Burkholderia spp.- передача, патогенез, взаимодействие хозяин-патоген, профилактика и лечение (аннотация)
#мастит коров #мелиоидоз #биологически активные соединения #бактериальная резистентность #burkholderia
Бактерии, принадлежащие к роду Burkholderia, являются палочковидными, грамотрицательными, не образующими спор, облигатными аэробами.
Они встречаются в окружающей среде и способны вызывать инфекции растений и животных, у людей поражая иммунокомпрометированных пациентов. В рамках данного обзора были изучены и обсуждены различные аспекты, связанные с Burkholderia spp.
Одна из основных проблем связана с методами лечения инфекций, вызванных этими бактериями. Действительно, большинство штаммов обладают множественной лекарственной резистентностью (MDR), и это представляет серьезную угрозу в лечении инфекций. Фенотипы MDR в основном приписываются β-лактамазам класса А, пенициллиназе с активностью широкого спектра, сверхэкспрессии эффлюксного насоса, мутациям в лекарственных мишенях и снижению проницаемости.
Pattinson et al. использовали мультиомный подход для изучения механизма действия 12-катионного бола-амфифила, 12,12′-(додекан-1,12-диил) бис (9-амино-1,2,3,4-тетрагидроакридиний), названного 12-bis-THA против Burkholderia thailandensis. Они сравнили эффективность соединения против капсулированных и некапсулированных штаммов и не обнаружили различий в значениях минимальной ингибирующей концентрации. С другой стороны, анализ показал, что некапсулированный штамм был более чувствительным. Поэтому авторы решили использовать протеомные и метаболомные инструменты, чтобы лучше понять, как действует это соединение. Полученные ими данные свидетельствуют о том, что 12-бис-THA влияет на центральный метаболизм и подавляет образование домена F1 АТФ-синтазы.
Альтернативой для борьбы с лекарственной резистентностью являются биологически активные соединения, которые в основном являются вторичными метаболитами. Натуральные продукты обладают большей химической новизной, чем синтетические препараты, и являются находкой для фармацевтической промышленности наряду с молекулярной информатикой, которая стала важным инструментом в поиске взаимосвязей между молекулами и их биологическими эффектами.
Исследование Prasad et al. основано на скрининге почвенных патогенов, проявляющих сильную антимикробную активность, идентификации биологически активных соединений, выяснении способа действия соединений в антимикробном анализе с использованием методов in silico и определении вероятных мишеней с помощью молекулярного докинга. В общей сложности 53 бактериальных изолята были проверены на их антимикробный потенциал: штамм JRBHU6, который показал самое высокое антимикробное свойство, был идентифицирован как Burkholderia seminalis. Штамм продуцировал гидролитические ферменты (хитиназы/целлюлозы), имеющие важное значение для подтверждения его антимикробного действия. Биоактивные метаболиты, продуцируемые изолятом, были экстрагированы в различных органических растворителях и оказали наиболее сильное ингибирующее воздействие на рост золотистого стафилококка с множественной лекарственной резистентностью и на такие виды грибов, как Fusarium oxysporum, Aspergillus niger, Microsporum gypseum, Trichophyton mentagrophytes, Trichoderma harzianum. Этот биологически активный метаболит был идентифицирован как пирроло (1,2-а)пиразин-1, 4-дион, гексагидро, пирроло(1,2-а)пиразин-1,4-дион, гексагидро-3(2-метилпропил).
Другим важным моментом для поиска альтернативных решений по лечению инфекций Burkholderia является полное понимание иммунного ответа, вызванного присутствием бактерий.
В исследовании Zhang et al. изучались адаптивные иммунные реакции молочных коров, страдающих маститом, вызванным Burkholderia contaminans. Они использовали проточную цитометрию для оценки Т- и В-лимфоцитов-опосредованных иммунных реакций у коров, инфицированных B. contaminans, и сравнили их со здоровыми животными. У инфицированных B. contaminans коров наблюдалось значительное увеличение количества IgG+CD27+ В-лимфоцитов, γδ Т-клеток и CD4+, CD8+ Т-клеток и соответствующих цитокинов, а также активированных WC1+ γδ Т-клеток, что указывает на важную роль этих клеток в борьбе с инфекцией B. contaminans. Напротив, снижение количества В-лимфоцитов у инфицированных животных говорит о том, что гуморальный иммунный ответ может быть неадекватным для борьбы с внутриклеточными инфекциями. Все вместе эти результаты проливают свет на иммунный ответ, вызванный присутствием бактерий Burkholderia в организме животных: это важно, особенно для разработки вакцины, которой до сих пор нет, и которая могла бы помочь предотвратить эти инфекции, избегая чрезмерного использования антибиотиков в животноводстве, что в значительной степени способствует появлению штаммов с MDR.
Две другие статьи этого обзора были посвящены Burkholderia pseudomallei, возбудителю мелиоидоза. Мелиоидоз является важным сезонным инфекционным заболеванием в тропических и субтропических странах.
В первом исследовании была изучена регуляция факторов вирулентности, участвующих в прикреплении к поверхности (Sun et al.). Были использованы различные методы, включая высокопроизводительный скрининг транспозонного мутагенеза, анализ RNA-Seq, qRT-PCR, и результаты показали, что белок SapR является транскрипционным регулятором, который активирует белок поверхностной адгезии Sap1, а также гены, связанные с бактериальной мембраной, в ответ на различные условия окружающей среды, включая гены, кодирующие факторы вирулентности, важные для внутриклеточного выживания B. pseudomallei.
В некоторых частях мира, включая Юго-Западную Индию, большинство клинических случаев заражения людей регистрируется во время сильных дождей. Однако глубинные причины этого явления до сих пор недостаточно хорошо изучены. Индия является одной из стран с самым высоким прогнозируемым бременем мелиоидоза во всем мире. Удивительно, но существует очень мало информации о распространении B. pseudomallei в окружающей среде, а также об основных факторах, определяющих его распространение.
В исследовании Shaw et al. ясно сообщается, что распространенность B. pseudomallei, обнаруженного в почве, особенно в Юго-Западной Индии, определяется геохимическими факторами. Они собрали в общей сложности 1704 пробы почвы с 20 различных сельскохозяйственных участков, особенно в период муссона, а также в постмуссонный сезон/лето, и проверили их с помощью количественной ПЦР в реальном времени (qPCR). Результаты ПЦР выявили B. pseudomallei на всех 20 участках. Кроме того, ДНК-положительные образцы B. pseudomallei были отрицательно связанны с концентрацией железа и марганца/азота.
Исследование однозначно доказывает, что в Юго-Западной Индии наблюдается широкое экологическое распространение B. pseudomallei, а также значительные различия в численности между участками и в пределах одних территорий. Кроме того, места обитания, обедненные питательными веществами, способствуют присутствию B. pseudomallei. Самое главное, исследование подтвердило, что очень высокие уровни численности B. pseudomallei в почве наблюдаются в сезон дождей. Действительно, большинство случаев заболевания клинически диагностировались в сезон муссонов.
