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Sep 08, 2023

Attività antibatterica di vB

Scientific Reports volume 13,

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 7470 (2023) Citare questo articolo

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Gli enzimi fagilitici sono promettenti agenti antimicrobici. In questo studio è stata identificata un'endolisina derivata da vB_AbaM_PhT2 (vPhT2). Questa endolisina rappresentava il dominio conservato del lisozima. L'endolisina ricombinante (lysAB-vT2) e l'endolisina di fusione idrofobica (lysAB-vT2-fusione) sono state espresse e purificate. Entrambe le endolisine hanno mostrato attività litica contro la parete cellulare batterica grezza dei batteri Gram-negativi. La MIC della fusione con lysAB-vT2 era di 2 mg/ml corrispondenti a 100 µM, mentre la MIC di lysAB-vT2 era superiore a 10 mg/ml (400 µM). La combinazione della fusione lysAB-vT2 con colistina, polimixina B o rame era sinergica contro A. baumannii (valore FICI pari a 0,25). L'attività antibatterica della fusione lysAB-vT2 più colistina alle concentrazioni inibitorie frazionarie (FIC) ha rivelato che può inibire Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae e vari ceppi di A. baumannii estremamente resistente ai farmaci (XDRAB) e A. baumannii resistente ai fagi. La fusione lysAB-vT2 conservava ancora la sua attività antibatterica dopo aver incubato l'enzima a 4, 20, 40 e 60 °C per 30 minuti. La fusione lysAB-vT2 potrebbe inibire il biofilm maturo e l'incubazione della fusione lysAB-vT2 con cellule umane T24 infettate con A. baumannii ha portato a una riduzione parziale del rilascio di LDH dalle cellule T24. In sintesi, il nostro studio evidenzia la capacità antimicrobica dell’endolisina di fusione lysAB-vT2 ingegnerizzata, che può essere applicata per il controllo dell’infezione da A. baumannii.

L’Acinetobacter baumannii è un batterio Gram-negativo che sta emergendo come una delle principali cause di infezione nosocomiale ed è particolarmente problematico per i pazienti in supporto ventilatorio con degenze ospedaliere a lungo termine. Le associazioni con una crescente incidenza di A. baumannii resistenti ai farmaci, che resistono al trattamento con l'antibiotico di ultima istanza, la colistina, hanno alimentato la ricerca di nuovi agenti antimicrobici. Un potenziale candidato è la terapia fagica, che utilizza batteriofagi litici o enzimi fagici per trattare le infezioni batteriche resistenti agli antibiotici1,2. Tuttavia, esistono limitazioni all'utilizzo dei virioni fagici, inclusa la specificità dei fagi per un intervallo ristretto di ospiti e il potenziale di sviluppo di resistenza3. Il nostro studio precedente ha dimostrato che il 50% degli isolati di A. baumannii in Tailandia erano ceppi di resistenza fagica contro 17 fagi litici di A. baumannii testati4. Pertanto, vi è un crescente interesse nell'utilizzo degli enzimi litici dei batteriofagi, o endolisine, come agenti antimicrobici rispetto all'utilizzo dei virioni dei fagi. Le endolisine sono enzimi fagici che funzionano idrolizzando lo strato di peptidoglicano, provocando un improvviso calo della pressione di turgore e lisi osmotica, che provoca la morte delle cellule batteriche5. Le endolisine ricombinanti di vari fagi di A. baumannii sono state clonate, espresse e caratterizzate6,7,8,9,10,11,12,13,14. Yuan et al. e Kim et al. hanno dimostrato che le endolisine, Abtn-4 e LysSS, hanno mostrato un'ampia attività antimicrobica contro diversi batteri Gram-positivi e Gram-negativi. Inoltre, è stato osservato che le endolisine LysAB3, Abtn-4 e Abp013 sono efficaci nel ridurre il biofilm di A. baumannii9,13,14. L'attività delle endolisine come LysABP-01, ABgp46, LysMK34 ed ElyA1 può essere potenziata combinandole con permeabilizzatori della membrana esterna, come acidi organici7 e colistina8,10,11. Inoltre, è stato dimostrato che le endolisine ingegnerizzate hanno una migliore attività antibatterica contro i ceppi di A. baumannii resistenti alla colistina15.

In uno studio precedente, abbiamo identificato vB_AbaM_PhT2 che ha mostrato la migliore efficacia contro il suo ospite e vari ceppi di A. baumannii. Questo batteriofago ha mostrato anche una sinergia con la colistina16. Un'analisi genomica di vB_AbaM_PhT2 è stata effettuata utilizzando il Next Generation Sequencing (NGS) e ha consentito l'identificazione di presunti geni che codificano per la lisina. Questi enzimi idrolizzano il peptidoglicano nelle pareti cellulari batteriche e quindi sono buoni candidati come alternative agli antibiotici. Sebbene molte endolisine in A. baumannii siano state caratterizzate, ci sono meno studi sul ruolo dell'endolisina di fusione di amminoacidi idrofobici. La capacità di lisi dell'endolisina di E. coli è stata migliorata mediante l'aggiunta di un amminoacido idrofobo all'estremità C dell'endolisina17. Pertanto, abbiamo mirato a studiare l'attività antimicrobica delle endolisine fagiche ricombinanti e delle endolisine di fusione idrofobica e la loro potenziale sinergia con antibiotici, disinfettanti, metalli pesanti e fagi. Le endolisine di fusione hanno mostrato un'elevata attività litica rispetto all'enzima nativo. Sono stati studiati test di citotossicità, inibizione della formazione di biofilm e attività antimicrobica contro vari ceppi di A. baumannii isolati da vari ospedali tailandesi di endolisine di fusione.