Nedavno je istraživački tim predvođen prof. Sun Baolinom sa Univerziteta nauke i tehnologije Kine (USTC) otkrio mehanizam regulacije transkripcije putem S-nitrozilacije za rezistenciju na vankomicin kod Staphilococcus aureus. Njihov rad je objavljen u Nature Communications.
Staphilococcus aureus (S. aureus) je glavni ljudski patogen, a infekcije izazvane S. aureusom otpornim na meticilin (MRSA) predstavljaju ozbiljnu pretnju po javno zdravlje. Vankomicin se smatra lekom poslednjeg rešenja u lečenju teških MRSA infekcija, ali česta pojava vankomicin-intermedijera S. aureus (VISA) predstavlja veliki izazov.
Prvo je otkriveno da se azot oksid (NO), signalni molekul, endogeno generiše sintazom azot oksida (NOS) u eukariotima i da je uključen u regulisanje različitih fizioloških i imunoloških funkcija. Prethodna istraživanja su izvestila da NO može posredovati u modifikacijama S-nitrozilacije cisteinskog ostatka, što posledično utiče na aktivnost i funkcije proteina. Istraživači su potvrdili da NOS postoji u S. aureus i da je uključen u regulisanje rezistencije na vankomicin, ali molekularni mehanizam ostaje nejasan.
Da bi otkrili mehanizam, istraživači su prvo konstruisali mutantni soj NOS, a zatim su egzogeno dodali NOS inhibitor u klinički izolovani VISA soj KSN108. Zatim je proteomska analiza identifikovala ciljni protein i odgovarajuća mesta koja se mogu modifikovati S-nitrozilacijom posredovanom NO u S. aureus.
Utvrđeno je da je MgrA, regulator transkripcije uključen u otpornost na antibiotike, S-nitroziliran na ostatku cisteina Cis12. Istraživači su generisali mutantni soj mgrAC12S zamenom Cis12 serinom, koji se ne može S-nitrozilirati. Mutantni soj mgrAC12S pokazao je značajno smanjenje rezistencije na vankomicin i debljine ćelijskog zida, kao i povećanje autolitičke aktivnosti.
Tim je koristio metode kao što su fluorescentni kvantitativni PCR, eksperiment sa pomeranjem gela i test imunoprecipitacije hromatina da bi otkrio uloge S. aureus NOS i endogeno generisanog NO u promovisanju rezistencije na vankomicin. NO koji generiše NOS posreduje u S-nitrozilaciji MgrA, koja negativno reguliše autolizu u S. aureus, izazivajući povećanje debljine ćelijskog zida, čime se promoviše otpornost na vankomicin.
Takav mehanizam regulacije posredovan sa NO dalje je verifikovan u drugom regulatoru transkripcije ValR koji se može modifikovati S-nitrozilacijom, što ukazuje da bi ovaj mehanizam mogao biti univerzalan u bakterijama.
Očekuje se da će ova studija pružiti nove ideje i strategije za klinički tretman VISA infekcija i drugih bakterijskih patogena.
