Глобальный регулятор CcpA из Listeria monocytogenes повышает чувствительность к антимикробным жирным кислотам (аннотация)Глобальный регулятор CcpA из Listeria monocytogenes повышает чувствительность к антимикробным жирным кислотам
Listeria monocytogenes - грамположительная бактерия пищевого происхождения, вызывающая опасные для жизни инфекции у людей и животных.
При заражении восприимчивых особей L. monocytogenes получает доступ к цитоплазме клеток хозяина; здесь бактерия размножается и распространяется от клетки к клетке с помощью механизма, включающего полимеризацию актина хозяина.
Известно несколько факторов вирулентности, способствующих внутриклеточному образу жизни L. monocytogenes, включая интерналины InlA и InlB, которые позволяют бактерии вторгаться в нефагоцитирующие клетки; порообразующий токсин LLO, который необходим для выхода из вакуолей клетки хозяина, и поверхностный белок ActA, который способствует полимеризации актина и движению от клетки к клетке.
Во внутриклеточной среде регулятор вирулентности PrfA реагирует на глутатион (GSH), производимый бактериями и хозяином, и активирует транскрипцию генов вирулентности, регулируемых PrfA, кодирующих LLO, ActA и другие факторы вирулентности, необходимые для внутриклеточной инфекции. Во внеклеточной среде PrfA обычно не активен, но известно, что конститутивно активные мутантные варианты PrfA, названные PrfA*, обходят необходимость GSH для активации PrfA экспрессии генов вирулентности. Белки PrfA* находятся в активной конформации, которая способствует оптимальному связыванию со специфическими последовательностями ДНК (PrfA-боксы), расположенными в промоторных областях генов вирулентности, регулируемых PrfA (Eiting et al., 2005; Johansson and Freitag, 2019).
При употреблении зараженной пищи L. monocytogenes попадает в желудочно-кишечный тракт. Здесь патоген сталкивается с компонентами рациона, микробиотой кишечника и иммунными параметрами хозяина. В совокупности эти условия сильно влияют на способность L. monocytogenes вызывать заболевания. Ранее мы обнаружили, что специфические диетические свободные жирные кислоты (СЖК) действуют как сигнальные молекулы для снижения экспрессии факторов вирулентности у L. monocytogenes посредством механизма, включающего прямое ингибирование PrfA. Примечательно, что некоторые ингибирующие PrfA СЖК также оказывают антимикробное действие на L. monocytogenes. Механизм, лежащий в основе антимикробной активности СЖК , в настоящее время неизвестен, но, скорее всего, они нацелены на жизненно важные функции бактериальной мембраны и вмешиваются в них (Desbois and Smith, 2010).
Насыщенная СЖК лауриновая кислота (ЛК) обычно содержится в орехах, семенах, растениях и молоке и известна как мощный антимикробный агент. Рост L. monocytogenes эффективно ингибируется в присутствии 50 мкг/мл ЛК в богатой среде, тогда как при субингибирующих концентрациях (≤10 мкг/мл) ЛК подавляет PrfA-зависимую активность. Таким образом, ЛК относится к категории диетических СЖК, которые действуют как антимикробный агент, а также как сигнальное соединение, подавляющее вирулентность L. monocytogenes. В данном исследовании мы изучили реакцию L. monocytogenes на антимикробные СЖК, обладающие антивирулентной активностью, путем выделения штаммов, способных расти при высоких концентрациях ЛК.
Ранее мы предполагали, что СЖК, действующие на ингибирование PrfA-зависимой экспрессии генов вирулентности, могут стать будущими кандидатами для новой антивирулентной терапии против L. monocytogenes. В дополнение к ингибирующему эффекту PrfA, подгруппа СЖК кажется особенно привлекательной, поскольку они оказывают двойное ингибирующее действие на L. monocytogenes: в низких концентрациях они действуют как сигнальные соединения для подавления экспрессии генов вирулентности, а в более высоких концентрациях предотвращают рост бактерий.
Однако, как и в случае с большинством ингибирующих рост соединений, бактерии могут выработать резистентность к антимикробным СЖК. Действительно, в настоящем исследовании были легко выделены мутантные варианты, устойчивые к ЛК, но, что самое важное, резистентные к ЛК штаммы все еще были восприимчивы к ингибирующей PrfA активности ЛК.
В целом, эти результаты подтверждают, что СЖК, обладающие двойным ингибирующим действием в отношении этого патогена, могут быть полезными кандидатами в будущей терапии против L. monocytogenes.
