В ответ на антибиотики сеть регуляции генов, обнаруженная в бактерии Acinetobacter baumannii, повышает как вирулентность, так и устойчивость к антибиотикам. Эдвард Гайзингер из Медицинской школы Университета Тафтса и его коллеги представляют новое понимание этой системы в исследовании, опубликованном в PLOS Pathogens.
А. baumannii - это бактерия с множественной лекарственной устойчивостью, которая распространяется в больницах по всему миру, вызывая серьезные инфекции, такие как пневмония, раневая инфекция и сепсис. Предыдущие исследования показали, что бактериальная система BfmRS, сеть молекул, влияющих на экспрессию генов, позволяет ей строить вокруг себя защитную капсулу в ответ на атаку антибиотиками.
Несмотря на важность BfmRS, его точная роль в регуляции экспрессии генов в бактериях и, как следствие, влияние на способность A. baumannii сопротивляться антибиотикам и вызывать заболевания остаются неясными. В новом исследовании Гейзингер и его коллеги провели серию экспериментов, чтобы выяснить роль BfmRS.
Используя штаммы A. baumannii, которые были генетически изменены, чтобы либо активировать, либо уничтожить стрессовую реакцию BfmRS, исследователи показали, что BfmRS вызывает смертельный сепсис у мышей. Они также проверили, как эти штаммы реагировали на воздействие антибиотиков, и обнаружили, что стрессовая реакция BfmRS придает устойчивость к широкому спектру лекарств.
Исследовательская группа также показала, что эти эффекты связаны с генетическим влиянием BfmRS, продемонстрировав с помощью экспериментов по секвенированию РНК, что он может перепрограммировать экспрессию генов во всем геноме A. baumannii. В частности, BfmRS контролирует множество генетических путей, участвующих в построении и целостности множества компонентов клеточной оболочки, а также в делении клеток.
В последнем эксперименте ученые показали, что мутации, повышающие устойчивость к антибиотикам, могут обойти потребность в BfmRS в штамме A. baumannii, в котором BfmRS был уничтожен. Эти мутации также повлияли на процессы, влияющие на клеточную оболочку и деление, что подчеркивает связь между лекарственной устойчивостью и физиологией клеток.
В совокупности эти данные показывают, что BfmRS играет центральную координирующую роль во взаимосвязанной способности A. baumannii сопротивляться антибиотикам и повышать вирулентность в ответ на них. Это говорит о том, что ингибирование BfmRS может служить потенциальной стратегией борьбы с A. Бауманний.
«Мы обнаружили, что единственная двухбелковая система контролирует глобальную сеть белков, которая имеет решающее значение для создания угрозы A. baumannii», - поясняют далее авторы. «Эти белки контролируют широкую лекарственную устойчивость и способность вызывать оппортунистические заболевания, а также сосредоточены на процессах, которые создают и поддерживают клеточную оболочку».