Переключение позволяет Acinetobacter baumannii переходить от вирулентной, устойчивой формы к авирулентной форме, которая лучше выживает при более низких температурах вне хозяина. Определение переключателя может наметить цели для новых антибиотиков.Результаты планируется опубликовать в журнале Nature Microbiology 23 апреля.Acinetobacter baumannii иногда называют «иракибактером» из-за его присутствия в инфекциях мягких тканей, с которыми сталкиваются солдаты, возвращающиеся из Ирака и Афганистана.
Однако это важный патоген в больницах по всему миру. В 2017 году Всемирная организация здравоохранения назвала A. baumannii с множественной лекарственной устойчивостью одной из трех основных угроз. Общеизвестно, что бороться с дезинфицирующими или детергентами, а также с антибиотиками сложно, A. baumannii чаще всего встречается при пневмонии, связанной с вентилятором, или инфекциями кровотока, связанными с центральной линией.
Фил Рэйзер, доктор философии, и его коллеги из Центра устойчивости к антибиотикам Эмори обнаружили, что бактерии A. baumannii быстро меняются между вирулентными и невирулентными формами. Однако "уловка", заключающаяся в поддержании низкой плотности бактерий, может предотвратить их переключение туда и обратно, — говорит Рэйзер.Колонии вирулентной формы непрозрачны по сравнению с полупрозрачными колониями невирулентной формы; Как видно с помощью электронной микроскопии, вирулентные бактерии образуют более толстую внешнюю капсулу. Непрозрачная форма более устойчива к перекиси водорода, дезинфицирующим средствам, обычно используемым в больницах, и молекулам защиты хозяина, вырабатываемым иммунной системой.
Исследователи обнаружили, что у полупрозрачной формы A. baumanii был включен регуляторный ген под названием ABUW_1645, в то время как у непрозрачной формы он был выключен. Принуждение бактерий постоянно включать этот ген отключило переключатель: теперь бактерии застряли в полупрозрачной, авирулентной форме. Тогда они были более уязвимы для защитных молекул хозяина и дезинфицирующих средств.«Этот переход может стать ахиллесовой пятой для Acinetobacter», — говорит Ротер. «Это может быть ключом к маленьким молекулам, который может заблокировать его в авирулентном состоянии».
ABUW_1645 выглядит так, как будто он кодирует ДНК-связывающий белок, похожий на другой, который, как известно, реагирует на антибиотик тетрациклин. Неизвестно, есть ли у ABUW_1645 «триггер» (лиганд), но более подробные исследования могут показать, является ли он потенциальной мишенью для лекарства, говорит Рэзер.У госпитализированных пациентов с инфекциями A. baumannii преобладала непрозрачная форма бактерий, но полупрозрачная форма могла быть выделена в культуре, в которой был включен ABUW_1645.Менее вирулентная форма бактерий, по-видимому, лучше объединяется в биопленки при комнатной температуре и лучше переносит питательные вещества из окружающей среды.
Более высокие температуры, обнаруженные у хозяина, выключают ABUW_1645 и активируют переключение на вирулентную форму.«Мы планируем исследовать это переключение на большем количестве образцов человеческих инфекций», — говорит Ротер.В статье авторы отмечают, что человеческие инфекции, по-видимому, отбирают клетки, которые лучше всего подходят для сохранения в больнице.
Это может объяснить растущие трудности с уничтожением бактерий, а также высокую вирулентность. Acinetobacter baumannii считается «нозокомиальным», что означает приобретение в медицинских учреждениях.
Но они пишут, что число внебольничных инфекций растет.Сотрудничая с лабораторией доктора философии Дэвида Вайса, исследователи показали, что бактерии, лишенные вирулентности, могут использоваться в качестве живой ослабленной вакцины для мышей, защищая их от последующего заражения вирулентной формой.Резер говорит, что у переключателя вирулентности есть и другие компоненты.
Отключение ABUW_1645, в отличие от его перегрузки, не ухудшает способность бактерий переключать формы.«Это наш следующий шаг — идти вверх по течению», — говорит он. «Сейчас мы изучаем других мутантов, которые влияют на переключатель».