Вплив супернатанту Lactobacillus на експресію генів, асоційованих з роїнням Proteus mirabilis, ізольованого від пацієнтів з інфекціями сечової системи

Анотація

Ізоляти Proteus mirabilis інтенсивно досліджуються через їхню здатність викликати інфекції сечової системи (ІСС) та властивісь роїння, хоча про це явище мало що відомо. Пробіотичні види Lactobacillus вивчаються в усьому світі як терапевтичні та профілактичні засоби проти бактеріальних інфекцій. У цьому дослідженні було вивчено супернатанти Lactobacillus як потенційний новий засіб лікування ІСС, викликаних Proteus mirabilis. Крім тестування антимікробної та анти-роїльної активності, дослідження також мало на меті визначити генетичні механізми, які лежать в основі спостережуваних фенотипічних змін.

Методи. Загалом було зібрано 150 зразків сечі від пацієнтів з ІСС. Пряме культивування проводили шляхом нанесення зразків на диференціальні середовища. РНК була екстрагована та очищена з бактеріальних ізолятів, після чого за допомогою зворотної транскрипції та кількісної ПЛР було оцінено експресію генів, асоційованих із роїнням. Експресію генів оцінювали відносно референсного гена для того, щоб з'ясувати, як пробіотики регулюють роїльну поведінку на генетичному рівні.

Результати. ІСС діагностовано у 50 чоловіків (33,33%) і 100 жінок (66,66%) різного віку. Proteus mirabilis був визначений у 30 (20%) із 150 зразків. Резистентність була виявлена в 25 (83,33%) ізолятів до азитроміцину та амоксициліну/клавуланової кислоти, і в 22 (73,33%) ізолятів до меропенему. Кількісна ПЛР показала значні зміни в експресії чотирьох генів, асоційованих із роїнням (rsbA, umoD, ZapA та FliL). Ген rsbA продемонстрував підвищення рівня експресії, тоді як в іншій пробі спостерігалося зниження. Ген umoD продемонстрував найбільші зміни, при цьому в деяких випадках експресія подвоїлася. Експресія гена ZapA збільшилася найбільше, майже потроївшись в одній з проб. Експресія FliL також зросла в декількох ізолятах. Активність роєння позитивно корелювала з рівнями експресії генів rsbA (r = 0,8, p = 0,009), umoD (r = 0,635, p = 0,045), ZapA (r = 0,942, p = 0,001) та FliL (r = 0,894, p = 0,001).

Висновки. Представлене дослідження демонструє складну генетичну мережу, яка регулює роїльну мотильність Proteus mirabilis та припускає, що супернатанти Lactobacillus acidophilus можуть модифікувати експресію генів і бактеріальну рухливість, що потенційно може сприяти лікуванню ІСС.