Peranan VraSR dan GraSR, sistem kawal atur dua komponen, dalam kerintangan intermediat vankomisin pada strain vancomycin-intermediate staphylococcus aureus (VISA)

Abstract

Mutasi pada gen sistem kawal atur dua komponen vraS (TA pada kedudukan 700) dan graR (AG pada kedudukan 590) telah dikaitkan dengan kerintangan intermediat vankomisin dalam VISA Mu50. Namun demikian, peranan mutasi-mutasi ini dalam kerintangan tersebut masih belum dijelaskan. Kajian ini menggunakan pendekatan proteomik untuk menerangkan laluan pengawalaturan kerintangan intermediat vankomisin berkait vraSR/graSR. Jumlah protein diekstrak daripada 1 strain S. aureus klinikal rentan vankomisin (Mu50Ω) dan 2 strain VISA isogenik hasilan kejuruteraan genetik yang masing-masing bermutasi vraS TA (Mu50Ω-vraSm) dan vraS TA/graR AG (Mu50Ω-vraSm-graRm). Pemprofilan proteomik bandingan antara ketiga-tiga strain isogenik dijalankan dengan LC-ESI MS/MS dan perisian Progenesis LC/MS. Tiga ciri tersendiri VISA telah ditemui, iaitu (1) pengawalaturan meningkat ArcB, enzim laluan arginine deiminase (ADI); (2) pengawalaturan meningkat enzim pembaikan protein (MsrB); dan (3) pengawalaturan menurun protein-protein berkaitan kevirulenan sel (SarA, Rot, MgrA, Spa). Setiap sifat ini kemudiannya ditentusahkan melalui: (1) penentuan kandungan amonia dan ATP dalam sel (kedua-duanya hasil sampingan laluan ADI) serta pengukuran ketebalan dinding sel; (2) ujian tekanan oksidatif; dan (3) asai kemandirian Caenorhabditis elegans. Kandungan amonia dan ATP didapati meningkat berserta penebalan dinding sel VISA. Ini menandakan penglibatan laluan ADI dalam menghasilkan VISA berkait mutasi vraS/graR. Kemandirian VISA yang lebih tinggi apabila didedahkan kepada agen pengoksidaan membuktikan fungsi protein MsrB dalam melindungi sel-sel VISA daripada tekanan oksidatif. Akhirnya, pengawalaturan menurun protein berkaitan kevirulenan sel ditunjukkan dengan asai kemandirian C. elegans. Pengekspresan menurun protein Spa VISA menjejaskan keupayaan C. elegans untuk membezakan patogen, maka perumah dibunuh dengan lebih cepat. Kesimpulannya, kajian ini mencadangkan bahawa kerintangan intermediat vankomisin dicapai melalui pengaktifan laluan ADI akibat mutasi vraS TA dan graR AG. Proses ini membekalkan molekul amonia dan ATP untuk menampung peningkatan biosintesis dinding sel. Penyesuaian VISA dengan tekanan pula membantu mengurangkan kerosakan oksidatif yang disebabkan oleh vankomisin. Perubahan-perubahan metabolik ini akan membebankan VISA dan seterusnya menyebabkan penurunan ekspresi faktor kevirulenan sel.