Сочинение на тему Альбумин человека изменяет специфические гены, которые могут играть роль в выживании и персистенции в Acinetobacter Baumannii

В 2017 году Всемирная организация здравоохранения составила список «приоритетных патогенов», в этот список вошли 12 устойчивых к антибиотикам бактерий. Acinetobacter baumannii занял первое место в списке «первоочередных патогенов для исследований и разработок антибиотиков». A. A. baumannii заражает пациентов в отделениях интенсивной терапии, демонстрирует множественную лекарственную устойчивость и может пережить «высыхание», голодание с питательными веществами и высокие концентрации противомикробных препаратов. Ученые провели исследование, чтобы «проиллюстрировать, как продукты человека, в частности HSA, могут играть значительную роль как в выживании, так и в сохранении A. baumannii». Acinetobacter baumannii обладает способностью не только выживать в экстремальных условиях, но также осуществлять перенос генов или «приобретать генетический материал». Из-за этих признаков A. baumannii стала заметной бактерией, вызывающей внутрибольничные инфекции. Это наблюдение привело Quinn et al. (2018) «провести транскриптомный анализ штамма A118 под индукцией HSA для выявления генов, которые изменены HSA. Их результаты показали «статистически значимую дифференциальную экспрессию 296 кодирующих белок генов, включая те, которые связаны с подвижностью, образованием биопленки, метаболизмом, эффлюксными насосами, синтезом капсул и регуляцией транскрипции. Команда использовала фенотипический анализ для всех этих признаков и обнаружила «увеличение подвижности, связанной с поверхностью, уменьшение образования биопленки, снижение активности фермента, связанного с циклом лимонной кислоты, и увеличение выживаемости, связанной с доступностью цинка». Они также обнаружили изменения в генах, которые, как известно, являются частью устойчивости бактерий к антибиотикам и их патогенности.

Основные результаты

РНК-Seq технология была использована для поиска генов, измененных в условиях HSA. Анализ показал значительное изменение в экспрессии 296 кодирующих генов. Было обнаружено, что 23 гена проявляли повышающую регуляцию, а 273 гена демонстрировали понижающую регуляцию. Произошло изменение в экспрессии генов, связанных с подвижностью и постоянством. Транскриптомный анализ показал 4 гена (pilQ, yebC, h-ns, exbD), вовлеченных в подвижность, демонстрирующих измененную экспрессию при лечении HSA. Анализы подвижности проводили для определения влияния HSA на «подвижность, связанную с поверхностью». Клетки, выращенные в присутствии HSA, показали среднее увеличение диаметра подвижности на 7,8 мм по сравнению с клетками, выращенными в контрольной среде. Подтверждено, что PilQ демонстрирует статистически значимую положительную регуляцию с помощью анализа 1PCR при индукции HSA. Quinn et al. (2018) исследовали «дополнительные гены биогенеза и функций пилуса IV типа», они обнаружили, что «22 гена также были повышены и только два гена были понижены при индукции HSA. Было обнаружено, что Yeb-C и h-ns, регуляторы транскрипции, которые могут играть роль в подвижности при индукции HSA, изменяли экспрессию при лечении HSA. NCBI BLAST и генный онтологический анализ использовали для идентификации yebC как «предполагаемого регулятора транскрипции, который, вероятно, обладает специфической для последовательности ДНК-связывающей активностью.

YebC, наряду с квантом, гасящим ген aidA, заметно подавлялся при индукции HSA. Глобальный репрессор транскрипции h-ns также оказался подавленным. Было обнаружено, что H-ns является частью регуляции экспрессии генов различных признаков вирулентности. Предполагается, что Exb-D может играть роль в сборке пилуса типа IV и подвижности подергивания. Ген «был продемонстрирован как статистически значимый и дифференциально выраженный». Понижающая регуляция exb-D была обнаружена. Были идентифицированы два гена, связанных с образованием биопленки, fimA и ompA. Оба были статистически дифференциально выражены при индукции HSA. С клетками, выращенными в присутствии HSA, наблюдалось снижение образования биопленки в 1,4 раза. K-локус, который связан с синтезом капсул A. baumannii, был активирован в присутствии HSA. Глобальные регуляторы транскрипции играют роль в выражении признаков вирулентности, поэтому анализы выживания в плазме использовались «в присутствии 25 нМ и 25 мкМ цинка, соответственно, для количественной оценки потенциальной задержки иммунного клиренса. Добавление образцов плазмы с 25 нМ цинком привело к увеличению выживаемости в 2,01 раза через 90 минут и увеличению выживаемости в 2,10 раза через 120 минут.

«Бактериальные гидролазы, которые используют цинк в качестве кофактора, оказались важной частью патогенеза, кодирующего различные металлопротеазы и бета-лактамазы, которые отвечают в различных угрожающих выживанию условиях, включая: присутствие бета-лактама, барьеры хозяина, секрецию нейтрофилов передача сигналов цитокинов / интерлейкинов, иммуноглобулиновое действие и другие иммунологические реакции на инвазию патогенов. «В этом исследовании механизмы множественной резистентности к бета-лактаму A. baumannii были« дифференциально выражены в присутствии HSA », наблюдалась повышенная регуляция. Белок наружной мембраны CarO продемонстрировал значительную подавляющую регуляцию, и, как утверждают авторы исследования, известно, что «потеря CarO A. baumannii 4 связана с устойчивостью к карбапенему». «Когда было установлено, что CarO демонстрирует понижающую регуляцию и две бета-лактамазы в геноме A118 были активированы, были проведены анализы на чувствительность. Единственным заметным изменением было небольшое уменьшение «гало-ингибирования ИМП». Все это привело к выводу, что «HSA может играть роль в экспрессии генов, связанных с устойчивостью к бета-лактамам». Также было обнаружено, что HSA способен влиять на экспрессию генов, связанных с метаболизмом. Транскриптомный анализ выявил 61 ген, статистически значимый и дифференциально экспрессированный при лечении HSA, участвующим в метаболизме и получении питательных веществ. Было обнаружено, что из этих 61 гена только 6 были усилены, остальные 55 – подавлены. Mdh и dctA являются двумя из этих генов с пониженной регуляцией и, как известно, имеют прямую связь с «центральным метаболизмом».

Было установлено, что A. baumannii корректирует и использует альтернативные метаболические пути, когда это необходимо, поэтому не наблюдалось снижения темпов роста. Ионы металлов необходимы для выживания A. baumannii. A. baumannii разработал механизм, который «более эффективно изолирует и поглощает железо и цинк» в ответ на способность хозяина истощать эти ионы для ограничения патогенных микроорганизмов. Регулятор железа (FUR) подавлялся при индукции HSA.