2018-11-28 23:10:02
抗生素如何传播抗药性

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通过从环境中获取抗性基因,细菌可能对抗生素变得不敏感。不幸的是,对于患者而言,抗生素诱导的应激反应激活了微生物的能力,吸收和整合外来DNA的能力。格罗宁根大学(UG)和洛桑大学的微生物学家现在已经描述了肺炎链球菌可以成为主管的新机制,以及为什么生物膜在这一过程中可能很重要。他们的研究结果于11月27日发表在Cell Reports上。

UG博士学生杰勒斯莱格四年前首次描述了能力机制。随后,他的同事Arnau Domenech,来自洛桑大学Veening实验室的团队成员,他是Cell Reports论文的第一作者,筛选了大量临床相关物质,因为他们具备诱导能力的能力。两种药物脱颖而出:氨曲南和克拉维酸,它们都用于对抗感染。 “但是当我们仔细观察时,他们并没有通过已知机制影响能力,”斯莱格说。 “所以我们调查了发生的事情。”

细胞分裂

通过释放能力刺激肽(CSP)诱导能力。细胞在受到压力时会分泌这种肽,例如,当它们受到某些抗生素的攻击时。只有当它们周围的CSP浓度达到某个阈值时,细胞才能变得有能力。 “这是一个称为群体感应的过程,一旦有足够的细胞受到影响,就会引起反应。”随着CSP分泌到环境中,所有细胞在或多或少的同时变得有能力。

然而,本研究中使用的肺炎链球菌细胞发生了不同的情况。 Slager说,“当这些细胞分裂时,它们通常会形成母子对。但是为了应对这两种药物,它们开始形成更长的链,因为细胞分裂机制受到药物的影响。当这些链中的细胞分泌时CSP,局部浓度高于细胞对在培养基中自由游动时的浓度,这意味着对于这些链中的细胞,将很快达到群体感应的局部阈值。

生物膜

Slager说,“通过这种机制,细胞群在不同的时间变得有能力。因此,我们通常看到的所有细胞中的能力同步'脉冲',而不是我们现在已经存在的感受态细胞长时间存在。 “这一发现的一个有趣的方面是细菌细胞不像在这些实验室实验中那样在体内自由漂浮,但通常被纳入生物膜中。细菌通过排泄粘性分子产生这些生物膜,例如,它们为免疫系统提供保护。

“在这些生物膜中,细胞紧密堆积在一起,这意味着能力可能受到局部群体感应的调节,就像在我们的实验中一样,”Slager说。 “事实上,正如最近发现的那样,刺激生物膜形成的基因与其他能力诱导基因一起被激活。”该研究的第一个结论是,在充满培养基的烧瓶中生长自由游动细菌的标准实验室实验与临床情况不同,在临床情况下它们将在生物膜中生长。此外,导致链形成的药物,如本研究中使用的氨曲南和克拉维酸,将因此增加抗生素抗性基因的传播。

这有任何临床意义吗?斯莱格说,不是直接的。 “这项研究主要增加了我们对抗生素抗性基因传播的基本知识。它告诉我们更多关于细胞如何通过群体感应进行交流的信息。但是,从长远来看,这种知识可能会被用来干扰这种交流,也许会减少发展阻力。“

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