Hoạt tính in vitro của Protegrin-1, một mình và kết hợp với các kháng sinh có giá trị lâm sàng, chống lại các chủng Acinetobacter baumannii được phân lập từ vết thương phẫu thuật

Springer Science and Business Media LLC - Tập 208 - Trang 877-883 - 2019
Gianluca Morroni1, Oriana Simonetti2, Andrea Brenciani3, Lucia Brescini1, Wojciech Kamysz4, Elzbieta Kamysz5, Damian Neubauer4, Miriam Caffarini6, Monia Orciani6, Eleonora Giovanetti7, Annamaria Offidani2, Andrea Giacometti1, Oscar Cirioni1
1Infectious Diseases Clinic, Department of Biomedical Sciences and Public Health, Polytechnic University of Marche, Ancona, Italy
2Dermatological Clinic, Polytechnic University of Marche, Ancona, Italy
3Microbiology Unit, Department of Biomedical Sciences and Public Health, Polytechnic University of Marche, Ancona, Italy
4Faculty of Pharmacy, Medical University of Gdansk, Gdańsk, Poland
5Faculty of Chemistry, University of Gdansk, Gdańsk, Poland
6Histology, Department of Clinical and Molecular Sciences, Polytechnic University of Marche, Ancona, Italy
7Microbiology Unit, Department of Life and Environmental Sciences, Polytechnic University of Marche, Ancona, Italy

Tóm tắt

Trong vài năm qua, sự gia tăng tần suất nhiễm trùng bệnh viện do Acinetobacter baumannii, đặc biệt ở những bệnh nhân suy giảm miễn dịch, cùng với khả năng phát triển kháng đa thuốc của nó đã gây ra mối lo ngại đáng kể. Nghiên cứu này xem xét hoạt tính kháng khuẩn và kháng biofilm của protegrin 1 (PG-1), một peptide kháng khuẩn từ bạch cầu lợn, chống lại các chủng A. baumannii được phân lập từ các vết thương phẫu thuật. PG-1 được thử nghiệm cả độc lập và kết hợp với các kháng sinh thường được sử dụng trong lâm sàng. Hoạt tính kháng khuẩn của nó được đánh giá thông qua xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC), các bài kiểm tra lưới, và thí nghiệm thời gian giết chết vi khuẩn. Các tác động của nó lên việc ức chế/tiêu diệt biofilm được thử nghiệm bằng cách nhuộm tím tinh thể. Các chủng vi khuẩn được nuôi trong nồng độ PG-1 dưới ngưỡng ức chế hoặc tăng dần để kiểm tra sự phát triển kháng thuốc. Độc tính trên tế bào động vật có vú được kiểm tra bằng các bài kiểm tra XTT. MIC và MBC của PG-1 dao động từ 2 đến 8 µg/ml. PG-1 hoạt động nhất và thể hiện sự tương tác hiệp đồng với colistin, một kháng sinh cuối cùng. Thú vị là, không bao giờ quan sát thấy tính đối kháng. Trong các thí nghiệm thời gian giết chết vi khuẩn, sự ấp ủ với 2 × MIC trong 30 phút đã ức chế tất cả tế bào sống. PG-1 không chọn lọc các chủng kháng thuốc và cho thấy tác động hạn chế lên tính sống sót của tế bào, nhưng nó đã thể hiện hoạt tính mạnh mẽ chống lại A. baumannii kháng đa thuốc. Ngược lại, trong điều kiện thử nghiệm của chúng tôi, nó không có tác động lên việc ức chế/tiêu diệt biofilm. Do đó, PG-1 dường như là một tác nhân kháng khuẩn đầy hứa hẹn đối với các nhiễm trùng Gram âm kháng đa thuốc.

Từ khóa

#Acinetobacter baumannii #Protegrin-1 #kháng sinh #nhiễm trùng bệnh viện #kháng đa thuốc #biofilm

Tài liệu tham khảo

O’Neill J (2016) Tackling drug-resistant infections globally: final report and recommendations. The review on antimicrobial resistance. http://amr-review.org/sites/default/files/160525_Final%20paper_with%20cover.pdf. Accessed 19 May 2016 Van Duin D, Doi Y (2017) The global epidemiology of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae. Virulence 8:460–469. https://doi.org/10.1080/21505594.2016.1222343 Lee C-R, Lee JH, Park M, Park KS, Bae IK, Kim YB, Cha C-J, Jeong CB, Lee SH (2017) Biology of Acinetobacter baumannii: pathogenesis, antibiotic resistance mechanisms, and prospective treatment options. Front Cell Infect Microbiol 7:55. https://doi.org/10.3389/fcimb.2017.00055 Spellberg B, Rex JH (2013) The value of single-pathogen antibacterial agents. Nat Rev Drug Discov 12:963. https://doi.org/10.1038/nrd3957-c1 Qureshi ZA, Hittle LE, O’Hara JA, Rivera JI, Syed A, Shields RK, Pasculle AW, Ernst RK, Doi Y (2015) Colistin-resistant Acinetobacter baumannii: beyond carbapenem resistance. Clin Infect Dis 60:1295–1303. https://doi.org/10.1093/cid/civ048 Navon-Venezia S, Leavitt A, Carmeli Y (2007) High tigecycline resistance in multidrug-resistant Acinetobacter baumannii. J Antimicrob Chemoter 59:772–774. https://doi.org/10.1093/jac/dkm018 Mahlapuu M, Hakansson J, Ringstad L, Bjorn C (2016) Antimicrobial peptides: an emerging category of therapeutic agents. Front Cell Infect Microbiol 6:194. https://doi.org/10.3389/fcimb.2016.00194 Pletzer D, Hancock REW (2016) Antibiofilm peptides: potential as broad-spectrum agents. J Bacteriol 198:2572–2578. https://doi.org/10.1128/JB.00017-16 Rodziewicz-Motowidło S, Mickiewicz B, Greber K, Sikorska E, Szultka L, Kamysz E, Kamysz W (2010) Antimicrobial and conformational studies of the active and inactive analogues of the protegrin-1 peptide. FEBS J 277:1010–1022. https://doi.org/10.1111/j.1742-4658.2009.07544.x Steinberg DA, Hurst MA, Fujii CA, Kung AHC, Ho JF, Cheng FC, Loury DJ, Fiddes JC (1997) Protegrin-1: a broad spectrum, rapidly microbicidal peptide with in vivo activity. Antimicrob Agents Chemoter 41:1738–1742. https://doi.org/10.1128/AAC.41.8.1738 Yan H, Hancock REW (2001) Synergistic interaction between mammalian antimicrobial defense peptides. Antimicrob Agents Chemoter 45:1558–1560. https://doi.org/10.1128/AAC.45.5.1558-1560.2001 Marini E, Magi G, Mingoia M, Pugnaloni A, Facinelli B (2015) Antimicrobial and anti-virulence activity of capsaicin against erythromycin-resistant, cell-invasive group A streptococci. Front Microbiol 6:1281. https://doi.org/10.3389/fmicb.2015.01281 Nhu NTK, Riordan DW, Nhu TDH, Thanh DP, Thwaites G, Lan NPH, Wren BW, Baker S, Stabler RA (2016) The induction and identification of novel colistin resistance mutations in Acinetobacter baumannii and their implications. Sci Rep 6:28291. https://doi.org/10.1038/srep28291 Edwards IA, Elliot AG, Kavanagh AM, Zuegg J, Blaskovich MAT, Cooper MA (2016) Contribution of amphipathicity and hydrophobicity to the antimicrobial activity and cytotoxicity of β-hairpin peptides. ACS Infect Dis 2:442–450. https://doi.org/10.1021/acsinfecdis.6b00045 Vila-Farris X, Garcia de la Maria C, Lopez-Rojas R, Pachon J, Giralt E, Vila J (2011) In vitro activity of several antimicrobial peptides against colistin-susceptible and colistin-resistant Acinetobacter baumannii. Clin Microbiol Infect 18:383–387. https://doi.org/10.1111/j.1469-0691.2011.03581.x Falagas ME, Kasiakou SK (2005) Colistin: the revival of polymyxins for the management of multi-drug resistant Gram-negative bacterial infections. Clin Infect Dis 42:1333–1341. https://doi.org/10.1086/429323 Lai PK, Kaznessis YN (2018) Insights into membrane translocation of protegrin antimicrobial peptides by multistep molecular dynamics simulations. ACS Omega 3:6056–6065. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b00483 Simonetti O, Cirioni O, Ghiselli R, Orlando F, Silvestri C, Mazzoccato S, Kamysz W, Kamysz E, Provinciali M, Giacometti A, Guerrieri M, Offidani A (2014) In vitro activity and in vivo animal model efficacy of IB-367 alone and in combination with imipenem and colistin against Gram-negative bacteria. Peptides 55:17–22. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2014.01.029 Cirioni O, Simonetti O, Pierpaoli E, Barucca A, Ghiselli R, Orlando F, Pelloni M, Minardi D, Cappelletti Trombettoni MM, Guerrieri M, Offidani A, Giacometti A, Provinciali M (2016) Enhanced efficacy of combinations of pexiganan with colistin versus Acinetobacter baumannii in experimental sepsis. Shock 46:219–225. https://doi.org/10.1097/SHK.0000000000000584 Nizet V (2006) Antimicrobial peptide resistance mechanism of human bacterial pathogens. Curr Issues Mol Biol 8:11–26