Plazmidem zprostředkovaná rezistence - Plasmid-mediated resistance

Příklad plazmidu se dvěma oblastmi odolnost proti antibiotikům kódování DNA (1,2) a an původ replikace (3).

Plazmidem zprostředkovaná rezistence je převod odolnost proti antibiotikům geny, které jsou přenášeny plazmidy. Mezi nimi lze přenášet plazmidy bakterie ve stejném druh nebo mezi různými druhy prostřednictvím časování. Plazmidy často nesou více odolnost proti antibiotikům geny, přispívající k šíření multirezistence (MDR). Antibiotická rezistence zprostředkovaná MDR plazmidy výrazně omezuje možnosti léčby infekcí způsobených Gramnegativní bakterie, zejména rodina Enterobacteriaceae.[1] Globální šíření MDR plazmidů bylo zvýšeno o selektivní tlak z užívání antibiotik u lidí a veterinární medicína.[2]

Vlastnosti rezistenčních plazmidů

Rezistenční plazmidy podle definice nesou jeden nebo více genů rezistence na antibiotika. Často jsou doprovázeny geny kódujícími virulence determinanty, specifické enzymy nebo odolnost vůči toxickým látkám těžké kovy. V rezistenčních kazetách je obvykle uspořádáno několik genů rezistence. Geny rezistence na antibiotika nalezené na plazmidech propůjčují rezistenci většině dnes používaných skupin antibiotik, například beta-laktamy, fluorochinolony a aminoglykosidy.[1][3]

Je velmi běžné, že geny rezistence nebo celé kazety rezistence jsou znovu uspořádány na stejném plazmidu nebo přesunuty do jiného plazmidu nebo chromozomu pomocí rekombinačních systémů. Mezi příklady takových systémů patří integrony a transpozice.[3]

Většina rezistenčních plazmidů je konjugativních, což znamená, že kódují všechny potřebné komponenty pro přenos plazmidu na jinou bakterii. Jiné menší plazmidy (obvykle o velikosti <10 kb) mohou být mobilizovány konjugativním plazmidem (obvykle> 30 kb), aby mohly být přeneseny.[3]

Enterobacteriaceae

Escherichia coli bakterie vpravo jsou citlivé na dvě beta-laktamová antibiotika a nerostou v polokruhových oblastech obklopujících antibiotika. E-coli bakterie vlevo jsou rezistentní na beta-laktamová antibiotika a rostou vedle jednoho antibiotika (dno) a jsou méně inhibovány jiným antibiotikem (horní).

Například členové čeledi Enterobacteriaceae Escherichia coli nebo Klebsiella pneumoniae představují největší hrozbu, pokud jde o rezistenci zprostředkovanou plazmidy u nemocničních a komunitních infekcí.[1]

Beta-laktamová rezistence

Jak úzkopásmové beta-laktamázy (např. Penicilinázy), tak beta-laktamázy s rozšířeným spektrem (ESBL) jsou běžné pro rezistenční plazmidy v Enterobacteriaceae. Často se na stejném plazmidu hydrolyzuje široké spektrum beta-laktamových antibiotik více genů beta-laktamázy.[1]

Beta-laktamázy s rozšířeným spektrem (ESBL)

Enzymy ESBL mohou hydrolyzovat všechna beta-laktamová antibiotika, včetně cefalosporinů, s výjimkou karbabenemů. První klinicky pozorované enzymy ESBL byly mutované verze beta-laktamáz s úzkým spektrem, jako TEM a SHV. Další enzymy ESBL pocházejí mimo rodinu Enterobacteriaceae, ale také se šíří.[1]

Kromě toho, protože plazmidy, které nesou geny ESBL, také běžně kódují odpor determinanty pro mnoho dalších antibiotik, kmeny ESBL jsou často rezistentní i na mnoho jiných než beta-laktamových antibiotik,[4] ponechává velmi málo možností léčby.

Karbapenemázy

Karbapenemázy představují typ ESBL, které jsou schopné hydrolyzovat karbapenemová antibiotika, která jsou považována za poslední možnost léčby bakterií produkujících ESBL. Karbapenemázy KPC, NDM-1, VIM a OXA-48 jsou celosvětově stále častěji hlášeny jako příčiny nemocniční infekce.[1]

Chinolonová rezistence

Chinolon geny rezistence jsou často umístěny na stejném plazmidu jako geny ESBL. Mezi příklady mechanismů rezistence patří různé proteiny Qnr, aminoglykóza acetyltransferáza aac (6 ') - Ib-cr, která je schopna hydrolyzovat ciprofloxacin a norfloxacin, stejně jako efluxní transportéry OqxAB a QepA.[1]

Rezistence na aminoglykosidy

Aminoglykosid geny rezistence se také běžně vyskytují společně s geny ESBL. Rezistence na aminoglykosidy je vyvolána řadou enzymů modifikujících aminoglykosidy a 16S rRNA methyltransferázami.[1]

malé RNA

Studie zkoumající fyziologický účinek plazmidu pHK01 na hostitele E-coli J53 zjistil, že plazmid snižoval bakteriální motilitu a poskytoval rezistenci vůči beta-laktamům. PHK01 produkoval plazmidem kódovaný malé RNA a zprostředkovanou expresi hostitelských sRNA. Tyto sRNA byly antisense vůči genům zapojeným do replikace, přenosu konjugátu a stabilizace plazmidu: AS-repA3 (CopA), AS-traI, AS-finO, AS-traG, AS-pc02. Nadměrná exprese jednoho z plazmidů kódovaných antisense sRNA: AS-traI zkrácený t Los Angeleslog fáze růstu hostitele.[5]

Reference

  1. ^ A b C d E F G h Schultsz C, Geerlings S (leden 2012). "Plazmidem zprostředkovaná rezistence u Enterobacteriaceae: měnící se krajina a důsledky pro terapii". Drogy. 72 (1): 1–16. doi:10.2165/11597960-000000000-00000. PMID  22191792.
  2. ^ Carattoli A (říjen 2003). "Plazmidem zprostředkovaná antimikrobiální rezistence u Salmonella enterica" (PDF). Aktuální problémy v molekulární biologii. 5 (4): 113–22. PMID  12921226.
  3. ^ A b C Bennett PM (březen 2008). „Plazmidem kódovaná rezistence na antibiotika: získávání a přenos genů rezistence na antibiotika v bakteriích“. British Journal of Pharmacology. 153 Suppl 1 (S1): S347–57. doi:10.1038 / sj.bjp.0707607. PMC  2268074. PMID  18193080.
  4. ^ Širokospektrální antibiotika a rezistence u necílových bakterií: příklad z tetracyklinu, Journal of Pure and Applied Microbiology, (2014); 8 (4): 2667-2671.
  5. ^ Jiang X, Liu X, Law CO, Wang Y, Lo WU, Weng X, Chan TF, Ho PL, Lau TC (červenec 2017). „Plazmid CTX-M-14 pHK01 kóduje nové malé RNA a ovlivňuje růst a motilitu hostitele“. Ekologie mikrobiologie FEMS. 93 (7). doi:10.1093 / femsec / fix090. PMID  28854680.

Další čtení