Viridans-Gruppen-Streptokokken (VGS) sind grampositive opportunistische Krankheitserreger, die Teil der normalen Magen-Darm- und Oropharynx-Flora sind. Klinisch gesehen sind VGS Erreger von infektiöser Endokarditis und Bakteriämie bei immunsupprimierten und neutropenischen Patienten. Die Multiresistenz (MDR) unter den VGS ist auf dem Vormarsch, da viele Isolate inzwischen gegen Ampicillin, Fluorchinolone und Makrolide resistent sind. Wie bei den meisten Krankheitserregern werden neue Behandlungsmethoden zur Bekämpfung von VGS-Infektionen benötigt. Daptomycin (DAP) ist ein Lipopeptid-Antibiotikum mit bakterizider Wirkung gegen grampositive Bakterien. DAP hat sich als wirksam gegen MDR-Infektionen erwiesen, darunter Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus (MRSA) und Vancomycin-resistente Enterokokken (VRE). Zuvor hatten Akins et al. DAP-resistente VGS-Stämme nach einer DAP-Exposition über Nacht in einem simulierten Endokard-Vegetationsmodell erhalten. Anhand von zwei Streptococcus oralis-Stämmen (1647 und 1648) und einem Streptococcus mitis-Stamm (1643) haben wir gezeigt, dass eine DAP-Resistenz von bis zu 256 μg/ml über Nacht unter Standard-Laborbedingungen mit einer einzigen 4 μg/ml DAP-Exposition erreicht werden kann. Mithilfe der Ganzgenomsequenzierung identifizierten wir bei allen drei VGS-Stämmen Funktionsverlustmutationen im Gen cdsA. Diese Mutationen kehrten sich um, als die resistenten Stämme seriell weitergegeben wurden, bis eine Empfänglichkeit beobachtet wurde. cdsA ist bei besser untersuchten Streptokokken wie S. pneumoniae und S. pyogenes essenziell. CdsA katalysiert die Umwandlung von Phosphatidsäure (PA) in Cytidindiphosphat-Diacylglycerin (CDP-DAG), ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Biosynthese der wichtigsten Phospholipide in bakteriellen Membranen, darunter Phosphatidylglycerin (PG) und Cardiolipin (CL). Mithilfe der Flüssigchromatographie/Massenspektrometrie (LC/MS) haben wir in allen DAP-resistenten Stämmen CdsA-Funktionsverlustmutationen bestätigt, was durch das Fehlen von PG und CL und die Anreicherung von PA in diesen Stämmen belegt wird. Darüber hinaus haben wir in unserem S. mitis-Stamm ein neues Glykolipid identifiziert. Diese Daten zeigen, dass die DAP-Resistenz bei S. mitis und S. oralis im Vergleich zu MRSA und VRE über einen neuartigen adaptiven Weg erfolgt, dass cdsA bei diesen VGS nicht essentiell ist und dass die Anpassung an DAP zu einer veränderten Membranlipidzusammensetzung bei diesen Organismen führt.
Unterstützung oder Finanzierungsinformationen
Start-up-Mittel von UT-Dallas für KP und GM069338 und EY023666 von NIH für ZG.