Роль системы секреции III типа в развитии госпитальных инфекций, вызванных антибиотикорезистентными штаммами Pseudomonas aeruginosa

Клиническая Микробиология и Антимикробная Химиотерапия. 2017; 19(1):4-10

​ Зигангирова Н.А., Нестеренко Л.Н., Капотина Л.Н., Белый Ю.Ф., Шеремет А.Б., Бондарева Н.Е., Федина Е.Д., Мелкумян А.Р., Поликарпова С.В., Пивкина Н.В., Зубашева М.В., Жуховицкий В.Г.
Pseudomonas aeruginosa система секреции III типа ССТТ эффекторы цитотоксичность антибиотикорезистентность
Раздел
Болезни и возбудители
Тип
Журнальная статья
Публикация
Клиническая Микробиология и Антимикробная Химиотерапия. 2017; 19(1):4-10

Аннотация

Система секреции III типа (ССТТ) является ключевым фактором патогенности Pseudomonas aeruginosa, подавление активности которой позволит блокировать инфекционный процесс вне зависимости от приобретённой антибиотикорезистентности микроорганизма. С целью изучения роли ССТТ псевдомонад при развитии госпитальных инфекций проведена характеристика 75 изолятов P. аeruginosa в отношении наличия генов, кодирующих эффекторные белки ССТТ, и активности секреторного аппарата у этих изолятов в условиях in vitro. Гены эффекторов ССТТ были выявлены у всех изолятов с преобладанием exoS+ генотипа (80%). Изоляты с токсичным exoU+-генотипом выделялись из ран, мочи и крови в 2 раза чаще, чем из дыхательных путей: 26,5% против 12,8%. Наличием функционального ССТТ аппарата в условиях индукции низкими концентрациями кальция характеризовались 60,4% изолятов, в то время как 76,6% культур псевдомонад проявляли выраженную цитоксичность in vitro. Изучение связи ССТТ-генотипов с устойчивостью к определённым группам антибиотиков показало большую распространённость резистентности к гентамицину и ципрофлоксацину у exoU+-генотипа. В совокупности, полученные данные свидетельствуют о наличии ССТТ и её активности у клинических изолятов с различным профилем антибиотикорезистентности и говорят в пользу ведущей роли системы секреции III типа в развитии инфекционного процесса, что делает ССТТ перспективной мишенью для подавления инфекции, вызванной полирезистентными штаммами P. аeruginosa.

Наиля Ахатовна Зигангирова

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

Нестеренко Л.Н.

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

Капотина Л.Н.

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

Белый Ю.Ф.

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

Шеремет А.Б.

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

Бондарева Н.Е.

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

Федина Е.Д.

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

Мелкумян А.Р.

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

Поликарпова С.В.

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

Пивкина Н.В.

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

Зубашева М.В.

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

Жуховицкий В.Г.

ФГБУ «ФНИЦЭМ им. Н.Ф. Гамалеи» Минздрава России, Москва, Россия

  • 1. Driscoll JA, Brody SL, Kollef MH. The epidemiology, pathogenesis and treatment of Pseudomonas aeruginosa infections. Drugs 2007;3:351-68.
  • 2. Kurahashi K, Kajikawa O, Sawa T, Ohara M, Gropper MA, Frank DW, et al. Pathogenesis of septic shock in Pseudomonas aeruginosa pneumonia. J Clin Invest 1999;104:743-50.
  • 3. Folkesson A, Jelsbak L, Yang L, Johansen HK, Ciofu O, Høiby N, et al. Adaptation of Pseudomonas aeruginosa to the cystic fibrosis airway: an evolutionary perspective. Nature Reviews Microbiology 2012;12:841-51.
  • 4. Zychlinsky A, Kenny B, Ménard R, Prévost MC, Holland IB, Sansonetti PJ. IpaB mediates macrophage apoptosis induced by Shigella flexneri. Mol Microbiol 1994;11:619-27.
  • 5. Feltman H, Schulert G, Khan S, Jain M, Peterson L, Hauser AR. Prevalence of type III secretion genes in clinical and environmental isolates of Pseudomonas aeruginosa. Microbiol 2001;147:2659-69.
  • 6. Roy-Burman A, Savel RH, Racine S, Swanson BL, Revadigar NS, Fujimoto J, et al. Type III protein secretion is associated with death in lower respiratory and systemic Pseudomonas aeruginosa infections. J Infect Dis 2001;183:1767-74.
  • 7. Diaz MH, Hauser AR. Pseudomonas aeruginosa cytotoxin ExoU is injected into phagocytis cells during acute pneumonia. Infect Immun 2010;78:1447-56.
  • 8. Allewelt, Coleman FT, Grout M, Priebe GP, Pier G. Acquisition of expression of the Pseudomonas aeruginosa ExoU cytotoxin leads to increased bacterial virulence in a murine model of acute pneumonia and systemic spread. Infect Immun 2000;68:3998-4004.
  • 9. Schulert GS, Feltman H, Rabin SD, Martin CG, Battle SE, Hauser AR. Secretion of the toxin ExoU is a marker for highly virulent Pseudomonas aeruginosa isolates obtained from patients with hospital-acquired pneumonia. J Infect Dis 2003;188:1695-706.
  • 10. Sawa T, Shimizu M, Moriyama K, Wiener-Kronish JP. Association between Pseudomonas aeruginosa type III secretion, antibiotic resistance, and clinical outcome: a review. Crit Care 2014;18(6):668.
  • 11. Yahr TL, Wolfgang MC. Transcriptional regulation of the Pseudomonas aeruginosa type III secretion system. Mol Microbiol 2006;62(3):631-40.
  • 12. Hauser AR. The Type III Secretion System of Pseudomonas aeruginosa: Infection by Injection. Nat Rev Microbiol 2009;7(9):654-65.
  • 13. Hauser AR, Cobb E, Bodi M, Mariscal D, Valles J, Engel JN, Rello J. Type III protein secretion is associated with poor clinical outcomes in patients with ventilator-associated pneumonia caused by Pseudomonas aeruginosa. Crit Care Med 2002;30:521-8.
  • 14. Torrens G, Cabot G, Ocampo-Sosa AA, Conejo MC, Zamorano L, Navarro F, et al. Activity of ceftazidime-avibactam against clinical and isogenic laboratory Pseudomonas aeruginosa isolates expressing combinations of most relevant β-lactam resistance mechanisms. Antimicrob Agents Chemother 2016;60(10):6407-10.
  • 15. Mitov I, Strateva T, Markova B. Prevalence of virulence genes among Bulgarian nosocomial and cystic fibrosis isolates of Pseudomonas aeruginosa. Braxilian J Microbiol 2010;41:588-95.
  • 16. Garey KW, Vo OP, Larocco MT, Tam VH. Prevalence of type III protein exoenzymes and antimicrobial suceptibility patterns from bloodstream isolates of patients with Pseudomonas aeruginosa bacteremia. J Chemother 2008;20:714-20.
  • 17. Wong Beringer A, Wiener-Kronish JP, Lunch S, Flanagan J. Comparison of type III secretion system virulence among fluoroguinolone-susceptible and resistant clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa. Clin Microbiol Infect 2008;14:330-6.
  • 18. Agnello M, Wong-Beringer A. Differentiation in guinolone resistance by virulence genotype in Pseudomonas aeruginosa. Plos One 2012;7:e42973.
  • 19. Menshikov VV (Ed.), 2003. Clinical laboratory analytics. Volume IV. Analytical technologies in the clinical laboratory. Moscow: Agat-Med.
  • 20. Ajayi T, Allmond LR, Sawa T, Wiener-Kronish JP. Single-nucleotidepolymorphism mapping of the Pseudomonas aeruginosa type III secretion toxins for development of a diagnostic multiplex PCR system. J Clin Microbiol 2003;41(8):3526-31.
  • 21. Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 1970;227:680-5.
  • 22. Sawa T. The molecular mechanism of acute lung injury caused by Pseudomonas aeruginosa: from bacterial pathogenesis to host response. J Intensive Care 2014;2(1):10.
  • 23. Dasgupta N, Ashare A, Hunninghake GW, Yahr TL. Transcriptional induction of the Pseudomonas aeruginosa type III secretion system by low Ca2+ and host cell contact proceeds through two distinct signaling pathways. Infect Immun 2006;74(6):3334-41.
  • 24. Lee VT, Smith RS, Tümmler B. Activities of Pseudomonas aeruginosa effectors secreted by the type III secretion system in vitro and during infection. Infect Immun 2005;73(3):1695-705.
  • 25. Schulert GS, Feltman H, Rabin SD, Martin CG, Battle SE, Hauser AR. Secretion of the toxin ExoU is a marker for highly virulent Pseudomonas aeruginosa isolates obtained from patients with hospital-acquired pneumonia. J Infect Dis 2003;188:1695-706.
  • 26. Jabalameli F, Mirsalehian A, Khoramian B, et al. Evaluation of biofilm production and characterization of genes encoding type III secretion system among Pseudomonas aeruginosa isolated from burn patients. Burns 2012;38:1192-7
  • 27. Kuznetsova МV, Maksimova АV, Karpunina ТI, Demakov VA. Prevalence of cytotoxicity effectors in nosocomial Pseudomonas aeruginosa strains. J Microbiol Epidemiol Immunobiol 2014;6:9-14.
Просмотров
0 Аннотация
0 PDF
0 Цитирования
Поделились