Расшифрован механизм устойчивости золотистого стафилококка к ванкомицину

Исследовательская группа под руководством профессора Суна Баолина из Научно-технического университета Китая (USTC) раскрыла механизм регуляции устойчивости Staphylococcus aureus к ванкомицину через S-нитрозилирование. Работа опубликована в Nature Communications.

Staphylococcus aureus (S. aureus) — основной патоген человека. Инфекции, вызванные метициллин-резистентным S. aureus (MRSA), представляют серьёзную угрозу. Ванкомицин считается препаратом последней линии для лечения тяжёлых инфекций MRSA, но частое появление S. aureus с промежуточной устойчивостью к ванкомицину (VISA) создаёт большую проблему.

Оксид азота (NO) — сигнальная молекула, которая, как известно, эндогенно генерируется NO-синтазой (NOS) у эукариот. Предыдущие исследования показали, что NO может опосредовать S-нитрозилирование остатков цистеина в белках, влияя на их активность. Исследователи подтвердили, что NOS существует в S. aureus и участвует в регуляции устойчивости к ванкомицину, но молекулярный механизм оставался неясным.

Для его выяснения учёные сначала создали мутантный штамм с дефектом NOS, а также добавили ингибитор NOS в клинически изолированный штамм VISA XN108. Протеомный анализ позволил идентифицировать белки-мишени и соответствующие сайты, которые могут модифицироваться NO-опосредованным S-нитрозилированием в S. aureus.

Было обнаружено, что транскрипционный регулятор MgrA, участвующий в устойчивости к антибиотикам, подвергается S-нитрозилированию по остатку цистеина Cys12. Исследователи создали мутантный штамм mgrAC12S, заменив Cys12 на серин, который не может быть S-нитрозилирован. Этот мутантный штамм показал значительное снижение устойчивости к ванкомицину и толщины клеточной стенки, а также увеличение аутолитической активности.

С помощью методов количественной ПЦР в реальном времени, гель-сдвига и иммунопреципитации хроматина команда раскрыла роль NOS S. aureus и эндогенно генерируемого NO в повышении устойчивости к ванкомицину. NO, продуцируемый NOS, опосредует S-нитрозилирование MgrA, который негативно регулирует аутолиз в S. aureus. Это приводит к увеличению толщины клеточной стенки и, как следствие, к повышению устойчивости к ванкомицину.

Такой механизм NO-опосредованной регуляции был дополнительно подтверждён на другом транскрипционном регуляторе, WalR, который также может модифицироваться путём S-нитрозилирования. Это указывает на возможную универсальность данного механизма у бактерий.

Исследование может дать новые идеи и стратегии для клинического лечения инфекций, вызванных VISA и другими бактериальными патогенами.