Revista de glucómica y lipidómica
Acceso abierto
ISSN: 2153-0637
ISSN: 2153-0637
Jinzhou Ye
La eliminación de patógenos resistentes a los antibióticos mediante metabolitos es una estrategia atractiva para controlar la resistencia a los antibióticos. Nuestro estudio anterior demostró que la alanina y/o la glucosa aumentaron la eficacia letal de la kanamicina en las bacterias resistentes a los antibióticos, cuya acción es a través de la regulación ascendente del ciclo TCA, aumentando la fuerza motriz de los protones y mejorando la absorción de antibióticos. A pesar del hecho de que la alanina alteró varias vías metabólicas, otros mecanismos podrían estar potencialmente involucrados en la destrucción de bacterias por kanamicina mediada por alanina que aún no se han explorado. En el presente estudio, adoptamos un enfoque proteómico para analizar los cambios en el proteoma inducidos por la alanina exógena. Nuestros resultados revelaron que se alteró la expresión de tres proteínas de la membrana externa y que la eliminación de nagE y fadL disminuyó la concentración de kanamicina intracelular, lo que implica sus posibles roles en la mediación del transporte de kanamicina. Más importante aún, el análisis integrado de datos proteómicos y metabolómicos señaló que el metabolismo de la alanina podría conectarse con el metabolismo de la riboflavina que proporciona la fuente de oxígeno reactivo.producción de especies (ROS). Los estudios funcionales confirmaron que el tratamiento con alanina junto con kanamicina podría promover la producción de ROS que, a su vez, potencia la eliminación de bacterias resistentes a los antibióticos. Investigación adicionalmostró que la alanina reprimía la transcripción de genes codificadores de antioxidantes y el metabolismo de la alanina al metabolismo de la riboflavina conectado con el metabolismo de la riboflavina a través del ciclo TCA, la vía de la glucogénesis y la vía de las pentosas fosfato. Nuestros resultados sugieren un mecanismo novedoso por el cual la alanina facilita la eliminación de kanamicina de bacterias resistentes a los antibióticos mediante la promoción de la producción de ROS. La proliferación de bacterias resistentes a los antibióticos es un problema creciente que impone una amenaza catastrófica para las personas en todos los países del mundo. El control de las bacterias resistentes a los antibióticos se convierte en un tema urgente para la sociedad. Aunque se llevan a cabo intervenciones gubernamentales para controlar el uso de antibióticos en las clínicas y la industria avícola, el enfoque para eliminar las bacterias resistentes a los antibióticos existentes aún es limitado.
sistemas para eliminar la resistencia. Sin embargo, el enfoque es difícil dado el hecho de que la búsqueda por parte de la industria de nuevos agentes químicos que actúen sobre nuevos objetivos biológicos ha demostrado ser improductiva. Otra estrategia importante es el enfoque sin antibióticos que incluye vacunas antibacterianas, terapia con fagos, inmunoestimulantes, adyuvantes, terapias contra la virulencia, probióticosy sus combinaciones. Desafortunadamente, el desarrollo de enfoques sin antibióticos se retrasó con respecto a las expectativas y tuvo un éxito limitado. El principal desafío para matar las bacterias resistentes a los antibióticos es la concentración limitada de antibióticos que se puede lograr dentro de las células bacterianas, lo que probablemente se deba a la salida elevada o la entrada reducida de los antibióticos. Por lo tanto, se requieren enfoques novedosos para superar esta limitación para aumentar la concentración de antibiótico intracelular hasta un cierto umbral para que se puedan matar los insectos resistentes. Sin embargo, varias líneas de evidencia demostraron que el ambiente microbiano confunde la eficacia de los antibióticos a través de procesos metabólicos. Los metabolitos como el indol, producidos por una subpoblación de bacterias pero compartidos por todos, permitieron que toda la población se defendiera contra el estrés de los antibióticos. El gas es otro tipo de agente citoprotector que protege a las bacterias contra una amplia gama de antibióticos, por ejemplo, el óxido nítrico alivia las ROS inducidas por antibióticos en las bacterias, por lo que previene la muerte celular. El microambiente de la comunidad bacteriana determina la susceptibilidad a los antibióticos, lo que proporciona la base para diseñar vías metabólicas bacterianas para combatir la resistencia a los antibióticos. Se ha demostrado que los metabolitos son una forma útil. El tratamiento de persistentes, la subpoblación de bacterias altamente tolerante a los antibióticos, con glucosa, manitol o fructosa mejoraría en gran medida la destrucción de persistentes por aminoglucósidos. Además, varios estudios recientes destacan la importancia del ciclo TCA en la lucha contra las bacterias multirresistentes. La promoción del ciclo tricarboxílico (ciclo TCA) a través de alanina exógena, la glucosa y la fructosa podrían mejorar en gran medida la eficacia letal de la kanamicina en diferentes tipos de bacterias multirresistentes como Vibrio parahaemolyticus, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus, persistentes e infecciones de biopelículas in vivo. El mecanismo subyacente involucra a los metabolitos en la promoción del ciclo TCA, aumentando la generación de NADH, los sustratos para la producción de fuerza motriz de protones (PMF). El aumento de PMF finalmente aumentó la concentración intracelular de kanamicina a través de una mejor captación de antibióticos. Por lo tanto, estos estudios destacaron el papel de la activación del ciclo TCA en la eliminación de las bacterias resistentes a los antibióticos por aminoglucósidos. Un estudio posterior demostró además que el ajuste del ciclo TCA podría influir en la susceptibilidad antibiótica de Pseudomonas aeroginosa a los antibióticos. De este modo, el uso combinado de metabolitos y antibióticos tiene un potencial prometedor para eliminar las bacterias resistentes a los antibióticos mediante la "reutilización" de antibióticos antiguos. El mecanismo metabólico de la alanina, la glucosa y la fructosa en la potenciación de la kanamicina para matar bacterias resistentes a los antibióticos está bien aclarado en nuestros estudios previos. Sin embargo, aún no se ha explorado si otros mecanismos han estado involucrados en la alanina y la muerte celular desencadenada por antibióticos. En este estudio, adoptamos un enfoque proteómico para investigar el cambio global del proteoma en respuesta a la alanina exógena. Encontramos que la alanina exógena afecta la expresión de tres proteínas de la membrana externa. Además, el análisis integrado de datos proteómicos y metabolómicos dirige nuestra atención a las ROS que se pueden producir sinérgicamente mediante la combinación de alanina y kanamicina. Por lo tanto, este estudio obtiene nuevos conocimientos sobre los mecanismos de eliminación de bacterias resistentes a los antibióticos por medio de la alanina. Aunque los datos metabolómicos proporcionaron conocimientos profundos sobre cómo la alanina modula el metaboloma de la célula diana y causa la muerte de las bacterias multirresistentes por la kanamicina, otros procesos biológicos que están involucrados pueden pasarse por alto durante el análisis metabolómico. Por lo tanto, implementamos un enfoque proteómico para investigar más a fondo el cambio del proteoma asociado con la alanina exógena. Continuamos usando la cepa EIB202 de E. tarda resistente a múltiples fármacos de tipo salvaje y tratamos a EIB202 con la dosis de alanina (40 mM) que adoptamos anteriormente. Después del tratamiento,las células se lisaron y las proteínas totales se purificaron, se marcaron con iTRAQ y se analizaron con LC-MS/MS. Se identificaron un total de 1972 proteínas, en las que 40 proteínas se expresaron diferencialmente en comparación con el grupo de control tratado con tampón de solución salina (un pliegue de cambio promedio superior a 1,5 y p < 0,05 en ambas réplicas biológicas se considera como proteínas expresadas diferencialmente). Entre las proteínas diferenciales, los niveles de expresión de 22 proteínas aumentaron mientras que 19 proteínas disminuyeron.
La eliminación de patógenos resistentes a los antibióticos mediante metabolitos es una estrategia atractiva para controlar la resistencia a los antibióticos. Nuestro estudio anterior demostró que la alanina y/o la glucosa aumentaron la eficacia letal de la kanamicina en las bacterias resistentes a los antibióticos, cuya acción es a través de la regulación ascendente del ciclo TCA, aumentando la fuerza motriz de los protones y mejorando la absorción de antibióticos. A pesar del hecho de que la alanina alteró varias vías metabólicas, otros mecanismos podrían estar potencialmente involucrados en la destrucción de bacterias por kanamicina mediada por alanina que aún no se han explorado. En el presente estudio, adoptamos un enfoque proteómico para analizar los cambios en el proteoma inducidos por la alanina exógena. Nuestros resultados revelaron que se alteró la expresión de tres proteínas de la membrana externa y que la eliminación de nagE y fadL disminuyó la concentración de kanamicina intracelular, lo que implica sus posibles roles en la mediación del transporte de kanamicina. Más importante aún, el análisis integrado de datos proteómicos y metabolómicos señaló que el metabolismo de la alanina podría conectarse con el metabolismo de la riboflavina que proporciona la fuente de oxígeno reactivo.producción de especies (ROS). Los estudios funcionales confirmaron que el tratamiento con alanina junto con kanamicina podría promover la producción de ROS que, a su vez, potencia la eliminación de bacterias resistentes a los antibióticos. Investigación adicionalmostró que la alanina reprimía la transcripción de genes codificadores de antioxidantes y el metabolismo de la alanina al metabolismo de la riboflavina conectado con el metabolismo de la riboflavina a través del ciclo TCA, la vía de la glucogénesis y la vía de las pentosas fosfato. Nuestros resultados sugieren un mecanismo novedoso por el cual la alanina facilita la eliminación de kanamicina de bacterias resistentes a los antibióticos mediante la promoción de la producción de ROS. La proliferación de bacterias resistentes a los antibióticos es un problema creciente que impone una amenaza catastrófica para las personas en todos los países del mundo. El control de las bacterias resistentes a los antibióticos se convierte en un tema urgente para la sociedad. Aunque se llevan a cabo intervenciones gubernamentales para controlar el uso de antibióticos en las clínicas y la industria avícola, el enfoque para eliminar las bacterias resistentes a los antibióticos existentes aún es limitado.
sistemas para eliminar la resistencia. Sin embargo, el enfoque es difícil dado el hecho de que la búsqueda por parte de la industria de nuevos agentes químicos que actúen sobre nuevos objetivos biológicos ha demostrado ser improductiva. Otra estrategia importante es el enfoque sin antibióticos que incluye vacunas antibacterianas, terapia con fagos, inmunoestimulantes, adyuvantes, terapias contra la virulencia, probióticosy sus combinaciones. Desafortunadamente, el desarrollo de enfoques sin antibióticos se retrasó con respecto a las expectativas y tuvo un éxito limitado. El principal desafío para matar las bacterias resistentes a los antibióticos es la concentración limitada de antibióticos que se puede lograr dentro de las células bacterianas, lo que probablemente se deba a la salida elevada o la entrada reducida de los antibióticos. Por lo tanto, se requieren enfoques novedosos para superar esta limitación para aumentar la concentración de antibiótico intracelular hasta un cierto umbral para que se puedan matar los insectos resistentes. Sin embargo, varias líneas de evidencia demostraron que el ambiente microbiano confunde la eficacia de los antibióticos a través de procesos metabólicos. Los metabolitos como el indol, producidos por una subpoblación de bacterias pero compartidos por todos, permitieron que toda la población se defendiera contra el estrés de los antibióticos. El gas es otro tipo de agente citoprotector que protege a las bacterias contra una amplia gama de antibióticos, por ejemplo, el óxido nítrico alivia las ROS inducidas por antibióticos en las bacterias, por lo que previene la muerte celular. El microambiente de la comunidad bacteriana determina la susceptibilidad a los antibióticos, lo que proporciona la base para diseñar vías metabólicas bacterianas para combatir la resistencia a los antibióticos. Se ha demostrado que los metabolitos son una forma útil. El tratamiento de persistentes, la subpoblación de bacterias altamente tolerante a los antibióticos, con glucosa, manitol o fructosa mejoraría en gran medida la destrucción de persistentes por aminoglucósidos. Además, varios estudios recientes destacan la importancia del ciclo TCA en la lucha contra las bacterias multirresistentes. La promoción del ciclo tricarboxílico (ciclo TCA) a través de alanina exógena, la glucosa y la fructosa podrían mejorar en gran medida la eficacia letal de la kanamicina en diferentes tipos de bacterias resistentes a múltiples fármacos como Vibrio parahaemolyticus, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus, persistentes e infecciones de biopelículas in vivo. El mecanismo subyacente involucra a los metabolitos en la promoción del ciclo TCA, aumentando la generación de NADH, los sustratos para la producción de fuerza motriz de protones (PMF). El aumento de PMF finalmente aumentó la concentración intracelular de kanamicina a través de una mejor captación de antibióticos. Por lo tanto, estos estudios destacaron el papel de la activación del ciclo TCA en la destrucción de las bacterias resistentes a los antibióticos por aminoglucósidos. Un estudio posterior demostró además que el ajuste del ciclo TCA podría influir en la susceptibilidad antibiótica de Pseudomonas aeroginosa a los antibióticos. De este modo, el uso combinado de metabolitos y antibióticos tiene un potencial prometedor para eliminar las bacterias resistentes a los antibióticos mediante la "reutilización" de antibióticos antiguos. El mecanismo metabólico de la alanina, la glucosa y la fructosa en la potenciación de la kanamicina para matar bacterias resistentes a los antibióticos está bien aclarado en nuestros estudios previos. Sin embargo, aún no se ha explorado si otros mecanismos han estado involucrados en la alanina y la muerte celular desencadenada por antibióticos. En este estudio, adoptamos un enfoque proteómico para investigar el cambio global del proteoma en respuesta a la alanina exógena. Encontramos que la alanina exógena afecta la expresión de tres proteínas de la membrana externa. Además, el análisis integrado de datos proteómicos y metabolómicos dirige nuestra atención a las ROS que se pueden producir sinérgicamente mediante la combinación de alanina y kanamicina. Por lo tanto, este estudio obtiene nuevos conocimientos sobre los mecanismos de eliminación de bacterias resistentes a los antibióticos por medio de la alanina mediante la kanamicina. En nuestro informe anterior, encontramos que la alanina exógena reprogramó el metaboloma de Edwardsiella tarda EIB202, que presenta doce vías metabólicas alteradas. Aunque los datos metabolómicos proporcionaron conocimientos profundos sobre cómo la alanina modula el metaboloma de la célula diana y causa la muerte de bacterias multirresistentes por kanamicina, otros procesos biológicos que están involucrados pueden pasarse por alto durante el análisis metabolómico. Por lo tanto, implementamos un enfoque proteómico para investigar más a fondo el cambio del proteoma asociado con la alanina exógena. Continuamos usando la cepa EIB202 de E. tarda resistente a múltiples fármacos de tipo salvaje y tratamos a EIB202 con la dosis de alanina (40 mM) que adoptamos anteriormente. Después del tratamiento,las células se lisaron y las proteínas totales se purificaron, se marcaron con iTRAQ y se analizaron con LC-MS/MS. Se identificaron un total de 1972 proteínas, en las que 40 proteínas se expresaron diferencialmente en comparación con el grupo de control tratado con tampón de solución salina (un pliegue de cambio promedio superior a 1,5 y p < 0,05 en ambas réplicas biológicas se considera como proteínas expresadas diferencialmente). Entre las proteínas diferenciales, los niveles de expresión de 22 proteínas aumentaron mientras que 19 proteínas disminuyeron.