Badania nad mechanizmami działania i rozwoju oporności na bakteriocyny klasy II u bakterii Gram-dodatnich

Abstrakt

Bakteriocyny to grupa peptydów lub białek wytwarzanych przez bakterie w celu zabijania lub hamowania wzrostu innych bakterii zasiedlających tę samą niszę ekologiczną. Zainteresowanie bakteriocynami wynika z ich potencjalnego zastosowania m.in. w konserwacji żywności i terapii zakażeń wywołanych przez antybiotykooporne szczepy bakterii chorobotwórczych. Liczba publikacji identyfikujących nowe szczepy bakterii produkujących bakteriocyny nieustannie wzrasta. Jednocześnie, zauważalny jest brak badań opisujących mechanizmy działania większości nowo zidentyfikowanych bakteriocyn, a także mechanizmy nabywania oporności na te bakteriocyny i oporności krzyżowej na antybiotyki. Dokładne poznanie tych zagadnień pozwoli na opracowanie wytycznych zapewniających najbardziej efektywne, bezpieczne i długotrwałe stosowanie bakteriocyn bez ryzyka rozwoju oporności. W niniejszej pracy opisano główne założenia rozprawy doktorskiej dr inż. Aleksandry Tymoszewskiej, której celem była identyfikacja mechanizmów działania i rozwoju oporności na bakteriocyny klasy II u bakterii Gram-dodatnich. Wykorzystując jako model badawczy komórki bakterii Lactococcus lactis, zbadano dwie grupy bakteriocyn: (i) garwicyny Q, A, B i C, oraz BacSJ; oraz (ii) bakteriocyny aureocyno A53 (AurA53)- i enterocyno L50 (EntL50)- podobne. Pokazano, że bakteriocyny grupy (i) rozpoznają komórki wrażliwe i tworzą pory wewnątrz błony komórkowej bakterii wykorzystując specyficzny receptor, system mannozo-specyficznej fosfotransferazy (Man-PTS), a także, że bakterie wrażliwe nabywają oporność na badane bakteriocyny poprzez modyfikacje struktury Man-PTS. Z kolei nabywanie oporności na bakteriocyny grupy (ii), tworzące pory bezpośrednio w błonie komórkowej bakterii, zachodzi poprzez zmiany w strukturze ściany i błony komórkowej wywołane zmianami w ekspresji białek zaangażowanych w metabolizm lipidów lub stanowiących elementy systemu regulacyjnego YsaCB-KinG-LlrG. Otrzymane wyniki rzucają nowe światło na dotychczasowe poglądy dotyczące mechanizmów działania bakteriocyn i szeroko otwierają możliwości ich dalszych badań.