Nguyen, D., Hayes, J., ... & Kerschner, JE (2006). Direkt detektering av bakteriella biofilmer på mellanöratslemhinnan hos barn med kronisk otitis media. Jama, 296(2), 202–211.
• Parvizi, J., Gehrke, T., Krueger, CA, Chisari, E., Citak, M., Van Onsem, S., ... & Zhou, Y. (2020). Återuppta elektiv ortopedisk kirurgi under covid-19-pandemin: riktlinjer utvecklade av International Consensus Group (ICM). Tidningen för ben- och ledkirurgi. Amerikansk volym, 102(14), 1205.
• Dupré, DA, Cheng, B., Kreft, R., Nistico, L., Ehrlich, GD, Averick, S., & Altman, DT (2022). Närvaron av biofilmer i instrumenterade spinalfusioner. Genetic Testing and Molecular Biomarkers, 26(7–8), 375–381.