Innvirkning av syklisk-di-GMP signalisering på antimikrobiell resistens i Acinetobacter baumannii. Undersøkelser av relativ genekspresjon og fenotypiske effekter hos transposon insersjonsmutanter i putative c-di-GMP signaliseringsgener.

Abstract

Antimikrobiell resistens (AMR) utgjør en av de tre viktigste helseproblemene i verden i dag, og kan medføre alvorlige konsekvenser ifølge Verdens helseorganisasjon (WHO). Resistensutviklingen fører til terapisvikt mot infeksjonssykdommer som tidligere lot seg behandle av antimikrobielle midler og flere millioner menneskeliv kan gå tapt, hvis ikke tiltak iverksettes for å redusere forekomsten av AMR. Utviklingen av resistens inkluderer en av de mest kritiske karbapenem-resistente bakterier, Acinetobacter baumannii. Evnen til å kunne erverve og uttrykke AMR, samt eksepsjonell overlevelse på både biotiske og abiotiske overflater, gjør at A. baumannii grupperes som en av de seks hyppigst forekomne multiresistente (MDR) bakteriene i verden i dag, også kjent som ESKAPE patogener.

Formålet med oppgaven var å undersøke om gener involvert i c-di-GMP signalering kunne være koblet til resistens mot selekterte antimikrobielle midler i A. baumannii. Dette skulle gjøres ved å screene ekspresjonen av målgener ved eksponering for sub-MIC nivåer av utvalgte antibiotika ved hjelp av RT-qPCR, samt ved screening for endring i resistensmønster hos et sett transposon insersjonsmutanter i c-di-GMP relaterte gener (cdg) i den multiresistente stammen A. baumannii AB5075-UW relativt til villtype, ved MIC-analyse. I første del av oppgaven ble det etablert MIC-screening oppsett for A. baumannii i laboratoriet, først ved å bruke den apatogene A. baylyi ADP-1, og så en ikke MDR-stamme, A. baumannii ATCC 17978. Av tekniske årsaker kunne ekspresjonsnivået av cdg-genene ikke bestemmes, og forsøket bør gjentas. MIC-screeningen viste at insersjonsmutant i genet ABUW_2255 var minimum fire ganger mer følsom mot amikacin, relativt til villtype. ABUW_2255 koder for et protein med PilZ-domene, et domene som klassisk er kjent å kunne binde c-di-GMP og fungere som effektorproteiner som responderer på endringer i c-di-GMP nivåer i cellen under intracellulær signalisering. Dette studiet utgjør et av de første som viser effekt av c-di-GMP relaterte gener på antimikrobiell resistens. Genet for det ortologe pilZ-domene proteinet er i P. aeruginosa identifisert som essensielt for type 4 pilus dannelse og twitching motilitet, dette antas også for pilZ-domene proteinet i A. baumannii. Ytterligere studier kreves for å forklare de molekylære mekanismene for hvordan ABUW_2255 påvirker resistens mot amikacin, og for å kartlegge funksjonen av proteinet.