Mechanismy bakteriální perzistence a klinický význam

Abstract

Persistent bacteria, shortly persisters, are cells that are characterized by their tolerance to antibiotics without containing resistance genes. These are not resistant bacteria, because resistant bacteria are determined by genetic code. Persisters are indistinguishable from other antibiotic sensitive bacteria, and they are rather transient phenotypic subpopulations. Probably all types of bacteria can create a persistent stage, the ability is not species-bound and persistence has been described in a number of bacterial species. The reason for the formation of persistence may be sudden stress, then it is induced formation, or the reason may be an insurance for the future, then we call it stochastic phenotypic variability. Then a variety of phenotypes of different subpopulations within a genetically uniform population can be distinguished. They differ in growth properties and tolerance to antibiotics. Bet-hedging strategy is a hypothesis that describes persistence as insurance against the risk of external fluctuations. During stress an alarmon guanosine tetraphosphate or guanosine pentaphosphate is accumulated to alert the cell to unfavorable conditions and it initiates transition to a more tolerant state. The existence of these tolerant subpopulations is important in recurrent diseases because small...

Perzistentní bakterie, zkráceně perzisteři, jsou buňky význačné především svou odolností k antibiotikům. Nejedná se o rezistentní bakterie, jelikož takové mají svou rezistenci zapsanou v genetickém kódu. Perzisteři jsou geneticky neodlišitelní od jiných buněk, senzitivních k antibiotikům, a jedná se tedy spíše o přechodná fenotypová stádia. Schopnost tvorby perzistentních buněk není druhově limitovaná a perzistence byla popsána u řady bakteriálních druhů. Důvodem vzniku perzisterů může být náhlý stres, kdy jde o indukovaný vznik perzistence, či může jít o stochastickou fenotypovou variabilitu. Při stochastickém vzniku rozlišujeme v rámci geneticky uniformní populace řadu fenotypově odlišných subpopulací lišících se růstovými vlastnostmi a také odolností k antibiotikům. Jak vysvětluje tzv. bet- hedging strategy hypotéza, jedná se o pojištění před nebezpečím fluktuace vnějších podmínek. Při indukovaném vzniku perzistence dochází k hromadění alarmonu guanosintetrafosfátu či guanosinpentafosfátu, který upozorňuje buňku na nepříznivé podmínky a zahajuje přechod do odolnějšího stavu. Existence těchto odolných subpopulací nabývá na významu zejména při rekurentních chorobách, kdy malé subpopulace perzisterů dávají vznik nové stabilní populaci, komplikují léčbu a znemožňují uzdravení. Často se tak děje...