Блог

Jun 20, 2024

Агрегация Pseudomonas aeruginosa и экспрессия Psl в мокроте связаны с неэффективностью эрадикации антибиотиков у детей с муковисцидозом

Scientific Reports, том 12, номер статьи: 21444 (2022) Цитировать эту статью 1165 Доступов 3 Цитирования 2 Подробности об альтметрических показателях Ранее мы продемонстрировали, что изоляты P. aeruginosa, которые персистируют,

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 21444 (2022) Цитировать эту статью

1165 Доступов

3 цитаты

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Ранее мы продемонстрировали, что изоляты P. aeruginosa, которые сохранялись у детей с муковисцидозом (МВ), несмотря на ингаляционное лечение тобрамицином, имели повышенное связывание антител против Psl in vitro по сравнению с теми, которые были успешно уничтожены. Мы стремились подтвердить эти результаты, непосредственно визуализируя P. aeruginosa в мокроте CF. Это было проспективное обсервационное исследование детей с МВ и впервые возникшей инфекцией, вызванной P. aeruginosa, которые прошли ингаляционную эрадикационную терапию тобрамицином. С помощью метода пассивной ясности микробной идентификации (MiPACT) P. aeruginosa была визуализирована в образцах мокроты, полученных до лечения, и на основании результатов была классифицирована как персистирующая или элиминированная. Изоляты, полученные до обработки, также выращивали в виде биопленок in vitro. Из 11 пациентов, включенных в исследование, у 4 развилась персистирующая инфекция, а у 7 инфекция была ликвидирована. Биообъем P. aeruginosa, а также количество и размер агрегатов P. aeruginosa были выше в мокроте пациентов с персистирующей инфекцией по сравнению с ликвидированной инфекцией (p < 0,01). Количество связывающихся антител Psl в мокроте также было в целом выше (p <0,05) в образцах с увеличенным биообъемом P. aeruginosa. При визуализации в мокроте P. aeruginosa имела больший биообъем, с более выраженным Psl и образовывала более многочисленные и крупные агрегаты у детей с МВ, у которых эрадикационная терапия не удалась, по сравнению с теми, кто успешно излечил инфекцию.

Лица с муковисцидозом (МВ) восприимчивы к легочной инфекции, вызванной Pseudomonas aeruginosa, из-за дефектов регулятора трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR), что приводит к нарушению мукоцилиарного клиренса1. Без антимикробного лечения P. aeruginosa может вызвать хроническую инфекцию дыхательных путей, что связано с более быстрым снижением функции легких и преждевременной смертью пациентов с CF2,3. Таким образом, раннее эрадикационное лечение антибиотиками (ПЭТ) при первоначальной колонизации P. aeruginosa является стандартным клиническим лечением детей с МВ, а повышение уровня успеха ПЭТ является ключевым моментом в улучшении долгосрочных результатов4,5.

Существует мало объяснений того, почему АЭТ ​​может оказаться неудачной у пациента с МВ. Ранее мы показали, используя модель биопленки, визуализированную с помощью конфокальной микроскопии, что первоначальные изоляты P. aeruginosa от детей, у которых не прошла ПЭТ, имели значительно повышенное связывание антител против Psl по сравнению с изолятами от тех, у кого P. aeruginosa6 была очищена. Повышенное связывание антител против Psl было связано с агрегацией бактерий и толерантностью к тобрамицину. Psl представляет собой экзополисахарид P. aeruginosa (EPS), который хорошо описан за его роль в адгезии межклеточных и клеточно-субстратных прикреплений и образовании биопленок in vitro7,8,9,10,11,12. Хотя наши результаты были подтверждены в отдельных коллекциях ранних клинических изолятов P. aeruginosa из двух разных исследований AET, эти результаты были основаны на исследованиях P. aeruginosa in vitro в системе стеклянных предметных камер.

Несмотря на использование клинических изолятов и условий роста бактерий, имитирующих дыхательные пути МВ, лабораторные модели, изучающие поведение возбудителей МВ и действие антибиотиков, могут неточно отражать состояние дыхательных путей пациентов13. Например, решения о времени инкубации, питательной среде и концентрациях противомикробных препаратов могут существенно изменить результаты экспериментов, и очень сложно полностью отразить всю сложность легочной среды МВ. Учитывая эти проблемы, возможно, неудивительно, что существует несоответствие между результатами тестирования чувствительности к противомикробным препаратам и клиническими исходами при CF14.

Однако недавние достижения в обработке и визуализации образцов дыхательных путей позволили напрямую визуализировать и взаимодействовать виды микробов в образцах пациентов. Метод пассивной ясности микробной идентификации (MiPACT), разработанный ДеПасом и др., фиксирует и визуализирует бактерии с помощью цепной реакции гибридизации для обнаружения рРНК в мокроте МВ15. Эти методологии устраняют необходимость делать выводы при переводе результатов in vitro в результаты in vivo. Целью данного исследования было подтверждение наших предыдущих результатов об увеличении связывания антител против Psl и агрегации бактерий в персистирующих изолятах P. aeruginosa путем прямой визуализации биопленок P. aeruginosa в мокроте в проспективном обсервационном исследовании детей с МВ, перенесших АЭТ. Мы также стремились определить, сможем ли мы на самом деле воспроизвести результаты in situ из клинических образцов, используя нашу модель слайд-камеры с биопленкой in vitro.