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O papel da Neisseria meningitidis PorA e da expressão PorB na susceptibilidade antimicrobiana | Company Pride

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Neisseria meningitidis pode causar doença sistémica potencialmente fatal. O diagnóstico precoce e a intervenção rápida antimicrobiana são fundamentais para resultados clínicos favoráveis. Foram notificadas resistência a antibióticos para as penicilinas (1), tetraciclina (2) e sulfonamidas (3), bem como quinolonas (4) e rifampina (5).

N. meningitidis expressa duas porinas principais, PorA e PorB, que são antigenicamente variáveis entre estirpes e dentro de uma estirpe, e PorA é variável de fase (comutação aleatória/desligada) (6). Neisseria gonorrhoeae expressa uma única porina, PorB. As alterações na expressão da porina ou nas porinas variantes mediam a resistência aos antibióticos em várias bactérias Gram-negativas, incluindo N. gonorrhoeae (7,-10). In N. meningitidis, the absence of porb increases resistance to tetraciclina and cefsulodin in vitro (11). O papel da PorA na resistência antimicrobiana não foi notificado para o meningoccus. Além de seu papel proposto na evasão imunológica, nós hipotetizamos que a expressão fase-variável PorA pode fornecer um mecanismo óbvio para o meningococcus para evitar antimicrobianos se PorA mediar a absorção de antibióticos ou exclusão. Nós geramos estirpes sem PorA ou PorB e realizamos testes MIC. Também testamos se a expressão pora alterada é selecionada por exposição antimicrobiana durante o ensaio MIC.os genes porA e porB com sequências de flanco foram amplificados a partir da estirpe MC58 de N. meningitidis e clonados em pGEM t-easy. A PCR inversa seguida de auto-ligação rendeu plasmídeos com deleções internas e introduziu locais de restrição. A fita cassete LacZ/kanamicina (12) foi clonada no local de introdução do alelo pora deletado, produzindo plasmídeo pPorALacZKan. Um gene da acetiltransferase cloranfenicol foi amplificado e clonado no local bglii introduzido do alelo porb deletado, no plasmid pPorB:CAT. A porA lacZ kan ou porB::construções cat foram transformadas em N. meningitidis estirpe “9 (13) para produzir estirpes “9ΔPorA e” 9ΔPorB. A substituição alélica de alelos de tipo selvagem porA ou porb com o alelo mutante foi confirmada por PCR e sequenciação, bem como pela página SDS de proteínas da membrana externa extraídas com Sarkosilo (Fig. 1A).

análise da expressão da porina durante a análise da MIC. A) as proteínas de membrana foram isoladas por extracção de Sarkosilo, e 10 µg foram separadas em 8 a 12% de géis de bis-Tris acrilamida antes da coloração de Coomassie. Lane 1, “9; lane 2,” 9ΔPorA; lane 3, ” 9ΔPorB. B) As amostras do último poço de turvação foram revestidas de ágar BHI e imunoblotadas com o MAb mn14c11.6 específico para a PorA.

MIC foram avaliados pelo método de microdiluição em caldo de carne em 96 poços das placas (14), utilizando bactérias crescidas durante a noite, complementado BHI agar a 37°C e subcultured agitação por aproximadamente 4 h em caldo BHI a 37°C antes de ajustar a cerca de 5 × 105 UFC/ml com base na densidade óptica a 600 nm (OD600). Após a adição de 50 µl a antibióticos diluídos em série, os MICs foram registados após um crescimento overnight a 37°C (Quadro 1) como concentrações em que não se observou turvação. Cada ensaio foi feito três vezes, cada vez em triplicado. Para cada tratamento, os microfones eram idênticos dentro e entre os ensaios.

Tabela 1

Mic para o tipo selvagem e mutante N. meningitidis strainsa

Antibiótico MIC (µg/ml)
¢9 ¢9ΔPorA ¢9ΔPorB
Cefotaxima 0.003125 0.003125 0.00625
Ceftazidima 0.03125 0.03125 0.0625
Cephalothin 0.3125 0.3125 0.625
Ampicillin 0.0625 0.0625 0.0625
Carbenicillin 0.0625 0.0625 0.0625
Cloxacillin 1.25 1.25 1.25
Penicilina G 0.03125 0.03125 0.03125
Piperacilina 0.03125 0.03125 0.015625
Tetraciclina 0.3125 0.3125 0.625
Doxiciclina 0.1875 0.1875 0.375
Ciprofloxacin 0.003125 0.003125 0.00625
Nalidixic acid 1.25 1.25 1.25
Imipenem 0.0625 0.0625 0.0625
Rifampicina 0.125 0.125 0.0625
aMICs são relatados como último poço em que a turbidez foi observada. O negrito indica uma susceptibilidade reduzida de “9ΔPorB”.os nossos resultados confirmaram que a perda da expressão porb meningocócica aumenta a resistência à tetraciclina (11). Mutações em PorB também contribuem para a resistência à tetraciclina em N. gonorrhoeae (9, 15). A terapêutica combinada recomendada para N. gonorrhoeae multiply resistente inclui ceftriaxona injectável e doxiciclina oral ou azitromicina (16). Neste contexto, é de salientar que a estirpe mutante meningocócica ” 9ΔPorB reduziu a susceptibilidade à doxiciclina. Notámos uma diminuição da susceptibilidade à cefalotina para o ” 9ΔPorB e também para as cefalosporinas cefotaxima e ceftazidima. Um relatório anterior relacionou a mutação Porb de N. meningitidis com um aumento da resistência à cefsulodina (11). In N. gonorrhoeae, as variantes PorB loop 3 também contribuem para o aumento da resistência à cefalosporina (17). A nossa confirmação de que a Neisseria porb modula a susceptibilidade à cefalosporina aumenta a possibilidade de que a redução da susceptibilidade a esta classe possa surgir clinicamente ou ser facilitada por mutações na PorB em meningococos ou gonococos.

O uso de fluoroquinolona já não é recomendado para a infecção gonocócica (18), e as mutações pontuais na Porb1b de N. gonorrhoeae contribuem para a diminuição da susceptibilidade da N. gonorrhoeae à ciprofloxacina. As alterações da expressão na porina gonocócica alteram a resistência à ciprofloxacina (19); descobrimos que a mutação da PorB meningocócica também resulta numa reduzida susceptibilidade à ciprofloxacina. Inversamente, esta estirpe era mais suscetível à rifampina, a outra grande escolha para a profilaxia meningocócica, talvez através de uma arquitetura alterada da membrana, como foi sugerido para a resistência alterada da rifamicina da Acinetobacter baumannii resistente à colistina (20).em contrapartida, não foram observadas alterações na susceptibilidade de “9ΔPorA” em comparação com a estirpe original PorA+ para qualquer um dos antibióticos testados (Quadro 1). Isto sugere que ou PorA não tem papel direto na entrada de antimicrobianos na célula ou há seleção para a expressão reduzida pora através da variação de fase durante o teste MIC, quer na estirpe parental ou no ” 9ΔPorB, potencialmente mascarando a entrada de antibióticos mediados pora. Para avaliar isto, isolámos bactérias do poço final no qual foi observada turvação e avaliámos a expressão PorA por imunoblotting em colónias utilizando o anticorpo monoclonal anti-P1.7 murine (MAb) MN14C11.6 (obtido a partir de NIBSC, Reino Unido). Como controlos, a reactividade foi comparada entre a estirpe parental “9 e a estirpe mutante de PorA” 9ΔPorA. Isto mostrou que a expressão PorA não foi alterada entre os poços de controle e após a exposição a qualquer um dos antimicrobianos testados (ver Fig. 1B); assim, a susceptibilidade diminuída da ” 9ΔPorB não se deve a níveis de expressão alterados da PorA.

nossos resultados são consistentes com relatórios anteriores para um papel para N. meningitidis PorB em cefalosporinas e resistência à tetraciclina (9, 11, 15). Os paralelos com porb1b gonocócico no que diz respeito à resistência aos antibióticos são impressionantes. A expressão PorB também diminuiu a susceptibilidade meningocócica à doxiciclina, uma das terapias recomendadas para a multiplicação de N. gonorrhoeae resistente. De forma problemática, isto sugere que a pressão selectiva pode levar ao aparecimento de variantes de porb gonocócicas com reduzida susceptibilidade à doxiciclina. Apesar de registarmos apenas duas vezes diferenças que são improváveis em isolamento para levar a falhas de tratamento, a sinergia da variação PorB com outras mutações tem o potencial de expandir o espectro de resistência meningocócica e gonocócica. Não encontramos nenhuma evidência de um papel para PorA no trânsito antimicrobiano através da membrana externa.