МУЛЬТИОМНЫЙ ПОДХОД ИЗУЧЕНИЕ КЛЕТОЧНОГО ОТВЕТА BACTEROIDES FRAGILIS К МЕРОПЕНЕМУ

Abstract

На основе исследования ВОЗ, по глобальному росту устойчивости к карбапенемам и бета-лактамам среди изолятов Bacteroides fragilis, показали, что частота резистентности обычно колеблется от 1% до 5% в зависимости от географического расположения.

В данном исследовании был проанализирован клинический изолят Bacteroides fragilis BFR_KZ01 (wMEM), полученный от пациентов с интраабдоминальными заболеваниями, а также субкультуры, выращенные с использованием меропенема (MEM2, MEM8) и без антибиотика (rMEM2, rMEM8). Основная цель исследования заключалась в изучении транскриптома и протеома указанных бактерий с целью выявления связей между их генами и механизмами резистентности.

Бактериальный изолят был выращен в сердечно-мозговом бульоне при 37°C в анаэробных условиях в течение 48 часов. Субкультуры бактерии проходили культивацию в средах с меропенемом и без него с интервалом в 48 часов в течение 8 дней.

Чувствительность к меропенему оценили с помощью полосок M.I.C. Evaluator™. Использовали коммерческий набор RNeasy mini kit для извлечения общей РНК из жидких культур B. fragilis. Секвенирование РНК, ориентированное на конкретные области, проводилось на платформе DNBSEQ. Белки B. fragilis были извлечены и разделены с использованием метода додецилсульфата натрия-полиакриламидного гель-электрофореза (SDS-PAGE). Элюированные пептиды были анализированы с использованием метода жидкостной хроматографии-тандемной масс-спектрометрии (LC-MS/MS). Протеомные данные анализировали с использованием программы Mascot 2.6.1. Для кластерного анализа использовали онлайн базу данных для аннотации, визуализации и интегрированных открытий (DAVID).

Субингибирующая концентрация меропенема составила (SIC) 0,5 мкг/мл.  Картирование референсного генома позволило выявить 2 477 экспрессированных генов среди всех образцов B. fragilis BFR KZ01. Десять генов с дифференциальной экспрессией были обнаружены как общие между группами сравнения под воздействием антибиотиков и после удаления меропенема (wMEM против MEM2 и MEM2 против rMEM8), однако значимых обогащенных терминов генной онтологии не выявлено. Кластер обогащения, связанный с оксидоредуктазой W-0560, дифференциально экспрессируемых генов после удаления антибиотика, был выявлен как значимый. С использованием LC-MS/MS было идентифицировано 859 белков B. fragilis. Три белка были увеличены в обогащенной категории сворачивания белков: 3-оксоацил-[ацил-карриер-белок] редуктаза, субъединица биотин-карбоксилазы ацетил-КоА карбоксилазы и бета-кетоацил-АЦП синтаза III. Белки-шапероны включают пептидил-пролил-цис-транс-изомеразы FKBP-типа (участвующие в цис-транс-изомеризации пролиловых пептидных связей) и GroES (ко-шаперон, функционирующий вместе с GroEL).

 Полученные результаты углубляют наше понимание ответа B. fragilis на меропенем, особенно в контексте бета-лактамазы SIC, и способствуют более глубокому анализу стратегий выживания бактерий в условиях стресса.