Фундаментальная стратегия выживания Acinetobacter baumannii (аннотация)
Acinetobacter baumannii - грамотрицательный оппортунистический патоген, ставший серьезной угрозой для медицинских учреждений во всем мире.
Благодаря широкому репертуару механизмов антибиотикорезистентности ВОЗ поставила A. baumannii на первое место в списке бактерий, для которых срочно требуются новые терапевтические средства. Кроме того, A. baumannii чрезвычайно хорошо адаптирован к больничной среде и человеку: он может использовать различные источники углерода и энергии, образует биопленки, обладает высокой устойчивостью к дезсредствам и высокой осмолярностью.
Способность к выживанию на абиотических поверхностях важна для устойчивости к высыханию, в то время как высокая осмолярность встречается в моче. Общей биофизической особенностью высыхания/осмолярности является потеря свободной клеточной воды, с которой A. baumannii борется путем образования совместимых растворителей - глутамата, маннита и трегалозы. При снижении внешней солености механочувствительные каналы открываются для экструзии растворителей практически мгновенно, что позволяет избежать массивного притока воды и клеточного разрыва. Но обычно внутренний пул растворителей остается высоким до тех пор, пока высока внешняя соленость.
Однако, проследив за концентрацией совместимых растворителей во времени, мы наблюдали необычную депривацию совместимых растворителей в начале стационарной фазы, которая привела к почти полной потере растворителей в течение 10 часов, хотя концентрация внешней соли оставалась неизменной. Через четыре дня после входа в стационарную фазу клетки становились некультивируемыми, но их можно было реанимировать путем снятия стресса. Это напоминает состояние покоя, называемое жизнеспособным, но некультивируемым состоянием (VBNC).
Бактерии, находящиеся в состоянии VBNC, не могут культивироваться в среде, которая обычно поддерживает их рост, хотя они живы и метаболически активны, но с пониженной скоростью. Эти физиологические изменения сопровождаются значительными морфологическими изменениями. Важной особенностью состояния VBNC является то, что некультивируемые бактерии могут быть возрождены путем снятия стресса. Бактерии в состоянии VBNC не только обладают повышенной стрессоустойчивостью, включая повышенную резистентность к антимикробным препаратам и антибиотикам, но даже, как выяснилось, продуцируют в этом состоянии факторы вирулентности.
Вопрос о том, использует ли A. baumannii состояние VBNC, имеет решающее значение для идентификации и борьбы с этим патогеном. Несмотря на эту фундаментальную важность, в литературе существуют разногласия по поводу того, может ли A. baumannii переходить в состояние VBNC. Первые эксперименты не подтвердили наличие состояния VBNC у A. baumannii, однако наша первичная детекция VBNC в штамме A. baumannii ATCC 19606T была подтверждена позже другой группой в штамме AB-16. Мы продолжили эти исследования и с помощью множества различных методов представим доказательства того, что A. baumannii ATCC 19606T переходит в состояние VBNC в ответ на длительную активность в условиях низкой влажности, что обеспечивает его выживание в этих условиях в течение как минимум 10 месяцев. Что еще более важно, состояние VBNC было обнаружено у различных штаммов, включая клинические изоляты, что свидетельствует об этой фундаментальной стратегии выживания в целом у данного вида.
Таким образом, в данной работе представлены убедительные доказательства существования состояния покоя у A. baumannii, что имеет важные последствия для выявления этого патогена и возникновения повторных вспышек.
