Vliv systému Quorum sensing Staphylococcus aureus na toleranci k antibiotikům

Abstract

Staphylococcus aureus is a gram-positive opportunistic pathogenic bacterium that causes a range of chronic infections especially to weakened individuals. Recently, the most serious problem in clinical medicine has been infections caused by so-called persisters. They form a subpopulation of cells that, thanks to adaptations to stressful conditions, are able to withstand lethal doses of antibiotics and then cause an infection again. Agr system, which is responsible for the mechanism of quorum-sensing, plays the main role in switching between the active virulent form and the persistent form associated with biofilm formation. During chronic infections, adaptive mutations accumulate in this Agr system and affect the ability to persist. For the purpose of this thesis, clinical isolates were obtained from patients diagnosed with cystic fibrosis in chronological order within the first three years of their lives. The aim of this thesis was to confirm the influence of adaptive mutations on the persistence ability of clinical isolates and also to observe how the membrane potential and metabolic activity change depending on the on the action of selected antibiotics. Additional aim was to create a deletion of the response regulator AgrA gene using the CRISPR/Cas9 system. In order to characterize the persistence...

Staphylococcus aureus je grampozitivní oportunně patogenní bakterie, která především u oslabených jedinců způsobuje řadu chronických infekcí. Největší problém v klinické praxi představují v poslední době hlavně infekce způsobené takzvanými perzistery. Jedná se totiž o subpopulaci buněk, které díky adaptacím na stresové podmínky dokáží odolat i běžně letálním dávkám antibiotik a následně opět vyvolat infekci. Hlavní roli v přepínání mezi aktivní virulentní formou a perzistentním stavem spojeným s tvorbou biofilmu hraje Agr systém, který je zodpovědný za mechanismus quorum-sensing. A právě v tomto systému dochází při chronických infekcích ke hromadění adaptačních mutací, jež ovlivňují schopnost perzistovat. Pro vypracování diplomové práce byly použity klinické izoláty odebírané od pacientů s cystickou fibrózou chronologicky během prvních tří let života. Hlavním cílem práce bylo potvrdit vliv adaptačních mutací na perzistenční schopnosti klinických izolátů a dále také sledovat, jak se v závislosti na působení vybraných antibiotik mění membránový potenciál a metabolická aktivita buněk. Dalším cílem pak bylo vytvořit deleci v genu pro regulátor odpovědi AgrA za použití systému CRISPR/Cas9. Pro charakterizaci perzistenčních schopností byly použity tzv. TD testy (Tolerance Disk Tests) a metoda stanovení...