Role of ABC transporter in drug resistance of Acanthamoeba castellanii.

Abstract

The ABC transporter protein family holds one of the key roles in drug resistance of a plethora of human pathogens. The ABC transporters partake in cellular efflux of various substrates, like drugs. Their function, also known as multi drug resistance (MDR), complicates the treatment of many diseases including pathogens from every domain of life. A unicellular human parasite Acanthamoeba castellanii, the cause of acanthamoeba keratitis and granulomatous acanthamoeba encephalitis, eludes most treatments, which results in a poor prognosis. Arecently identified ABC transporter was found to partake in the response to oxidative stress, induced by PEITC and rotenone in A. castellanii. Herein, its presumed role in drug resistance was investigated utilizing molecular techniques to characterise the functional properties of this ABC transporter. The response of the ABC transporter to PEITC, rotenone and amphotericin B was observed in a transcription analysis. Subsequently. a partial knockout strain was produced, and showed a promising phenotype in PEITC, suggesting the involvement of the ABC transporter in PEITC detoxification. Furthermore, based on the acquired data we propose, that more substrate specific ABC transporters are involved in the drug resistance of A. castellanii. However, the knockout method was proven...

Jednu z klíčových rolí v lékové rezistenci mnoha lidských patogenů zastávají proteiny z rodiny ABC transportérů. ABC transportéry se podílejí na exportu látek, mimo jiné i léčiv, z buňky. Jejich působení tak komplikuje léčbu některých infekčních onemocnění. Tento jev, také známý jako mnohočetná léková rezistence neboli multi drug resistance (MDR), se vyskytuje u organismů ze všech domén života. Jednobuněčný lidský parazit Acanthamoeba castellanii, který způsobuje akantamébovou keratitidu nebo granulomatózní akantamébovou encefalitidu, je odolný vůči většině druhů léčby a může za nepříznivou prognózou u pacientů. Nově objevený ABC transportér u A. castellanii působí během odpovědi na oxidativní stres, který byl vyvolán látkami PEITC a rotenone. Pomocí molekulárních metod byla v této práci zkoumána jeho funkce a role v lékové rezistenci. Použitím transkripční analýzy byla sledována odpověď ABC transportéru na látky PEITC, rotenone a amphotericin B a následně byl u vytvořené částečné knockout linie sledován fenotyp v přítomnosti léčiv. Vystavením látce PEITC se projevil fenotyp naznačující účast ABC transportéru na její detoxifikaci. Získaná data vedou k hypotéze o zapojení více ABC transportérů, lišících se specifitou pro substrát, do lékové rezistence A. castellanii. Metoda použitá pro zhotovení knockout...