مهارکننده های سنجش حد نصاب: کمک به تکامل مقاومت فاژ Pseudomonas aeruginosa بر اساس سیستم ایمنی CRISPR

مقاومت ضد میکروبی یک مشکل مهم در درمان بالینی است و Pseudomonas aeruginosa یک هدف بالقوه برای عفونت ویروس فاژ پس از جراحی است. مطالعات آزمایشگاهی نشان داده است که Pseudomonas aeruginosa از ژن های سیستم ایمنی تطبیقی ​​CRISPR-Cas برای ایجاد حافظه ایمنی برای باکتریوفاژها و سایر DNA های انگلی استفاده می کند ، به سرعت در محیط پیچیده طبیعی تکامل یافته و مقاومت باکتریوفاژها را افزایش می دهد ، بنابراین استفاده از فاژ درمانی را محدود می کند. مطالعات اخیر نشان داده است که سیستم Quorum Sensing (QS) بیان سیستم ایمنی بدن CRISPR-Cas Pseudomonas aeruginosa را تنظیم می کند. سیستم QS Pseudomonas aeruginosa شامل LasIR و RhlIR است که می تواند بیان عملکردهای فیزیولوژیکی مانند سیستم ایمنی CRISPR-Cas ، حدت و بیوفیلم را تنظیم کند. LasIR بیان مولکول سیگنال 3-oxo-C12-homoserine (3OC12-HSL) را تنظیم می کند ، RhlIR بیان مولکول سیگنال C4-homoserine lactone (C4-HSL) را تنظیم می کند. بنابراین ، محققان حدس می زنند که استفاده از مهارکننده های تشخیص حد نصاب پزشکی (مهارکننده های سنجش حد مجاز ، QSI) می تواند تکامل Pseudomonas aeruginosa را بر اساس مکان های ایمنی CRISPR محدود کرده و آنها را در تحقیقات بالینی به کار گیرد.

در این مطالعه ، محققان از بایکالین به عنوان QSI برای بررسی تأثیر آن بر مقاومت فاژهای مبتنی بر سودوموناس آئروژینوزا (DMS3vir) استفاده کردند. در همان زمان ، یک سویه جهش یافته ژن QS از Pseudomonas aeruginosa به گونه ای ساخته شد که سویه جهش یافته نمی تواند 3OC12-HSL و C4-HSL تولید کند. با تکمیل 3OC12-HSL و C4-HSL ، تکامل مقاومت فاژ Pseudomonas aeruginosa بر اساس سیستم ایمنی CRISPR-Cas مورد بررسی قرار گرفت. مکانیسم مطالعه قابلیت جذب و پاکسازی فاژ Pseudomonas aeruginosa. علاوه بر این ، باکتری های حساس به فاژ (CRISPR-KO) و باکتری های مقاوم به فاژ (جهش های سطحی CRISPR-KO) به عنوان کنترل کننده برای مطالعه تغییرات در توانایی رقابت Pseudomonas aeruginosa با فاژ پس از مسدود شدن سیستم QS استفاده شدند.

در گروه کنترل ، مقاومت فاژهای وحشی Pseudomonas aeruginosa با افزایش تراکم فاژ کاهش یافت. با این حال ، بر خلاف نتیجه مورد انتظار که QSI مقاومت Pseudomonas aeruginosa را کاهش می دهد ، هنگامی که 100μM baicalein اضافه شد ، مقاومت Pseudomonas aeruginosa در برابر فاژ افزایش یافت. وقتی باکتریهای حساس به فاژ ، فاژ 104pfu یا 107pfu را آلوده می کنند ، مقاومت آنها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. علاوه بر این ، نتایج تحقیقات نشان می دهد که وقتی سیستم QS Pseudomonas aeruginosa مهار می شود ، فاژ نمی تواند میزبان را آلوده کند. هنگامی که سیستم QS مهار شد ، تناسب نسبی Pseudomonas aeruginosa در محیط فاژ 106 pfu به طور قابل توجهی افزایش یافت. در این مطالعه ، QSI بر بیان فیبریای نوع IV باکتری تأثیر گذاشت و منجر به تاخیر در تجزیه کشتهای باکتریایی ، کاهش میزان جذب فاژ و تسهیل تکامل مقاومت فاژ در سیستم ایمنی باکتری CRISPR شد. بنابراین ، QSI اثر درمانی خاص فاژ نوع پیلی عفونی بر سودوموناس آئروژینوزا را کاهش می دهد.