Инхибитори откривања кворума: Доприносе еволуцији отпорности фага на Псеудомонас аеругиноса засновану на имунолошком систему ЦРИСПР

Отпорност на микроорганизме важан је проблем у клиничком лијечењу, а Псеудомонас аеругиноса потенцијална је мета инфекције фаг вирусом након операције. Лабораторијске студије су откриле да Псеудомонас аеругиноса користи гене адаптивног имунолошког система ЦРИСПР-Цас за стварање имунолошке меморије на бактериофаге и другу паразитску ДНК, брзо се развија у сложеном природном окружењу и развија отпорност на бактериофаге, чиме се ограничава употреба терапије фазима. Недавне студије су показале да систем Куорум Сенсинг (КС) регулише експресију имуног система ЦРИСПР-Цас Псеудомонас аеругиноса. КС систем Псеудомонас аеругиноса састоји се од ЛасИР-а и РхлИР-а, који могу регулисати експресију физиолошких функција, попут имунолошког система ЦРИСПР-Цас, вируленције и биофилма. ЛасИР регулише експресију сигналног молекула 3-оксо-Ц12-хомосерин лактона (3ОЦ12-ХСЛ), РхлИР регулише експресију сигналног молекула Ц4-хомосерин лактона (Ц4-ХСЛ). Стога истраживачи нагађају да употреба медицинских инхибитора сенсинга кворума (Куорум Сенсинг Инхибиторс, КСИ) може ограничити еволуцију Псеудомонас аеругиноса на основу имунолошких локуса ЦРИСПР и применити их на клиничка истраживања.

У овој студији, истраживачи су користили Баицалеин као КСИ за проучавање његовог ефекта на отпорност на фаге засноване на Псеудомонас аеругиноса ЦРИСПР (ДМС3вир). У исто време, мутирани сој КС гена Псеудомонас аеругиноса је конструисан тако да мутирани сој не може да произведе 3ОЦ12-ХСЛ и Ц4-ХСЛ. Додавањем 3ОЦ12-ХСЛ и Ц4-ХСЛ, анализирана је еволуција отпорности на фаге Псеудомонас аеругиноса на основу имуног система ЦРИСПР-Цас. Механизам за проучавање способности адсорпције и уклањања фага Псеудомонас аеругиноса. Осим тога, бактерије осетљиве на фаге (ЦРИСПР-КО) и бактерије отпорне на фаг (површински мутанти ЦРИСПР-КО) коришћене су као контроле за проучавање промена у способности Псеудомонас аеругиноса да се такмичи са фагом након блокирања КС система.

У контролној групи, отпор фага дивљег типа Псеудомонас аеругиноса се смањивао са повећањем густине фага. Међутим, за разлику од очекиваног резултата да би КСИ смањио отпорност на Псеудомонас аеругиноса, када је додато 100 μМ баицалеина, отпорност Псеудомонас аеругиноса на фаг се повећала. Када бактерије осетљиве на фаге инфицирају 104 пфу или 107 пфу фаг, њихова отпорност се значајно повећава. Осим тога, резултати истраживања показују да је, када је инхибиран КС систем Псеудомонас аеругиноса, фагу тешко инфицирати домаћина. Када је инхибиран КС систем, релативна способност Псеудомонас аеругиноса у окружењу од 106 пфу фага се значајно повећала. У овој студији, КСИ је утицао на експресију бактеријских фимбрија типа ИВ, што је довело до одложене лизе бактеријских култура, смањило брзину адсорпције фага и олакшало еволуцију резистенције фага у имунолошком систему бактерије ЦРИСПР. Због тога КСИ смањује специфичан терапеутски ефекат инфективног фага типа пили на Псеудомонас аеругиноса.