La carenza di poli

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 2800 (2023) Citare questo articolo

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L’Acinetobacter baumannii è un patogeno nosocomiale che può essere resistente agli antibiotici modulando rapidamente i suoi meccanismi antifarmaco. L’A. baumannii, multiresistente ai farmaci, è considerato uno degli agenti patogeni più pericolosi per la nostra società. La formazione di biofilm e le cellule persistenti all’interno della matrice del biofilm sono riconosciuti come problemi intrattabili, soprattutto nelle infezioni contratte in ospedale. La poli-β-1,6-N-acetil-glucosamina (PNAG) è uno degli elementi costitutivi importanti del biofilm di A. baumannii. Qui scopriamo una proteina fosforil-regolazione sulla deacetilasi PNAG, AbPgaB1, in cui il residuo Ser411 è stato fosforilato. La regolazione del fosforile su AbPgaB1 modula il tasso di turnover del prodotto in cui viene prodotto il PNAG deacetilato e si riflette nella produzione di biofilm. Abbiamo inoltre scoperto che il ceppo A. baumannii carente di PgaB mostra il livello più basso di produzione di biofilm ma ha un'elevata concentrazione minima di inibizione nei confronti dell'antibiotico colistina e della tetraciclina. Sulla base degli effetti battericidi post-antibiotici e dei test di uccisione dipendente dal tempo con farmaci antibatterici, affermiamo che l'A. baumannii carente di PgaB si converte in cellule tolleranti alla colistina. Questo studio utilizza un modello di A. baumannii tollerante alla colistina biofilm-indipendente per studiarne ulteriormente le caratteristiche e i meccanismi per comprendere meglio i risultati clinici.

Negli ultimi decenni, la crescente resistenza agli antibiotici ha comportato un rischio più elevato di infezioni patogene nosocomiali. L'Acinetobacter baumannii resistente ai carbapenemi è una causa comune di infezioni opportunistiche spesso pericolose per la vita in pazienti critici. L'espressione della carbapenemasi è il meccanismo più importante per conferire resistenza ai carbapenemi nei patogeni resistenti ai farmaci1,2. Anche prove come la perdita della porina della membrana esterna3,4, l'espressione differenziale della proteina legante la penicillina5 e la sovrapproduzione di sistemi di efflusso6 sono state descritte come coinvolte nella resistenza ai carbapenemi in A. baumannii. La formazione di biofilm consente ad A. baumannii di colonizzare in diversi ambienti ed è solitamente associata a virulenza7,8. Il primo passo per avviare la formazione del biofilm è che le cellule planctoniche devono attaccarsi a superfici biotiche o abiotiche. Attraverso le procedure di adesione cellula-cellula e di proliferazione cellulare, le strutture del biofilm maturano e riprendono uno stile di vita planctonico quando si disperdono in nuovi ambienti. Sono stati identificati diversi fattori associati alla formazione di biofilm in A. baumannii, tra cui il sistema di assemblaggio pili usher-chaperone CsuA/BABCDE9,10, il sistema a due componenti BfmS/BfmR11, la proteina della membrana esterna OmpA12,13, la proteina associata al biofilm14,15 , l'autoinduttore sintasi AbaI16 e il complesso proteico PgaABCD richiesto per la sintesi della poli-beta-1–6-N-acetilglucosamina (PNAG)17.

Il PNAG parzialmente deacetilato (dPNAG) è considerato un esopolisaccaride necessario per strutturare i biofilm in diversi agenti patogeni umani, come A. baumannii17, Aggregatibacter spp.18, Bordetella pertussis19,20, Klebsiella pneumonia21, Staphylococcus aureus22 e S. epidermidis23. L'esopolisaccaride dPNAG viene polimerizzato e traslocato tramite il sistema PgaABCD in A. baumannii17. Il sistema omologo in E. coli mostra che PgaC e PgaD sono necessari per la polimerizzazione del PNAG24. Il PNAG polimerizzato viene parzialmente deacetilato da PgaB e successivamente traslocato da PgaA24. I risultati del rilevamento del biofilm dei ceppi knockout di E. coli hanno rivelato che PgaA e PgaB sono necessari per la traslocazione del PNAG mentre il ceppo di delezione PgaC possedeva PNAG polimerizzato non rilevabile17,24. Il trasportatore PNAG PgaA possedeva diversi residui caricati negativamente all'interno del suo poro di secrezione β-barile per il legame iniziale con dPNAG25. La mutazione sito-diretta e il rilevamento del biofilm hanno rivelato che i residui caricati negativamente nel poro di secrezione di PgaA determinano la preferenza di interagire con dPNAG25 a carica positiva. Pertanto, il PNAG completamente acetilato non è stato considerato esportabile per fungere da esopolisaccaride di supporto al biofilm25.