Пептиды помогают бороться со стафилококковой инфекцией, подавляя чувство кворума

Бактерии рода Staphylococcus, включая как комменсальные, так и патогенные виды, используют систему чувства кворума (QS) для регуляции коллективного поведения. Основу этой системы составляют аутоиндуцирующие пептиды (AIP), активирующие agr-локус, ответственный за экспрессию вирулентных факторов (образование биопленки, адгезия, выработка токсинов). Ингибирование QS рассматривается как перспективная альтернатива антибиотикам при лечении инфекций, вызванных устойчивыми к метициллину штаммами Staphylococcus aureus (MRSA). Однако большинство исследований сосредоточено на AIP S. aureus, тогда как взаимодействия между другими стафилококками остаются слабо изученными. Ученые из Дании и Бельгии провели исследование, целью которого стал систематический анализ взаимодействия всех известных на сегодняшний день AIP от 21 вида стафилококков с QS-системами трех клинически значимых видов: S. aureus, S. epidermidis и S. lugdunensis.

Авторы выделили шесть новых AIP из различных штаммов стафилококков, доведя общее число известных пептидов до 37. Они были синтезированы химически и протестированы на восьми флуоресцентных репортерных штаммах, экспрессирующих GFP/YFP в ответ на активацию agr-системы. Было выявлено 280 взаимодействий между AIP и agr-системами, из которых 79% были ингибирующими.

Особенно выделялись пептиды, полученные от S. simulans — бактерии, обычно встречающиеся у коров, коз и лошадей. Один из ее пептидов, AIP-II, продемонстрировал высокую активность против QS-системы MRSA и стал объектом структурно-функционального анализа. Он оказался не только наиболее мощным известным ингибитором QS у S. lugdunensis, но и эффективным модулятором S. aureus и S. epidermidis.

Дальнейшие эксперименты включали тестирование AIP-II на двух моделях. Во-первых, исследователи доказали, что даже при 15-дневном воздействии пептида in vitro MRSA не развивал устойчивости к нему. Во-вторых, у мышиной модели кожной инфекции однократное применение AIP-II наравне с ежедневным нанесением мази с фузидовой кислотой снижало размеры кожных поражений и бактериальную нагрузку. Это свидетельствует о том, что пептид способен эффективно «отключать» agr-систему даже у уже активных инфекций.

Таким образом, авторы картировали взаимодействия между AIP и QS-системами трех видов стафилококков. Исследование выявило как ранее неизвестные ингибиторы, так и активаторы QS. Особое внимание заслуживают пептиды S. simulans, обладающие высокой активностью и низким риском формирования устойчивости, что делает их перспективными кандидатами для разработки антивирулентных препаратов против MRSA и других патогенных стафилококков.

Метаболизм азота важен для адаптации золотистого стафилококка к обитанию на человеке