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.
 


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах