Zespół badawczy: Heyuan Guan, Hui Li, Junlin Wu, Siming Yu, Wei Xue, Wenkang Liu, Xiling Song, Yu Zhang
Abstrakt
Obecnie zakażenia bakteryjne wielolekooporne (MDR) stanowią duże zagrożenie dla zdrowia publicznego, a opracowanie nowatorskich strategii skutecznego zwalczania bakterii MDR jest pilnym zapotrzebowaniem.
Wodór (H2) jest małym gazem o wysokiej zdolności redukcyjnej, a wiele ostatnich badań wykazało jego terapeutyczne działanie na wiele chorób. Jednak skuteczność przeciwbakteryjna i mechanizm działania H2 przeciwko bakteriom MDR są nadal nieznane.
W niniejszej pracy wykorzystano nanowodorek PdH o wrażliwym na temperaturę H2-zwalnianie właściwości jako H2 źródło, wykazaliśmy, że H2 był nie tylko w stanie zahamować wzrost prawidłowego Staphylococcus aureus (S. aureus), ale mógł również skutecznie eliminować pojedyncze lekooporne S. aureus (CRSA) i wielolekooporne S. aureus (MRSA), a także biofilmy tworzone przez te bakterie. Co więcej, dogłębny mechanizm dotyczący aktywności H w zakresie oporności na antybiotyki2 została przez nas wyjaśniona, w której H2 wywierał działanie przeciwbakteryjne, najpierw powodując poważne uszkodzenie błony, a następnie zwiększając wytwarzanie wewnątrzkomórkowego ROS, co z kolei wywołało uszkodzenie DNA i ostatecznie doprowadziło do śmierci bakterii. Zaproponowany mechanizm został następnie zweryfikowany za pomocą analizy genomicznej, w której grupa genów związanych z integralnością błony bakteryjnej, tworzeniem biofilmu, metabolizmem i funkcjami DNA została znacząco zaburzona przez uwolniony H2. W szczególności H2 zwiększenie wewnątrzkomórkowego wytwarzania ROS poprzez zniszczenie homeostazy redoks metabolizmu bakteryjnego.
Co ważniejsze, ujawniliśmy, że H2 był w stanie złagodzić antybiotykooporność CRSA i MRSA poprzez znaczne obniżenie ekspresji wielu genów opornych na leki, np. genu norG CRSA oraz genów fmtA, gpsB, sarA i marR MRSA, a także zmniejszenie minimalnego stężenia hamującego (MIC) cyprofloksacyny/ampicyliny przeciwko CRSA/MRSA.
Wyniki naszej pracy sugerowały, że terapia wodorem molekularnym jest obiecującym narzędziem do zwalczania bakterii opornych na antybiotyki.