Динамика протеома антибиотикорезистентных штаммов Staphylococcus aureus при воздействии субингибирующих концентраций бета-лактамных антибиотиков

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Устойчивость к цефтаролину — новому антибиотику семейства цефалоспоринов — была обнаружена у клинических изолятов метициллинрезистентных Staphylococcus aureus, выделенных еще до внедрения антибиотика в медицинскую практику. Для выявления механизмов формирования устойчивости к новому антибиотику было проведено сравнение белковых профилей мутантов, устойчивых к цефтаролину, при воздействии субингибирующими концентрациями бета-лактамных антибиотиков и ванкомицина. Обнаружено, что индукция меропенемом приводит к экспрессии стафилококковой бета-лактамазы у мутантных штаммов, устойчивых к цефтаролину. При индукции другими антибиотиками, а также у исходных штаммов экспрессии бета-лактамазы не отмечали.

Об авторах

Юлия Викторовна Сопова

Санкт-Петербургский филиал Института общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН; ФГБУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет»

Email: sopova@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7825-273X
SPIN-код: 6019-1547

Кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории генетического моделирования заболеваний человека

Россия, г. Санкт-Петербург; 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., д.7/9

Владимир Валерьевич Гостев

ФГБУ «Детский научно-клинический центр инфекционных болезней»

Email: guestvv11@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3480-8089
SPIN-код: 2431-6231

кандидат биологических наук, научный сотрудник

Россия, 197022, г.Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 9

Ольга Серафимовна Калиногорская

ФГБУ «Детский научно-клинический центр инфекционных болезней»

Email: kalinogorskaya@bk.ru
ORCID iD: 0000-0003-1419-9068
SPIN-код: 8915-2053

кандидат медицинских наук, научный сотрудник

Россия, 197022, г.Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 9

Анна Николаевна Лыхолай

ФГБУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет»

Email: a.lykholay@spbu.ru
ORCID iD: 0000-0003-4666-2125
SPIN-код: 7865-8322

специалист по МАЛДИ масс-спектрометрии и хроматографии, ресурсный центр «Развитие молекулярных и клеточных технологий».

Россия, 199034, г. Санкт-Петербург, Университетская наб., д.7/9

Сергей Владимирович Сидоренко

ФГБУ «Детский научно-клинический центр инфекционных болезней»

Автор, ответственный за переписку.
Email: sidorserg@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3550-7875
SPIN-код: 7738-7060

д-р биол. наук, профессор, заведующий отделом, отдел медицинской микробиологии и молекулярной эпидемиологии

Россия, 197022, г.Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, 9

Список литературы

  1. Who.int [Internet]. Geneva: World Health Organization. Antibacterial agents in clinical development: an analysis of the antibacterial clinical development pipeline, including tuberculosis. [cited 2017 Sep 21] Available from: http://www.who.int/medicines/areas/rational_use/antibacterial_agents_clinical_development/en/.
  2. Jevons MP. Celbenin-resistant Staphylococci. BMJ. 1961;(1):124-125.
  3. Kirby WM. Extraction of a Highly Potent Penicillin Inactivator from Penicillin Resistant Staphylococci. Science. 1944;99(2579):452-453. doi: 10.1126/science.99.2579.452.
  4. Harkins CP, Pichon B, Doumith M, et al. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus emerged long before the introduction of methicillin into clinical practice. Genome Biol. 2017;18(1):130. doi: 10.1186/s13059-017-1252-9.
  5. Acar JF, Courvalin P, Chabbert YA. Methicillin-resistant staphylococcemia: bacteriological failure of treatment with cephalosporins. Antimicrob Agents Chemother (Bethesda). 1970;10:280-285.
  6. Laudano JB. Ceftaroline fosamil: a new broad-spectrum cephalosporin. J Antimicrob Chemother. 2011;66 Suppl 3:iii11-18. doi: 10.1093/jac/dkr095.
  7. Otero LH, Rojas-Altuve A, Llarrull LI, et al. How allosteric control of Staphylococcus aureus penicillin binding protein 2a enables methicillin resistance and physiological function. Proc Natl Acad Sci USA. 2013;110(42):16808-16813. doi: 10.1073/pnas.1300118110.
  8. Kelley WL, Jousselin A, Barras C, et al. Missense mutations in PBP2A Affecting ceftaroline susceptibility detected in epidemic hospital-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus clonotypes ST228 and ST247 in Western Switzerland archived since 1998. Antimicrob Agents Chemother. 2015;59(4):1922-30. doi: 10.1128/AAC.04068-14.
  9. Lahiri SD, Alm RA. Potential of Staphylococcus aureus isolates carrying different PBP2a alleles to develop resistance to ceftaroline. J Antimicrob Chemother. 2016;71(1):34-40. doi: 10.1093/jac/dkv329.
  10. Гостев В.В., Калиногорская О.С., Дмитренко О.А., и др. Молекулярные механизмы снижения чувствительности к цефтаролину метициллинорезистентных Staphylococcus aureus // Антибиотики и химиотерапия. – 2016. – Т. 61. – № 9–10. – С. 17–21. [Gostev VV, Kalinogorskaya OS, Dmitrenko OA, et al. Mole¬cular Mechanisms of Ceftaroline Susceptibility Reduction in Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus. Antibio¬tics and chemoterapy. 2016;61(9-10):17-21. (In Russ.)]
  11. Lahiri SD, Alm RA. Identification of non-PBP2a resistance mechanisms in Staphylococcus aureus after serial passage with ceftaroline: involvement of other PBPs. J Antimicrob Chemother. 2016;71(11):3050-7. doi: 10.1093/jac/dkw282.
  12. Chan LC, Gilbert A, Basuino L, et al. PBP 4 Mediates High-Level Resistance to New-Generation Cephalosporins in Staphylococcus aureus. Antimicrob Agents Chemother. 2016;60(7):3934-3941. doi: 10.1128/AAC.00358-16.
  13. Banerjee R, Gretes M, Harlem C, et al. A mecA-negative strain of methicillin-resistant Staphylococcus aureus with high-level beta-lactam resistance contains mutations in three genes. Antimicrob Agents Chemother. 2010;54(11):4900-4902. doi: 10.1128/AAC.00594-10.
  14. Ulaganathan V, Agacan MF, Buetow L, et al. Structure of Staphylococcus aureus1,4-dihydroxy-2-naphthoyl-CoA synthase (MenB) in complex with acetoacetyl-CoA. Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 2007;63(Pt 11):908-913. doi: 10.1107/S1744309107047720.
  15. Hill B, Attwood MM. Purification and characterization of phosphoglycerate mutase from methanol-grown Hyphomicrobium X and Pseudomonas AM1. J Gen Microbiol. 1976;96(1):185-193. doi: 10.1099/00221287-96-1-185.
  16. Martin PK, Bao Y, Boyer E, et al. Novel locus required for expression of high-level macrolide-lincosamide-streptogramin B resistance in Staphylococcus aureus. J Bacteriol. 2002;184(20):5810-5813. doi: 10.1128/JB.184.20.5810-5813.2002.
  17. Richmond MH. Wild-Type Variants of Exopenicillinase from Staphylococcus Aureus. Biochem J. 1965;94:584-593. doi: 10.1042/bj0940584.
  18. Kernodle DS, Stratton CW, McMurray LW, et al. Differentiation of beta-lactamase variants of Staphylococcus aureus by substrate hydrolysis profiles. J Infect Dis. 1989;159(1):103-108. doi: 10.1093/infdis/159.1.103.
  19. Fuda CC, Fisher JF, Mobashery S. Beta-lactam resistance in Staphylococcus aureus: the adaptive resistance of a plastic genome. Cell Mol Life Sci. 2005;62(22):2617-2633. doi: 10.1007/s00018-005-5148-6.
  20. Hiramatsu K, Asada K, Suzuki E, et al. Molecular cloning and nucleotide sequence determination of the regulator region of mecA gene in methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). FEBS letters. 1992;298(2-3):133-6. doi: 10.1016/0014-5793(92)80039-J.
  21. Blazquez B, Llarrull LI, Luque-Ortega JR, et al. Regulation of the expression of the beta-lactam antibiotic-resistance determinants in methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Biochemistry. 2014;53(10):1548-1550. doi: 10.1021/bi500074w.
  22. Arede P, Ministro J, Oliveira DC. Redefining the role of the beta-lactamase locus in methicillin-resistant Staphylococcus aureus: beta-lactamase regulators disrupt the MecI-mediated strong repression on mecA and optimize the phenotypic expression of resistance in strains with constitutive mecA expression. Antimicrob Agents Chemother. 2013;57(7):3037-3045. doi: 10.1128/AAC.02621-12.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Белковые профили сходных изолятов (SA0077/0, SA0085/0 и SA0422/0) и устойчивых мутантов (SA0077/40, SA0085/40 и SA0422/40), полученных на их основе. М — маркер молекулярного веса, (+) — инкубация в среде с добавлением меропенема, (–) — инкубация в среде без меропенема. Средние показатели интенсивности окрашивания выделенной стрелкой полосы для штамма SA0077/0 на среде без меропенема составляют 4,8 ± 0,19; для штамма SA0077/0 на среде с меропенемом 5,3 ± 0,56; для штамма SA0077/40 на среде без меропенема 4,8 ± 0,73; для штамма SA0077/40 на среде с меропенемом — 13,9 ± 5,3 (а); сравнение белковых профилей мутанта SA0077/40, выращенного на среде с добавлением меропенема (+) и без него (–) при электрофорезе в 12 % акриламидном геле (b)

Скачать (306KB)
Метаданные

© Сопова Ю.В., Гостев В.В., Калиногорская О.С., Лыхолай А.Н., Сидоренко С.В., 2018

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).