Blog

May 13, 2024

Resensibilisierendes Multidrug

Communications Biology Band 6, Artikelnummer: 810 (2023) Diesen Artikel zitieren 450 Zugriffe 1 Altmetric Metrics Details Die zunehmende Inzidenz bakterieller Infektionen durch multiresistente Bakterien

Communications Biology Band 6, Artikelnummer: 810 (2023) Diesen Artikel zitieren

450 Zugriffe

1 Altmetrisch

Details zu den Metriken

Das zunehmende Auftreten bakterieller Infektionen, die durch multiresistente (MDR) gramnegative Bakterien verursacht werden, hat den Bedarf an neuen wirksamen Behandlungen verstärkt. Die Antibiotika-Adjuvans-Strategie ist ein effektiverer und wirtschaftlicherer Ansatz zur Verlängerung der Lebensdauer derzeit verwendeter Antibiotika. Hier entdecken wir, dass das Alkoholmissbrauchsmedikament Disulfiram (DSF) und seine Derivate wirksame antibiotische Adjuvanzien sind, die die antibakterielle Aktivität von Carbapenemen und Colistin gegen die Metallo-β-Lactamase (NDM) und die mobilisierte Colistin-Resistenz (MCR) aus Neu-Delhi dramatisch verstärken. -exprimierende gramnegative Krankheitserreger. Mechanistische Studien weisen darauf hin, dass DSF die Wirksamkeit von Meropenem verbessert, indem es die NDM-Aktivität spezifisch hemmt. Darüber hinaus ist die starke Potenzierung von DSF zu Colistin auf dessen Fähigkeit zurückzuführen, die membranschädigenden Wirkungen von Colistin zu verstärken und den Bakterienstoffwechsel zu stören. Insbesondere zeigen die Passage- und Konjugationstests, dass DSF die Entwicklung und Ausbreitung von Meropenem- und Colistin-Resistenzen bei klinischen Krankheitserregern minimiert. Schließlich wurde ihre synergistische Wirksamkeit in Tiermodellen bewertet und die Kombination aus DSF-Colistin und Meropenem konnte MDR-bakterielle Infektionen in vivo wirksam behandeln. Zusammengenommen zeigen unsere Arbeiten, dass DSF und seine Derivate vielseitige und wirksame Adjuvanzien für Colistin und Carbapeneme sind und einen neuen Horizont für die Behandlung schwer behandelbarer Infektionen eröffnen.

Die aufkommenden plasmidbedingten Resistenzdeterminanten haben die klinische Wirksamkeit von Antibiotika stark beeinträchtigt und stellen eine globale Bedrohung für das öffentliche Gesundheitssystem dar1,2. Zur Bekämpfung bakterieller Infektionen durch multiresistente (MDR) Erreger gelten Carbapeneme und Colistin daher als Antibiotika der letzten Wahl3,4. Allerdings beeinträchtigten die Entdeckung und Verbreitung der Neu-Delhi-Metallo-β-Lactamase 1 (NDM-1) im Jahr 2009 und die seit 2015 mobilisierten Phosphoethanolamin-Transferasen für das Colistin-Resistenzgen (mcr-1) die Wirksamkeit von Meropenem bzw. Colistin erheblich5,6 . Darüber hinaus verlieren nahezu alle verfügbaren β-Lactam-Antibiotika aufgrund von NDM-1 und anderen Metallo-β-Lactamasen (MBLs) an Wirksamkeit. Mittlerweile haben sich das plasmidübertragene mobile Colistin-Resistenzgen mcr-1 und seine Varianten mcr-2 bis mcr-10 bereits über 40 Länder/Regionen verbreitet und einen übertragbaren Mechanismus der Colistin-Resistenz verursacht7. Darüber hinaus sind die Entdeckung und Entwicklung neuartiger wirksamer Antibiotika ins Stocken geraten, was die Krise der Arzneimittelresistenz verschärft8. Um die Wirksamkeit von Antibiotika zu maximieren und gleichzeitig die Nebenwirkungen und die Entwicklung von Resistenzen zu minimieren, wurde die Kombinationstherapie als sicherere und wirtschaftlichere Alternative empfohlen9. Beispielsweise zeigte Colistin in Kombination mit Aztreonam10 eine zeitabhängige synergistische Aktivität gegen multiresistenten (MDR) Acinetobacter baumannii und eine synergistische Abtötung von gramnegativen MDR-Erregern mit Rifampicin11,12,13. Dennoch kann die Kombination von Antibiotika mit anderen Antibiotika zur Entstehung von MDR-Bakterienstämmen führen. Im Gegensatz dazu kann die Kombination antibiotischer und nicht-antibiotischer Verbindungen, im Allgemeinen auch als Antibiotika-Adjuvanzien bezeichnet14, diesen Defekt vermeiden und gleichzeitig arzneimittelresistente Bakterien gegenüber klinisch wichtigen Antibiotika resensibilisieren9.

Disulfiram (DSF), ein orales verschreibungspflichtiges Medikament, ist als Anti-Alkoholismus-Medikament zur Behandlung von chronischem Alkoholismus bekannt15. Pharmakokinetischen Studien zufolge reichern die Nebenprodukte des DSF-Metabolismus, wie Diethyldithiocarbamat (DDTC) und Diethylamin, bei der Umwandlung von Ethanol in Essigsäure giftiges Acetaldehyd an und wirken als Aldehyd-Dehydrogenase-Inhibitoren16. Darüber hinaus wurden teilweise auch andere pharmakologische Funktionen von DSF nachgewiesen, wie die prophylaktische und therapeutische Wirkung auf ernährungsbedingte Fettleibigkeit17 und die tumorsuppressive Wirkung18. Darüber hinaus wurde in mehreren Studien die direkte antibakterielle Aktivität von DSF und seinen Metaboliten untersucht16. Beispielsweise zeigte eine frühere Studie, dass DSF eine gleichstarke antibakterielle Aktivität gegen Staphylococcus aureus mit minimalen Hemmkonzentrationen (MICs) von 8–16 mg/L hatte und Staphylokokken-Biofilme sowie intrazellulären S. aureus beseitigte19. Es wurde auch festgestellt, dass DSF das In-vitro-Wachstum des Oomyceten Pythium insidiosum verhindert, indem es die bakterielle Urease- und Aldehyddehydrogenase-Aktivität hemmt20. Dennoch ist die Potenzierung von DSF und seinen Metaboliten gegenüber den vorhandenen Antibiotika, insbesondere bei Carbapenemen und Colistin, noch immer unzureichend verstanden.

In dieser Studie haben wir die Wirksamkeit von DSF und seinen Derivaten als potenzielle Antibiotika-Adjuvantien zur Wiederherstellung der Wirksamkeit klinisch relevanter Antibiotika umfassend bewertet. Hier haben wir herausgefunden, dass DSF und seine Derivate die Wirksamkeit von Meropenem und Colistin sowohl in vivo als auch in vitro wirksam steigern und gleichzeitig die Entwicklung und Übertragung von Arzneimittelresistenzen drastisch hemmen. Die Entdeckung von DSF und Derivaten davon als wirksame Antibiotika-Verstärker bietet eine vielversprechende Kombinationsstrategie zur Bekämpfung von Carbapenem-resistenten Enterobacterales und Colistin-resistenten gramnegativen Krankheitserregern.

Um die Potenzierung von DSF und seinen Derivaten (ergänzende Abbildung 1) gegenüber den vorhandenen Antibiotika zu untersuchen, führten wir Schachbretttests durch, um deren synergistische Wirkung auf mehrere Antibiotikaklassen, einschließlich Ciprofloxacin, Vancomycin, Tigecyclin, Doxycyclin, Meropenem und Colistin, gegen eine zu bewerten MDR isoliert E. coli B221, das Resistenzen gegen fast alle wichtigen Antibiotikaklassen verleiht. Der Wert des fraktionellen Hemmkonzentrationsindex (FICI) wurde zur Bewertung der Arzneimittelwechselwirkung zweier Verbindungen (A und B) verwendet und als Summe von FICIA und FICIB berechnet. Bemerkenswerterweise ergab ein Vergleich dieser Antibiotika, dass die Aktivität von Meropenem und Colistin in Gegenwart von DSF deutlich erhöht war, mit einem FICI von 0,125 für beide (Abb. 1a), was darauf hindeutet, dass DSF eine synergistische antibakterielle Wirkung mit Meropenem und Colistin hatte. Die relativen MHK von Meropenem und Colistin sanken von 32 auf 2 µg/ml (16-fach) und von 8 auf 0,25 µg/ml (32-fach) unter einem Viertel der MHK von DSF (Ergänzungstabelle 2). Darüber hinaus zeigten die DSF-Derivate, darunter Diethyldithiocarbamat (DDC) und Dimethyldithiocarbamat (DMDC), auch eine starke synergistische Aktivität mit Meropenem und Colistin aller getesteten Antibiotika. Eine Sub-MHK von DDC (16 µg/ml) reduzierte ihre MHKs erheblich um das 16-fache und kehrte gleichzeitig die Meropenem- und Colistin-Resistenz in E. coli B2 um (FICI = 0,188/0,125) (Abb. 1b). In ähnlicher Weise wurden die MHK-Werte von Meropenem und Colistin gegen E. coli B2 um das 8- bzw. 16-fache verringert, wenn sie mit einer Sub-MHK von DMDC (8 µg/ml) behandelt wurden (FICI = 0,25/0,25) (Abb. 1c und Ergänzungstabelle 3). Um die Potenzierung zu validieren, haben wir diese Kombinationen weiter an mehreren Arten gramnegativer Bakterien untersucht, darunter arzneimittelempfindliche Stämme, MCR-produzierende Enterobacterales und MBL-positive Enterobacteriaceae. Wie in der Ergänzungstabelle 4 gezeigt, stellten DSF, DDC und DMDC die Anfälligkeit von NDM-positiven gramnegativen Krankheitserregern vollständig wieder her, nicht jedoch von NDM-negativen Bakterien. Diese NDM-positiven gramnegativen Krankheitserreger tragen das blaNDM-1- oder blaNDM-5-Gen und sind Meropenem-resistent mit MHK-Werten von 16–32 µg/ml. Darüber hinaus stellten wir fest, dass DSF und seine Metaboliten (¼ MHK) die Colistin-Aktivität sowohl gegen MCR-negative als auch gegen MCR-positive gramnegative Krankheitserreger wirksam um das 4- bis 64-fache steigerten (ergänzende Abbildung 2, ergänzende Tabelle 5), einschließlich Colistin-empfindlicher Bakterien und Colistin-resistente E. coli DH5α (PUC19-mcr-1), E. coli G92 (mcr-1), E. coli CP131 (mcr-3) und K. pneumoniae D120 (mcr-8). Es ist erwähnenswert, dass die Colistin-resistenten Bakterien durch DSF, DDC bzw. DMDC in Kombination mit Colistin 2–16-fach stärker verstärkt wurden als empfindliche Bakterien. Diese Ergebnisse zeigen, dass DSF und seine Metaboliten wirksame Carbapeneme und Colistin-Adjuvantien sind.

Die horizontale Achse stellt die Konzentrationen von DSF (a), DDC (b) und DMDC (c) dar, und die vertikale Achse stellt die Konzentrationen von sechs Antibiotika dar. Dunklere Farbbereiche weisen auf eine höhere Zelldichte und hellere Bereiche auf eine niedrigere Zelldichte hin. Die Daten stellen die mittlere Absorption biologischer Replikate bei 600 nm dar.

Um die synergistische Wirkung von DSF mit Meropenem weiter zu untersuchen, wurden außerdem ein Schachbrett-Mikroverdünnungstest und eine zeitabhängige Abtötung durchgeführt. In Übereinstimmung mit den obigen Ergebnissen steigerte DSF die Meropenem-Aktivität gegen E. coli DH5α (PUC19-blaNDM) (FICI = 0,188) im Vergleich zu E. coli DH5α (PUC19) (FICI = 2,0) deutlich (Abb. 2a, b), was darauf hindeutet Die Wirkung von DSF hing mit der Hemmung von Resistenzdeterminanten zusammen. Darüber hinaus wurde die Time-Kill-Dynamik an verschiedenen NDM-positiven Krankheitserregern durchgeführt, um die synergistische bakterizide Wirkung von Meropenem plus DSF zu untersuchen. Wie in Abb. 2c gezeigt, führte die Kombination der Sub-MICs von Meropenem und DSF innerhalb von 24 Stunden zu einer Reduzierung der vier getesteten NDM-positiven Bakterien um mehr als 4 log10 KBE. Im Gegensatz dazu konnten die identischen Konzentrationen von Meropenem (4 oder 8 µg/ml) und DSF (64 µg/ml) allein die Bakterienproliferation nicht verhindern.

a, b Schachbrettassays zwischen DSF und Meropenem gegen E. coli DH5a (PUC19) (a) und E. coli DH5a (PUC19-blaNDM-1) (b). OD600 wurde nach 18-stündiger Inkubation bei 37 °C gemessen. Die Daten stellen die mittlere OD600 biologischer Replikate dar. c Zeitabhängige Abtötungskurven unter der Kombinationsbehandlung von Meropenem und DSF gegen E. coli C3 (blaNDM-1), S. enteritidis H8 (blaNDM-1), E. coli G6 (blaNDM-5) und MDR E. coli B2 (blaNDM-5). Bakterienstämme wurden 4 Stunden lang in MHB-Brühe gezüchtet und dann mit PBS, Meropenem (sub-MIC) oder DSF (64 μg/ml) allein oder in Kombination behandelt. Die bakteriellen KBE pro ml zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb von 24 Stunden wurden bestimmt. d Dosisabhängige In-vitro-Hemmwirkung von DSF auf die NDM-1- und NDM-5-Aktivität. IC50, halbmaximale Hemmkonzentration. Die Daten in (c) und (d) von drei biologischen Replikaten wurden als Mittelwert ± SD dargestellt. e Molekulare Docking-Analyse der Komplexe von NDM-1 mit DSF. In der 2D-Nahaufnahme wurden die zwischen ihnen gebildeten Wasserstoffbrücken als grüne gepunktete Linie dargestellt, und die an der Bildung der Wasserstoffbrücken beteiligten Reste sind CYS208 und LYS211, wo ein Schwefelatom von DSF in Koordination mit Zn gebildet wurde.

In Anbetracht der spezifischen verstärkenden Wirkung von DSF auf NDM-positive Bakterien stellten wir die Hypothese auf, dass DSF die Anfälligkeit arzneimittelresistenter Bakterien gegenüber Meropenem wiederherstellt, indem es auf das NDM-Enzym abzielt. Um dies zu testen, haben wir die enzymatische Aktivität von NDM-1 und NDM-5 nach Exposition gegenüber steigenden DSF-Konzentrationen bewertet. Wie erwartet unterdrückte DSF dosisabhängig die Aktivität von NDM-1 und NDM-5 mit einem IC50-Wert von 32,49 µg/ml bzw. 28,32 µg/ml (Abb. 2d), was darauf hindeutet, dass DSF als neuer NDM-Inhibitor wirken kann. Als nächstes wurde eine molekulare Docking-Analyse durchgeführt, um zu untersuchen, wie DSF mit dem NDM-Protein interagiert, um dessen Aktivität zu hemmen. Computersimuliertes Andocken unter Verwendung eines Gitterkastens, der die aktive Taschenstruktur von NDM-1 (PDB-ID: 4EYL) umgibt, zeigte, dass DSF in das aktive Zentrum passen und mit CYS208 und LYS211 binden konnte (Abb. 2e), mit der geringsten Bindung Energie von −5,14 kcal/mol (Ergänzungstabelle 7). Darüber hinaus zeigte die Docking-Analyse der Komplexe von NDM-1 mit DDC und DMDC, dass die DSF-Derivate auch direkt an die aktive Tasche binden können. Wie in der ergänzenden Abbildung 6 gezeigt, könnten DDC und DMDC auch an LYS211 binden, das für die NDM-1-Aktivität wichtig ist, mit der niedrigsten Bindungsenergie von –3,40 kcal/mol bzw. –3,63 kcal/mol. Zusammengenommen deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass der zugrunde liegende Mechanismus, durch den DSF und seine Derivate NDM-positive Bakterien gegenüber Meropenem resensibilisieren, auf ihre Fähigkeit zurückzuführen ist, NDM zu binden und dessen Aktivität zu hemmen.

Um die synergistische Aktivität zwischen DSF und Colistin weiter zu bewerten, wurden auch Schachbretttests an drei klinischen MCR-positiven Isolaten durchgeführt, darunter E. coli G92 (mcr-1), E. coli CP131 (mcr-3) und K. pneumonine D120 ( mcr-8). Überraschenderweise zeigte die Kombination von DSF und Colistin eine beispiellose synergistische antibakterielle Aktivität gegen diese mcr-tragenden Krankheitserreger mit FICI-Werten von 0,047, 0,063 bzw. 0,047 (Abb. 3a). Um die synergistische bakterizide Aktivität dieser Kombination zu untersuchen, wurden auch zeitabhängige Abtötungskurven für verschiedene MCR-positive gramnegative Bakterien bestimmt. Die Ergebnisse zeigten, dass alle Colistin-resistenten Bakterien unter der DSF-Colistin-Kombinationsbehandlung zeitabhängig effektiv eliminiert wurden (Abb. 3b), wohingegen die entsprechenden Konzentrationen der beiden Verbindungen allein keinen Einfluss auf das Bakterienwachstum hatten.

a Schachbrett-Assays von DSF und Colistin gegen MCR-positive gramnegative Bakterien, bezogen auf Ergänzungstabelle 5. Dunkelblaue Bereiche stehen für eine höhere Zelldichte. Die Daten stellen den mittleren OD-Wert bei 600 nm biologischer Replikate dar. b Zeitabhängige Abtötungskurven mcr-positiver Bakterien durch die Kombinationsbehandlung von Colistin und DSF. MDR E. coli B2 (mcr-1), E. coli G92 (mcr-1), E. coli CP131 (mcr-3) und K. pneumoniae D120 (mcr-8) wurden bis zu 4 Stunden in MHB-Brühe gezüchtet. dann mit PBS, Colistin (unterhalb der MHK) oder DSF (64 μg/ml) allein oder in Kombination behandelt. Die bakteriellen KBE pro ml zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb von 24 Stunden wurden bestimmt. Daten von drei biologischen Replikaten wurden als Mittelwert ± SD dargestellt.

Da die Bildung von Biofilmen die Wirksamkeit von Antibiotika erheblich beeinflusst, wurden Experimente zur Bildung und Beseitigung von Biofilmen durchgeführt, um den Einfluss von DSF zu untersuchen. Bakterielle Biofilme wurden in Gegenwart unterschiedlicher Konzentrationen von Colistin allein oder in Kombination mit DSF bei 64 μg/ml kultiviert. Wie in der ergänzenden Abbildung 3a gezeigt, verhinderte der Zusatz von DSF die Bildung von Biofilmen im Vergleich zu Colistin allein weitgehend. Darüber hinaus zeigte DSF in Kombination mit Colistin dosisabhängig eine signifikante ausrottbare Wirkung auf den reifen Biofilm (ergänzende Abbildung 3b). Zusammengenommen deuten diese Daten darauf hin, dass DSF die Colistin-Aktivität gegen MCR-positive Krankheitserreger in verschiedenen Stoffwechselzuständen erheblich steigert.

Die obigen Ergebnisse zeigten, dass die verstärkende Aktivität von DSF gegenüber Colistin möglicherweise mit der Resistenzdeterminante mcr zusammenhängt. Daher wurde eine RT-qPCR-Analyse durchgeführt, um die Expression des mcr-1-Gens in E. coli B2 zu bewerten, das Sub-MICs von DSF ausgesetzt war. Wie in Abb. 4a gezeigt, hemmte DSF die mRNA-Expression von mcr-1 dosisabhängig signifikant. Unterdessen zeigten die molekularen Docking-Ergebnisse, dass DSF und seine Derivate direkt an MCR-1 binden können (Abb. 4b, ergänzende Abb. 7, ergänzende Tabelle 8), ein seltenes Mitglied der Lipid-A-Phosphoethanolamin-Transferasen (EptA)25. Daher haben wir vermutet, dass eine herunterregulierte mcr-1-Expression und die Interaktion von DSF-MCR dazu beitragen, die Wirkung des MCR-Proteins zu beeinträchtigen und dadurch die elektrostatische Interaktion von Colistin und der Bakterienmembran zu verstärken. Als nächstes wurde eine Rasterelektronenmikroskopie (REM)-Analyse durchgeführt, um die bakterielle Membranschädigung unter der DSF-Colistin-Kombination zu bewerten. Wir fanden heraus, dass E.-coli-B2-Zellen in der Kontrollgruppe sowie Colistin und DSF als alleinige Zellen regelmäßige und intakte Oberflächen aufwiesen. Im Gegensatz dazu zeigten Zellen, die mit einer Kombination aus Colistin und DSF behandelt wurden, schwere Zellschäden, einschließlich unregelmäßiger und kollabierter Oberflächen (Abb. 4c), was darauf hindeutet, dass die Mechanismen dieser Kombination mit dem Bruch der Bakterienmembran verbunden waren.

eine mRNA-Expression des mcr-1-Gens nach Exposition gegenüber steigenden DSF-Konzentrationen. Die Datenanalyse wurde mit der 2^-(∆∆Ct)-Methode durchgeführt, wobei 16S-rRNA als Housekeeping-Gen diente. Die Daten wurden als Mittelwert ± SD von drei biologischen Replikaten dargestellt und die statistische Signifikanz wurde durch einfaktorielle ANOVA (****P < 0,0001) analysiert. b Molekulare Docking-Analyse der Komplexe des MCR-1-Proteins mit DSF. Die Verbindung ist an der Bildung der Metallkoordination mit dem Zinkion im aktiven Zentrum beteiligt, markiert durch graue Linien. c Rasterelektronenmikroskopische (REM) Bilder von E. coli B2, inkubiert mit Colistin, DSF und deren Kombination. Narbenbalken, 1 μm. d–f Permeabilität der äußeren Membran (d), Membranpotential (e) und ROS-Gehalt (f) von E. coli B2 unter verschiedenen Konzentrationen von Colistin mit oder ohne DSF (64 μg/ml), bestimmt durch Überwachung der Fluoreszenzintensität von Propidium Iodid (PI), 3,3'-Dipropylthiadicarbocyaniniodid (DiSC3(5)) bzw. 2',7'-Dichlordihydrofluoresceindiacetat (DCFH-DA). Die Daten wurden als Mittelwert ± SD von drei biologischen Replikaten ausgedrückt und die statistische Signifikanz wurde durch eine Zwei-Wege-ANOVA mit Sidaks Mehrfachvergleichstest analysiert (****P < 0,0001).

Als nächstes wurde die Membranpermeabilität bei Exposition gegenüber Colistin im Bereich von 0 bis 16 μg/ml allein oder in Kombination mit DSF (64 μg/ml) unter Verwendung einer Fluoreszenzsonde 1-N-Phenylnaphthylamin (NPN) bestimmt. In Übereinstimmung mit den SEM-Ergebnissen war die Membranpermeabilität von E. coli B2 in der Kombinationsgruppe im Vergleich zur alleinigen Colistin-Gruppe signifikant erhöht (Abb. 4d). Um den durch die Kombinationsbehandlung verursachten Membranschaden weiter zu charakterisieren, haben wir das Membranpotential und die intrazellulären ROS-Werte mit 3,3'-Dipropylthiadicarbocyaniniodid (DiSC3(5)) bzw. 2',7'-Dichlordihydrofluorescei-Diacetat (DCFH-DA) bewertet . Wie in Abb. 4e, f dargestellt, führte die Ergänzung mit DSF im Vergleich zur Colistin-Gruppe zu einer Abschwächung des Membranpotentials und zu einer Verstärkung der oxidativen Schädigung von E. coli B2 durch Colistin. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass DSF die Funktion des MCR-Proteins blockiert und Colistin-Schäden an Bakterienmembranen wiederherstellt, wodurch arzneimittelresistente Bakterien gegenüber Colistin resensibilisiert werden.

Um die Wirkung der DSF-Colistin-Kombination auf mcr-positive Bakterien weiter zu untersuchen und aufzuklären, führten wir eine RNA-Sequenzierungsanalyse durch, um die differentiell exprimierten Gene (DEGs) von E. coli B2 unter DSF-Colistin-Kombination (64 + 2 μg/d) zu vergleichen. mL)-Behandlung im Vergleich zu Colistin allein (2 μg/ml). Das Vulkandiagramm (Abb. 5a) zeigte, dass insgesamt 1368 DEGs (667 hochreguliert und 701 herunterreguliert) mit hochsignifikanten Expressionsmustern unter Colistin-Behandlung ohne/mit DSF identifiziert wurden. Überraschenderweise zeigte die Anreicherungsanalyse der KEGG-Signalwege keine nennenswerte Hochregulierung der angereicherten Signalwege. Darüber hinaus wurden DEGs, die mit Ribosom, oxidativer Phosphorylierung, Pyrimidinstoffwechsel, Purinstoffwechsel, Citratzyklus (TCA-Zyklus) und Zweikomponentensystem assoziiert sind, durch die DSF-Colistin-Kombination im Vergleich zu Colistin allein signifikant herunterreguliert (Abb. 5b). Darüber hinaus wurde ein RT-qPCR-Assay durchgeführt, um die durch die Kombination induzierten Transkriptionsänderungen zu validieren. Mit Ribosomen, oxidativer Phosphorylierung und Pyrimidinstoffwechsel assoziierte Gene wurden sorgfältig untersucht und es wurde eine relativ hohe Konsistenz beobachtet (ergänzende Abbildung 4). Die ausgewählten Kandidatengene weisen im Vergleich zur Colistin-allein-Gruppe eine mindestens zweifache unterschiedliche Expression auf.

ein Vulkandiagramm der differentiellen Expressionsgene (DEGs) in E. coli B2 nach 4-stündiger Exposition gegenüber Colistin allein (2 μg/ml) oder in Kombination mit DSF (64 μg/ml). Die x- und y-Achse in A stellen die Ausdrucksänderungen bzw. den entsprechenden statistisch signifikanten Grad dar. Ein angepasster P-Wert < 0,05 (Student-T-Test mit Anpassung der Benjamini-Hochberg-False-Discovery-Rate) und |log2 Fold change | Als Grenzwert für signifikante DEGs wurde ≥1 angewendet. b KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)-Anreicherungsanalyse herunterregulierter DEGs. Die 10 am stärksten angereicherten Pfade wurden angezeigt. c Clusteranalyse ausgewählter DEGs, die an Ribosomen, oxidativer Phosphorylierung, TCA-Zyklus, Zweikomponentensystem, Purinstoffwechsel und Pyrimidinstoffwechsel beteiligt sind. Die Daten wurden als Mittelwert von drei biologischen Replikaten dargestellt. COL, Colistin allein; COL + DSF, die Kombination aus Colistin und DSF.

Insbesondere spielt der TCA-Zyklus eine wichtige Rolle bei der Zellatmung von Bakterien und stellt zahlreiche wichtige Zwischenprodukte bereit, die für andere lebenswichtige Stoffwechselprozesse erforderlich sind, darunter Succinat und Citrat26. Allerdings waren die Genexpressionsniveaus von frdA, frdB, frdC und frdD, die für Fumaratreduktase (FRD) kodieren, die Fumarsäure zu Bernsteinsäure reduzieren könnte, deutlich herunterreguliert. Die für die Citrat-Fermentation durch E. coli erforderliche Citrat-Lyase wird durch den citCDEFXGT-Gencluster im CitA/CitB-Zweikomponentensystem gesteuert. Die Gene, die die Citratsynthese steuern, veränderten sich nicht wesentlich, während citC im Gencluster deutlich herunterreguliert wurde.

Die oxidative Phosphorylierung ist ebenfalls einer der Wege, die den zentralen Stoffwechsel der Bakterien beeinflussen. Im Vergleich zu denen, die nur mit Colistin behandelt wurden, wurden die für Nuo (nuoE, nuoG, nuoI, nuoK, nuoL, nuoM), die effizienteste der vier NADH-Dehydrogenasen, kodierenden Gene durch die DSF-Colistin-Kombination signifikant unterdrückt, was auf einen verringerten Redoxzustand hindeutet. Darüber hinaus war auch die Expression der ATP-Synthase-Gene (atpB, atpD, atpE, atpG, atpH) verringert. Insgesamt verringert die Hemmung zentraler Kohlenstoffmetaboliten den Elektronentransfer und die ATP-Synthese, was Bakterien anfälliger für Zerstörung macht. Wir beobachteten auch die Hemmung des Ribosomen- und Nukleotidstoffwechsels, entsprechend der Translation bzw. Transkription (Abb. 5c). Insgesamt kommen wir zu dem Schluss, dass die Kombinationsbehandlung die Bakterien in einem Zustand des bevorstehenden Todes zurücklässt, in dem sowohl Kernprozesse als auch der Energiestoffwechsel gehemmt werden, was mit den vorherigen Ergebnissen übereinstimmt, die ihre starke bakterizide Wirkung belegen.

Um mehr darüber zu erfahren, ob die Zugabe von DSF zur Verhinderung der Entwicklung einer Antibiotikaresistenz beiträgt, haben wir die seriellen Passagetests in einem NDM- oder MCR-positiven Bakterium nach Exposition gegenüber Meropenem/Colistin, DSF und deren Kombination durchgeführt. Unsere Ergebnisse zeigten, dass die Meropenem- oder Colistin-Resistenz in Kombination mit DSF unverändert blieb, wohingegen Meropenem oder Colistin allein die MHK-Werte über 24 serielle Passagen um das Achtfache erhöhten, was darauf hindeutet, dass DSF die Entwicklung einer Arzneimittelresistenz verhindert (Abb. 6a, c, Ergänzungstabelle). 9). Die Mutantenpräventionskonzentration (MPC) ist eine antibakterielle Schwellenkonzentration, bei der Bakterien nur mit zwei oder mehr als zwei Mutationen wachsen können, wodurch die selektive Proliferation mutierter Stämme begrenzt wird. Der Mutationspräventionsindex (MPI) wurde über die Gleichung MPC/MIC bestimmt, die die Öffnung des Mutantenselektionsfensters (MSW, Konzentrationsbereich zwischen MIC und MPC) darstellt. Wenn das Siedlungswasser kleiner ist, ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich arzneimittelresistente Stämme entwickeln, geringer27. Wie in Abb. 6a–d gezeigt, sank der MPI von Meropenem und Colistin in Gegenwart von DSF signifikant von 32 und 16 auf 2 bzw. 1, was darauf hindeutet, dass die Zugabe von DSF die Wahrscheinlichkeit verringert, dass Bakterien gegen Arzneimittel resistent sind . Die kombinierten Daten zeigen deutlich, dass DSF die Entwicklung von Meropenem- und Colistin-Resistenzen und die Anreicherung mutierter Subpopulationen einschränkt.

a, c Resistenzentwicklungskurven während der seriellen Passage von NDM-positivem E. coli C3 (a) oder MCR-positivem E. coli G92 (c) in Gegenwart von Sub-MICs von Meropenem/Colistin bzw. in der Kombination von DSF . b, d MPI-Indizes von Meropenem/Colistin in Gegenwart steigender DSF-Konzentrationen gegen NDM-positives E. coli C3 (b) bzw. MCR-positives E. coli G92 (d). e-fache Änderung der konjugativen Übertragungshäufigkeit des RP4-7-Plasmids von E. coli DH5α zu E. coli EC600 in Gegenwart steigender DSF-Konzentrationen. f–i-Fachänderungen der konjugativen Transferhäufigkeit blaNDM-5-positive Plasmide aus E. coli L65 (f) und K. pneumoniae C12 (g), mcr-1-positive Plasmide aus E. coli LD67-1 (h) und E . coli LD93-1 (i) bis E. coli EC600 unter verschiedenen DSF-Konzentrationen. Die Daten in (e–i) wurden als Mittelwert ± SD von drei biologischen Replikaten ausgedrückt. Die statistische Signifikanz wurde durch eine einfache ANOVA analysiert (***P < 0,001, ****P < 0,0001).

Als einer der Hauptwege des horizontalen Gentransfers (HGT) spielt die Konjugation eine wesentliche Rolle beim Erwerb und der Übertragung von Antibiotikaresistenzgenen (ARGs)28. Daher haben wir eine Reihe von Konjugationstests durchgeführt, um den Einfluss von DSF auf den Transfer von Resistenzplasmiden zu bestimmen. Im Vergleich zur Kontrolle war die Konjugationshäufigkeit des RP4-7-Plasmids unter der Behandlung mit DSF signifikant verringert (Abb. 6e). Um die Wirkung von DSF in klinischen Isolaten weiter zu untersuchen, führten wir Konjugationsexperimente mit klinischen Isolaten durch, die verschiedene Arten von Plasmiden enthielten, die mcr-1 und blaNDM-5 trugen. Durchweg inhibierte DSF erfolgreich die Übertragung von blaNDM-5-positiven IncX3-Plasmiden von Spendern auf Empfänger (Abb. 6f, g). In ähnlicher Weise war die Übertragung der mcr-1-tragenden IncX4 pLD93-1- und IncI2 pLD67-1-Plasmide von E. coli LD67-1 und LD93-1 auf E. coli EC600 in Gegenwart von DSF offensichtlich verringert (Abb. 6h, d. h ). Diese Ergebnisse zeigten das Potenzial von DSF, die Ausbreitung von ARGs-tragenden Plasmiden zu verhindern. Zusammengenommen zeigen diese Daten, dass DSF die Entwicklung und Ausbreitung von Meropenem- und Colistin-Resistenzen minimieren könnte.

Vor der In-vivo-Wirksamkeitsbewertung führten wir eine Reihe von Sicherheitsexperimenten durch, um die Toxizität der Kombination von DSF und Colistin zu bewerten, einschließlich der hämolytischen Aktivität auf Erythrozyten von Säugetieren und der In-vivo-Toxizität bei Mäusen. Interessanterweise zeigte die kombinierte Verwendung von DSF (0 bis 128 μg/ml) und Colistin (2 bis 16 μg/ml) eine niedrige Hämolyserate (<10 %) (ergänzende Abbildung 5). Darüber hinaus wurde im Vergleich zur Vehikelgruppe bei Mäusemodellen, denen gleichzeitig Colistin und DSF verabreicht wurden, keine Toxizität beobachtet (ergänzende Abbildung 8). Anschließend wurde eine Reihe präklinischer Infektionsmodelle durchgeführt, um das therapeutische Potenzial einer Kombinationsbehandlung zur Ausrottung von MDR-Erregern zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass die gleichzeitige Verabreichung von Colistin mit DSF (5 + 20 mg/kg) den Tod der Gruppe der mit mcr-positiven E. coli infizierten G. mellonella im Vergleich zur Colistin-Monobehandlungsgruppe erheblich verhinderte (P = 0,0043) ( Abb. 7a). Anschließend bewerteten wir die kombinatorische Wirksamkeit in einem neutropenischen Mäuse-Oberschenkelinfektionsmodell. Wie in Abb. 7b gezeigt, zeigte die Kombinationstherapie aus Colistin und DSF (5 + 20 mg/kg) eine Reduzierung der KBE um fast 2 log10 im Vergleich zur Colistin-Monotherapie (P = 0,0087). Darüber hinaus wurde nachgewiesen, dass DSF in zwei Tiermodellen der Infektion die In-vivo-Wirksamkeit von Meropenem wiederherstellt. Es ist denkbar, dass die Larven der Vehikelgruppe und Meropenem allein alle innerhalb von 48 Stunden starben. Im Gegensatz dazu waren die Überlebensraten von G. mellonella in der Meropenem-plus-DSF-Gruppe (10 + 20 mg/kg) offensichtlich erhöht und erreichten 7 Tage nach der Infektion eine Überlebensrate von 75 % (P = 0,0008) (Abb. 7c). ). Abschließend testeten wir die kombinatorische Wirksamkeit in einem Maus-Peritonitis-Infektionsmodell und stellten fest, dass die Behandlung mit Meropenem-DSF im Vergleich zur Meropenem-Gruppe erfolgreich Überlebensvorteile erzielte (P = 0,03) (Abb. 7d). Zusammengenommen zeigen diese Daten, dass DSF die In-vivo-Wirksamkeit von Meropenem und Colistin gegen arzneimittelresistente bakterielle Infektionen wirksam wiederherstellt.

a Überlebensraten der mit E. coli B2 infizierten G. mellonella-Larven (n = 8 biologisch unabhängige Tiere pro Gruppe) (106 KBE). Im Vergleich zur Colistin-Monotherapie (5 mg/kg) verbesserte die Kombinationstherapie aus Colistin und DSF (5 + 20 mg/kg) die Überlebensraten von G. mellonella signifikant. b Bakterienbelastung der mit E. coli B2 infizierten CD-1-Mäuse (n = 6 biologisch unabhängige Tiere pro Gruppe) (105 KBE). Im Vergleich zu Colistin allein reduzierte die Kombinationstherapie aus Colistin und DSF die bakterielle Belastung der Oberschenkelmuskulatur. Die P-Werte wurden durch den Mann-Whitney-U-Test bestimmt. c Überlebensraten der G. mellonella-Larven (n = 8 biologisch unabhängige Tiere pro Gruppe), die mit E. coli C3 (106 KBE) infiziert sind. Im Vergleich zur Meropenem-Monotherapie (10 mg/kg) verbesserte die Kombinationstherapie aus Meropenem und DSF (10 + 20 mg/kg) die Überlebensraten der Larven deutlich. d Überlebensraten der CD-1-Mäuse (n = 6 biologisch unabhängige Tiere pro Gruppe), die mit E. coli C3 (108 KBE) infiziert und mit einer Einzeldosis Meropenem (10 mg/kg) und DSF (20 mg/kg) behandelt wurden ), eine Kombination aus Meropenem plus DSF (10 + 10 mg/kg, 10 + 20 mg/kg) oder PBS durch intraperitoneale Injektion. In (a), (c) und (d) wurden die P-Werte durch den Log-Rank-Test (Mantel-Cox) bestimmt.

Die zunehmende Häufigkeit arzneimittelresistenter Infektionen, insbesondere durch gramnegative Krankheitserreger, stellt eine ernsthafte Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar. Carbapeneme und Colistin sind die letzten Mittel zur Behandlung schwer behandelbarer bakterieller Infektionen in der Klinik. Aufgrund des Auftretens einer plasmidvermittelten bakteriellen Resistenz gegen diese letzten Optionen stehen im klinischen Umfeld jedoch keine Therapien zur Verfügung. Verglichen mit der Entdeckung neuer Antibiotika gilt die Strategie mit Antibiotika-Adjuvantien als kostengünstigerer Ansatz zur Bekämpfung von MDR-Krankheitserregern. Unsere früheren Studien ergaben beispielsweise, dass Melatonin als vielversprechendes Colistin-Adjuvans dienen könnte4, ein hypoglykämisches Mittel Metformin29 und nichtsteroidales entzündungshemmendes Medikament (NSAID) Benzydamin30 potenzielle Tetracyclin-Adjuvanzien sind, das Anti-HIV-Medikament Azidothymidin31 die Tigecyclin-Aktivität gegen Tet(X )-positives E. coli. Es wurde jedoch festgestellt, dass diese Antibiotika-Adjuvantien hauptsächlich auf einen oder eine Klasse von antimikrobiellen Wirkstoffen wirken. Hier haben wir gezeigt, dass ein von der FDA zugelassenes Medikament DSF und seine Derivate als vielseitige und wirksame antibiotische Adjuvanzien zur Bekämpfung gramnegativer MDR-Bakterien dienen können. Insbesondere steigerte DSF die Meropenem-Aktivität gegen eine Reihe Carbapenem-resistenter Enterobacteriaceae (CRE) und die Colistin-Aktivität gegen MCR-positive Krankheitserreger sowohl in vitro als auch in Tiermodellen der Infektion drastisch. Bemerkenswerterweise war die Potenzierung von DSF zu Colistin robust, begleitet von einem niedrigeren FICI im Vergleich zu anderen Colistin-Synergisten9. Am wichtigsten ist, dass unsere Studie auch ergab, dass die Zugabe von DSF die Entwicklung einer bakteriellen Resistenz gegen Meropenem und Colistin verhinderte und den konjugativen Transfer von blaNDM- und mcr-tragenden Plasmiden hemmte.

Im Hinblick auf die Potenzierung von DSF zu Carbapenemen zeigten unsere mechanistischen Studien, dass DSF die NDM-Aktivität spezifisch hemmen und dadurch die Wirksamkeit von Meropenem verstärken konnte. Diese Wirkungsweise erklärt, warum die synergistische Aktivität von Meropenem und DSF nur bei NDM-positiven Bakterien, nicht aber bei NDM-negativen Bakterien gefunden wurde. In Übereinstimmung mit unseren Erkenntnissen deutete eine frühere Studie auch darauf hin, dass DSF als wirksamer Metallo-β-Lactamase-Inhibitor dienen könnte, indem es eine SS-Bindung mit dem Cys208-Rest von NDM bildet und dessen Zn(II)-Thiolatstelle 24 oxidiert. Was den starken synergistischen Effekt zwischen DSF und Colistin betrifft, so zeigten unsere Ergebnisse, dass DSF gleichzeitig die mRNA-Expression von mcr-1 hemmen und an MCR-Enzyme binden kann, wodurch die Fähigkeit von Colistin zur Membranschädigung wiederhergestellt wird. Konsequenterweise verschlimmerte die kombinierte Behandlung von DSF und Colistin die Schädigung der Zellmembran, erhöhte die Membranpermeabilität und führte zum Verlust des Membranpotentials. Die Hemmung des Zentralstoffwechsels und des Nukleotidstoffwechsels durch die Behandlung mit Colistin-DSF scheint ein Ergebnis zu sein, das der synergistischen Abtötungsaktivität zugrunde liegt. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Hemmung von Antibiotika-Targets zu nachgeschalteten Stoffwechselstörungen führen kann32 und Colistin kann die Mengen an Metaboliten, die mit dem zentralen Kohlenstoffstoffwechsel verbunden sind, einem neuen Ziel für antimikrobielle Medikamente, unterschiedlich verändern10,26,33,34,35. In der vorliegenden Studie haben wir auch gezeigt, dass die Colistin-DSF-Kombination die zentralen Kohlenstoffstoffwechselwege, einschließlich des TCA-Zyklus und der oxidativen Phosphorylierung, drastisch störte.

Heutzutage wird DSF klinisch zur Behandlung von Alkoholabhängigkeit eingesetzt, und einige Studien haben gezeigt, dass es auch ein wirksames Antikrebsmittel36 und Pyroptosehemmer37 ist. Es wird vermutet, dass DSF ein akzeptables Risikoprofil aufweist und es liegen bisher keine Informationen zur Behandlung von Überdosierungen mit DSF vor. Unsere Ergebnisse zeigten außerdem, dass die DSF-Colistin-Kombinationen in Mäusemodellen eine vernachlässigbare Hämolyse gegenüber Erythrozyten von Säugetieren und keine akute Toxizität zeigten. Es sind jedoch noch umfangreiche klinische Studien erforderlich, um die klinische Wirksamkeit dieser Kombination zu bewerten und festzustellen, ob sie beim Menschen gefährliche Nebenwirkungen hat.

Zusammenfassend zeigen wir, dass DSF und seine Derivate die Anfälligkeit von NDM- und MCR-positiven Superkeimen gegenüber Meropenem bzw. Colistin bemerkenswert wiederherstellen. DSF wirkt hauptsächlich durch Hemmung der enzymatischen Aktivität von Resistenzproteinen. Darüber hinaus verlangsamt DSF die Entwicklung und Übertragung von Arzneimittelresistenzen. Wichtig ist, dass DSF in Kombination mit Meropenem oder Colistin bakterielle MDR-Infektionen wirksam in vivo bekämpft, was sein therapeutisches Potenzial als vielversprechender Antibiotika-Potentiator unterstreicht.

Die in dieser Studie verwendeten Stämme sind in der Ergänzungstabelle 1 aufgeführt. Die Bakterien wurden in Nährbrühe, ergänzt mit 20 % Glycerin, bei –80 °C gelagert. Sofern nicht anders angegeben, wurde LB-Brühe oder LB-Agar für das normale Wachstum aller Bakterien verwendet.

Die Bestimmung der MHK von Arzneimitteln basierte auf der Standard-Mikroverdünnungsmethode gemäß der CLSI-Richtlinie 202138. Kurz gesagt handelte es sich bei den Verbindungen um eine zweifache Reihenverdünnung mit MHB. Als nächstes wurden Bakteriensuspensionen in der logarithmischen Phase auf 1 × 106 KBE/ml eingestellt und mit Verbindungen in einer Mikroliterplatte mit 96 Vertiefungen (Corning, NY, USA) gemischt. Die Platten wurden 24 Stunden lang bei 37 °C inkubiert und die MHK-Werte wurden als niedrigste Konzentration an Arzneimitteln ohne sichtbares Bakterienwachstum ermittelt.

Synergistische Aktivitäten von Arzneimitteln wurden durch Schachbrettversuche getestet39. Kurz gesagt, 100 µL MHB wurden in eine Mikroliterplatte mit 96 Vertiefungen gegeben. Für Colistin und seine Verbindungen wurde eine 8 × 8-Matrix mit acht zweifachen Verdünnungsreihen erstellt. Die Bakterienkultur wurde bis zur logarithmischen Phase gezüchtet und auf 1 × 106 KBE pro ml verdünnt. Nach 18-stündiger Inkubation bei 37 °C wurde die Absorption jeder Vertiefung bei 600 nm mit einem Mikroplatten-Lesegerät (Tecan, Männedorf, Schweiz) gemessen. Der fraktionierte Hemmkonzentrationsindex (FICI) wurde entsprechend berechnet. FICI ≤ 0,5 zeigt Synergie.

Die Bakterienkultur über Nacht wurde 1:1000 in LB verdünnt und 4 Stunden lang bei 37 °C mit 200 U/min inkubiert. Anschließend wurde die Kultur entweder mit PBS, Colistin, DSF oder Colistin in Kombination mit DSF behandelt. Zu den Zeitpunkten 0, 6, 12 und 24 Stunden wurden 100 µL Bakterienkultur entnommen und in PBS resuspendiert, und die Reihenverdünnungen wurden auf LB-Agar getüpfelt. Nach einer Inkubation über Nacht bei 37 °C wurden die Koloniezahlen erfasst.

Die Wirkung von DSF auf die Bildung und Beseitigung von Biofilmen in Kombination mit Colistin wurde gemäß unserer vorherigen Studie bewertet30. Kurz gesagt wurde die Kristallviolett-Färbemethode verwendet, um die Bildung von Biofilm zu überwachen. E. coli B2, gemischt mit Colistin allein oder in Kombination mit DSF, wurden 36 Stunden lang in einer flachen Mikrotiterplatte mit 96 Vertiefungen (Corning) bei 37 °C kultiviert. Anschließend wurden die Planktonbakterien durch dreimaliges Waschen mit steriler PBS-Lösung entfernt und 100 µL Methanol zugegeben und 15 Minuten lang fixiert. Nach Absaugen des Fixiermittels und natürlicher Lufttrocknung wurden die getrockneten Vertiefungen 15 Minuten lang mit 100 µL 0,1 % Kristallviolett gefärbt und das verbleibende Kristallviolett wurde zweimal mit PBS gespült. Abschließend wurden 100 µL 33 %ige Essigsäure zugegeben und 30 Minuten lang bei 37 °C kultiviert, um Kristallviolett aufzulösen. Die Biofilmmasse wurde bei einer Absorption von 570 nm mit einem Mikroplattenlesegerät (Tecan Infinite E Plex) bestimmt.

Der Effekt der Biofilmvernichtung wurde durch Zählen der Bakterienkolonien beurteilt. Exponentialphasen-Bakterienzellen wurden 1/1.000 mit MHB verdünnt und in einer 96-Well-Mikrotiterplatte (Corning) 48 Stunden lang bei 37 °C kultiviert, um die Biofilmbildung zu fördern. Nach dreimaligem Waschen mit PBS wurde Colistin allein oder eine Colistin-DSF-Kombination zugegeben und bei 37 °C kultiviert. Nach 2-stündiger Inkubation wurden die Vertiefungen geleert, gewaschen und 15 Minuten lang beschallt, um die Biofilmzellen zu dispergieren. Als nächstes wurden mit Bakterien verdünnte Suspensionen auf MHA-Platten ausplattiert und über Nacht bei 37 °C inkubiert. Die Bakterienkolonien wurden gezählt und die primären KBE pro ml berechnet. Schließlich wurden die verbleibenden KBE verwendet, um die Entfernung des Biofilms zu bewerten.

Proteinreinigungs- und Enzymhemmtests wurden gemäß früheren Studien durchgeführt40,41. Kurz gesagt, der klonierte Expressionsvektor mit der kodierenden Sequenz von NDM-1 oder NDM-5 wurde chemisch in E. coli BL21 (DE3) transformiert. Die rekombinanten NDM-Proteine ​​wurden unter Verwendung von NTA-Agarose (Nitrilotriessigsäure) gereinigt und dann durch SDS-PAGE-Analyse bewertet, und ihre Konzentrationen wurden unter Verwendung eines erweiterten BCA-Protein-Assay-Kits (Beyotime, Shanghai, China) gemessen. Gereinigte NDM-Proteine ​​(50 nM) in HEPES-Puffer (50 mM, pH = 7,2) wurden mit steigenden DSF-Konzentrationen 5 Minuten lang bei 25 °C inkubiert. Der Enzymhemmtest wurde in einer 96-Well-Platte bei einer Absorption von 492 nm bei Raumtemperatur mit einem Mikroplattenlesegerät (Tecan Infinite E Plex) durchgeführt. Positivkontrollen wurden in Gegenwart von NDM und in Abwesenheit von DSF durchgeführt, während Negativkontrollen in Abwesenheit von NDM durchgeführt wurden. Die Restaktivität von NDM wurde wie folgt berechnet:

(Gleichung 1) Restaktivität (%) = (ODsample − ODnegativ) / (ODpositiv – ODnegativ) × 100 %

Die chemische Struktur von DSF wurde mit der ChemDraw-Software erstellt. Die Kristallstrukturen des NDM-1- (PDB-Code, 4EYL) oder MCR-1-Proteins (PDB-Code, 5GRR) wurden aus der Proteindatenbank (PDB) bezogen und DSF wurde mit der Pymol-Software vorverarbeitet. Das Andocken erfolgte anschließend mit der Ledock-Software. Für die Interaktionsanalyse wurden die am besten generierten Modelle ausgewählt. Alle Zahlen für die Strukturmodelle wurden mit der Pymol-Software erstellt.

E. coli B2 wurde über Nacht gezüchtet und 1:1.000 mit unterschiedlichen DSF-Konzentrationen in das frische Medium verdünnt. Nachdem die Bakterienzellen bis zu einer OD600 von 0,5 gezüchtet worden waren, wurde die Gesamt-RNA mit dem TRIzol-Reagenz (Invitrogen) gemäß den Anweisungen des Herstellers extrahiert. Anschließend wurden insgesamt 1000 ng gereinigte RNA unter Verwendung des PrimeScript RT-Reagenzienkits mit gDNA-Eraser (Takara, Peking, China) revers in cDNA transkribiert. Das folgende PCR-Reaktionsgemisch wurde mit den ChamQ™ SYBR® Color qPCR Master Mix Kits (Vazyme Biotech, Nanjing, China) hergestellt und die RT-qPCR-Analyse wurde mit dem 7500 Fast Real-Time PCR System (Applied Biosystem, CA, USA) durchgeführt. . Die Amplifikationsparameter wurden wie folgt eingestellt: anfängliche Denaturierung bei 95 °C für 30 s, gefolgt von 40 Zyklen bei 95 °C für 5 s, 60 °C für 30 s und 72 °C für 45 s. Die Expression von 16-s-rRNA diente als Housekeeping-Gen zur Analyse der Veränderungen in anderen Genen mithilfe der 2^-(∆∆Ct)-Methode. Die Primersequenzen sind in der Ergänzungstabelle 6 aufgeführt.

Das SEM wurde verwendet, um die Wirkung von DSF auf die Morphologie der Bakterienoberfläche zu bewerten42. Kurz gesagt, Bakterienzellen wurden bis zur Exponentialphase gezüchtet und mit Colistin allein oder einer Kombination aus DSF und Colistin bei 37 °C vorinkubiert. Nach einstündiger Inkubation wurden die Zellen zweimal mit PBS gewaschen und dann über Nacht bei 4 °C mit 2,5 % Glutaraldehyd fixiert. Anschließend wurden die Proben 10 Minuten lang in einer Ethanolreihe (30 %, 50 %, 70 %, 90 und 100 %) dehydriert. Die Proben wurden mit GeminiSEM 300 ausgewertet.

Die Permeabilität der äußeren Membran der Behandlung mit E. coli B2 durch DSF wurde mit der Fluoreszenzsonde 1-N-Phenylnaphthylamin (NPN, 10 μM)43 gemessen. Bakterienzellen wurden mit PBS gewaschen und auf 1 × 107 KBE/ml eingestellt, und dann wurde die Bakteriensuspension 30 Minuten lang bei 37 °C mit NPN inkubiert. Als nächstes wurde die Mischung auf schwarze 96-Well-Platten (Corning, NY, USA) gegeben, die die serielle Konzentration der Arzneimittel enthielten. Die Fluoreszenzintensität wurde mit Anregungs- und Emissionswellenlängen bei 350 und 420 nm bestimmt.

Die Zellmembranintegrität von E. coli B2 wurde mit 10 nM Propidiumiodid (PI)44 gemessen. Die Fluoreszenz wurde mit einer Anregungswellenlänge von 535 nm und einer Emissionswellenlänge von 615 nm ausgewertet.

Der Fluoreszenzfarbstoff 3,3'-Dipropylthiadicarbocyaniniodid (DiSC3(5)) wurde verwendet, um die zytoplasmatische Membrandepolarisation von E. coli B2 zu bewerten, die mit DSF45 behandelt wurde. Bakterienzellen wurden bis zu einer OD600 von 0,5 resuspendiert und dann wurde DiSC3(5) bis zu einer Endkonzentration von 0,5 μM zugegeben und 10 Minuten lang inkubiert. Nach 30 Minuten wurde die Bakteriensuspension auf eine schwarzwandige Platte injiziert und eine Endkonzentration an DSF oder steigende Konzentrationen an Colistin zugegeben. Die Fluoreszenzintensität wurde mit Anregungs-/Emissionswellenlängen von 622/670 nm bestimmt.

Der ROS-Wert wurde wie zuvor beschrieben getestet. E. coli B2 in der logarithmischen Phase wurde mit 2',7'-Dichlordihydrofluoresceindiacetat (DCFH-DA) (10 μM) 30 Minuten lang inkubiert. Die Bakterienzellen wurden dreimal mit PBS gewaschen, um die Entfernung überschüssiger Fluoreszenzsonden sicherzustellen. Anschließend wurden die untersuchten Zellen 1 Stunde lang mit unterschiedlichen Konzentrationen von Colistin und DSF behandelt. Nach der Inkubation wurde die Fluoreszenzintensität sofort mit Anregungs- und Emissionswellenlängen bei 488 und 525 nm gemessen.

Colistin-resistente E. coli B2 wurden bis zur Exponentialphase gezüchtet und Bakterien wurden mit Colistin allein oder in Kombination mit DSF kultiviert (n = 3 biologisch unabhängige Proben). Nach 4-stündiger Inkubation wurden die Zellen gesammelt und die Gesamt-RNA der Bakterien mit dem TRIzol-Reagenz (Invitrogen) extrahiert. Als nächstes wurde die RNA mithilfe eines Nanodrop-Spektrophotometers (Thermo Scientific, MA, USA) quantifiziert, gefolgt von der Bibliothekskonstruktion, Sequenzierung und bioinformatischen Analyse. Die RNA-seq-Bibliothek wurde mit dem Illumina® Stranded mRNA Prep Kit (San Diego, CA) erstellt. Kurz gesagt, alle mRNAs wurden durch Zugabe von Fragmentierungspuffer in kurze (200 nt) Fragmente zerlegt. Anschließend wurde doppelsträngige cDNA mit zufälligen Hexamer-Primern (Illumina) synthetisiert und gemäß dem Bibliothekskonstruktionsprotokoll von Illumina einer Endreparatur, Phosphorylierung und Adenin-Addition unterzogen. Die Paired-End-RNA-Seq-Bibliothek wurde mit dem Illumina Novaseq 6000 (Illumina Inc., San Diego, CA, USA) sequenziert. Anschließend wurden die von der Illumina-Plattform generierten Daten für die folgende bioinformatische Analyse verwendet. Alle Analysen wurden über die kostenlose Online-Plattform Majorbio Cloud Platform (www.majorbio.com) durchgeführt. Für die Differentialexpressionsanalyse wurde das DESeq2-Paket verwendet. Die funktionale Annotation wurde mit der GO- und KEGG-Datenbank durchgeführt.

Die Resistenzentwicklung einer Kombination aus Colistin und DSF wurde mit einer zuvor beschriebenen Methode46 bewertet. Kurz gesagt, log-Phase NDM-positives E. coli C3 oder MCR-positives E. coli G92 wurde in LB-Brühe-Ergänzung mit 0,25 × MIC DSF in Gegenwart oder Abwesenheit von Colistin (0,25 × MIC) verdünnt und bei 37 °C kultiviert für 24 Std. Es wurde die MHK der Bakterien bestimmt. Als nächstes wurde diese Kultur für die nächste Passage in frischer LB-Brühe verdünnt, die Sub-MIC an Arzneimitteln enthielt. Die In-vitro-Passage wurde 24 Tage lang kontinuierlich wiederholt.

Bakterien wurden über Nacht in LB-Brühe bei 37 °C gezüchtet, um eine OD600 von 0,5 zu erreichen. Um das endgültige Konjugationssystem zu bilden, wurden 1 ml Spender- und Empfängerbakterien gemischt und 15 Stunden lang in Gegenwart verschiedener DSF-Konzentrationen (0 bis 128 μg/ml) kultiviert. Darüber hinaus wurden mehrere klinische Stämme mit blaNDM-5-tragenden Plasmiden und mcr-1-tragenden Plasmiden weiter bestimmt. IncX3 blaNDM-5-tragende Plasmide stammten von K. pneumoniae bzw. E. coli. Die beiden IncI2- und IncX4-Plasmide mit mcr-1-Resistenzgenen wurden aus den klinischen Isolaten E. coli LD67-1 und LD93-1 abgeleitet.

Es wurde ein Galleria-mellonella-Larveninfektionsmodell erstellt, um die Synergie zwischen Colistin/Meropenem und DSF in vivo zu bewerten. Kurz gesagt, Larven (Huiyude Biotech, Tianjin, China) wurden zufällig in sechs Versuchsgruppen aufgeteilt (n = 8 biologisch unabhängige Tiere pro Gruppe) und 10 µL E. coli B2- oder C3-Suspension (106 KBE) wurden auf die rechte hintere Gastropoda infiziert . Nach einstündiger Inkubation wurde eine Einzeldosis Colistin (5 mg/kg), Meropenem (10 mg/kg), DSF (20 mg/kg), Colistin plus DSF (5 + 10 mg/kg, 5 + 20 mg/kg) verabreicht. kg), Meropenem plus DSF (10 + 10 mg/kg, 10 + 20 mg/kg) oder PBS verabreicht. Danach wurden die Überlebensraten bis 7 Tage nach der Infektion aufgezeichnet.

Für die Hämolyseanalyse wurden die Proben wie zuvor beschrieben verarbeitet47. Kurz gesagt, Colistin plus DSF wurde im gleichen Volumen mit 8 % frischen sterilen defibrinierten Schafsblutzellen bei 37 °C inkubiert. Als Negativkontrolle wurde PBS und als Positivkontrolle ddH2O verwendet. Die hämolytische Aktivität wurde bei einer Absorption von 567 nm mit einem Infinite E Plex Microplate-Lesegerät (Tecan) gemessen und die Hämolyserate entsprechend berechnet.

Weibliche CD-1-Mäuse (8 Wochen alt; 20–25 g) wurden vom Comparative Medicine Center der Yangzhou University erhalten. Tierversuche wurden gemäß den Richtlinien des Jiangsu Laboratory Animal Welfare and Ethical of Jiangsu Administrative Committee of Laboratory Animals durchgeführt. Die Tiernutzungsprotokolle wurden vom Jiangsu Laboratory Animals Administrative Committee (SYXK-2022-0044) genehmigt. Die Lizenznummer für die Verwendung von Labortieren lautet SCXK-2022-0009 und ist von der Jiangsu Association for Science and Technology zertifiziert.

Die In-vivo-Toxizität der DSF-COL-Kombination wurde durch intraperitoneale Injektion einer Einzeldosis der Arzneimittelkombination in CD-1-Mäuse (n = 6 biologisch unabhängige Tiere pro Gruppe) bestimmt. Zusätzlich zu den Injektionen über 6 Tage sollten auch das Tierverhalten und das Körpergewicht kontinuierlich aufgezeichnet werden. Am letzten Tag wurde Blut für biochemische Blutuntersuchungen und Vollblutzellanalysen entnommen.

Kurz gesagt, 8 Wochen alte weibliche CD-1-Mäuse wurden durch die Verabreichung von Cyclophosphamid (150 und 100 mg/kg) 4 und 1 Tag vor der Injektion neutropenisch gemacht (n = 6 biologisch unabhängige Tiere pro Gruppe). Anschließend wurden 100 μl E. coli B2-Suspension in der Exponentialphase (105 KBE pro Maus) in die rechten Oberschenkel injiziert. 2 Stunden nach der Infektion eine Einzeldosis Colistin (5 mg/kg, ip), DSF (2 mg/kg, ip), Colistin plus DSF (5 + 10 mg/kg, 5 + 20 mg/kg), oder PBS wurde verabreicht. Als nächstes wurden die Mäuse 48 Stunden nach der Infektion eingeschläfert. Die rechten Schenkel wurden aseptisch gesammelt, homogenisiert, seriell verdünnt und auf LB-Agar ausplattiert. Nach 24-stündiger Inkubation bei 37 °C wurde die Anzahl der Bakterien im Gewebe gezählt.

Weibliche CD-1-Mäuse (n = 6 biologisch unabhängige Tiere pro Gruppe) wurden intraperitoneal mit einer Dosis von 108 KBE E. coli C3-Suspension infiziert. Zwei Stunden nach der Infektion wurde den Mäusen eine Einzeldosis Meropenem (10 mg/kg), DSF (20 mg/kg) allein oder eine Meropenem-Kombination mit DSF (10 + 10 mg/kg, 10 + 20 mg/kg) verabreicht. kg) durch intraperitoneale Injektion. Die Überlebensraten der behandelten Mäuse wurden 7 Tage lang aufgezeichnet.

Die statistische Analyse wurde mit GraphPad Prism Version 9.0 durchgeführt. Alle Experimente wurden mit mindestens drei unabhängigen biologischen Replikaten durchgeführt und die Daten werden als Mittelwert ± Standardabweichung (SD) ausgedrückt. Zur Berechnung der P-Werte wurde eine einfaktorielle/zweifaktorielle ANOVA verwendet (*P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 und ****P < 0,0001).

Weitere Informationen zum Forschungsdesign finden Sie in der mit diesem Artikel verlinkten Nature Portfolio Reporting Summary.

RNA-Sequenzierungsdaten wurden in der Sequence Read Archive (SRA)-Datenbank des National Center for Biotechnology Information (NCBI) (PRJNA817728) hinterlegt. Quelldaten für die Hauptzahlen finden Sie in den Zusatzdaten 1. Alle anderen Daten sind bei den entsprechenden Autoren erhältlich.

Brown, ED & Wright, GD Entdeckung antibakterieller Arzneimittel im Zeitalter der Resistenzen. Natur 529, 336–343 (2016).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Perry, JA, Westman, EL & Wright, GD Das Antibiotika-Resistom: Was ist neu? Curr. Meinung. Mikrobiol. 21, 45–50 (2014).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Nordmann, P., Dortet, L. & Poirel, L. Carbapenem-Resistenz bei Enterobacteriaceae: Hier ist der Sturm! Trends Mol. Med. 18, 263–272 (2012).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Liu, Y. et al. Melatonin überwindet die MCR-vermittelte Colistin-Resistenz bei gramnegativen Krankheitserregern. Theranostics 10, 10697–10711 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, YY et al. Entstehung des Plasmid-vermittelten Colistin-Resistenzmechanismus MCR-1 bei Tieren und Menschen in China: eine mikrobiologische und molekularbiologische Studie. Lanzetteninfektion. Dis. 16, 161–168 (2016).

Artikel PubMed Google Scholar

Kumarasamy, KK et al. Entstehung eines neuen Antibiotikaresistenzmechanismus in Indien, Pakistan und Großbritannien: eine molekulare, biologische und epidemiologische Studie. Lanzetteninfektion. Dis. 10, 597–602 (2010).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wang, R. et al. Die globale Verbreitung und Ausbreitung des mobilisierten Colistin-Resistenzgens mcr-1. Nat. Komm. 9, 1179 (2018).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Culp, EJ et al. Evolutionsgesteuerte Entdeckung von Antibiotika, die den Peptidoglycan-Remodelling hemmen. Natur 578, 582–587 (2020).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Liu, Y. et al. Umwidmung von Medikamenten für Kombinationstherapien der nächsten Generation gegen multiresistente Bakterien. Theranostics 11, 4910–4928 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Han, M.-L. et al. Stoffwechselanalysen zeigten eine zeitabhängige synergistische Abtötung multiresistenter Patienten durch die Kombination von Colistin und Aztreonam. Vorderseite. Mikrobiol. 9, 2776 (2018).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Parchem, NL et al. Die Colistin-Kombinationstherapie verbessert die mikrobiologische Heilung bei kritisch kranken Patienten mit multiresistenter gramnegativer Lungenentzündung. EUR. J. Clin. Mikrobiol. Infizieren. Dis. 35, 1433–1439 (2016).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Lee, HJ et al. Synergistische Aktivität der Colistin- und Rifampin-Kombination gegen multiresistente Acinetobacter baumannii in einem pharmakokinetischen/pharmakodynamischen In-vitro-Modell. Antimikrob. Agenten Chemother. 57, 3738–3745 (2013).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Elemam, A., Rahimian, J. & Doymaz, M. In-vitro-Bewertung der Antibiotika-Synergie für Polymyxin B-resistente Carbapenemase-produzierende Klebsiella pneumoniae. J. Clin. Mikrobiol. 48, 3558–3562 (2010).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, Y., Li, R., Xiao, X. & Wang, Z. Antibiotika-Adjuvantien: ein alternativer Ansatz zur Bekämpfung multiresistenter gramnegativer Bakterien. Krit. Rev. Microbiol. 45, 301–314 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Ellis, PM & Dronsfield, AT Antabuses Diamant-Jubiläum: Funkelt es immer noch? Drug Alcohol Rev. 32, 342–344 (2013).

Artikel PubMed Google Scholar

Frazier, KR, Moore, JA & Long, TE Antibakterielle Aktivität von Disulfiram und seinen Metaboliten. J. Appl. Mikrobiol. 126, 79–86 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Bernier, M. et al. Die Behandlung mit Disulfiram normalisiert das Körpergewicht fettleibiger Mäuse. Zellmetabolismus 32, 203–214 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Skrott, Z. et al. Das Alkoholmissbrauchsmedikament Disulfiram bekämpft Krebs über den p97-Segregase-Adapter NPL4. Natur 552, 194 (2017).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Thakare, R., Shukla, M., Kaul, G., Dasgupta, A. & Chopra, S. Neuverwendung von Disulfiram zur Behandlung von Staphylococcus aureus-Infektionen. Int. J. Antimicrob. Agents 53, 709–715 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Krajaejun, T. et al. Das umfunktionierte Medikament Disulfiram hemmt Urease und Aldehyddehydrogenase und verhindert das In-vitro-Wachstum des Oomyceten Pythium insidiosum. Antimikrob. Agenten Chemother. 25, 00609–00619 (2019).

Google Scholar

Song, M. et al. Ein Breitbandantibiotikum als Adjuvans bekämpft multiresistente gramnegative Krankheitserreger. Nat. Mikrobiol. 5, 1040–1050 (2020).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

King, DT, Worrall, LJ, Gruninger, R. & Strynadka, NCJ Metallo-β-Lactamase aus Neu-Delhi: Strukturelle Einblicke in die Erkennung und Hemmung von β-Lactam. Marmelade. Chem. Soc. 134, 11362–11365 (2012).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Jacquin, O. et al. Die positiv kooperative Bindung von Zinkionen an die Beta-Lactamase II aus Bacillus cereus 569/H/9 legt nahe, dass das zweikernige Enzym die einzige relevante Form für die Katalyse ist. J. Mol. Biol. 392, 1278–1291 (2009).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Chen, C., Yang, K.-W., Wu, L.-Y., Li, J.-Q. & Sun, L.-Y. Disulfiram als wirksamer Metallo-β-Lactamase-Inhibitor mit zwei Funktionsmechanismen. Chem. Komm. 56, 2755–2758 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Xu, Y. et al. Der MCR-3-Innenlinker scheint die Colistin-Resistenz zu fördern. Cell Rep. 35, 109135 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Hussein, M. et al. Metabolomik-Studie zur synergistischen Abtötung von Polymyxin b in Kombination mit Amikacin gegen Polymyxin-empfindliche und -resistente Pseudomonas aeruginosa. Antimikrob. Agenten Chemother. 64, e01587–19 (2019).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Dong, Y., Zhao, X., Domagala, J. & Drlica, K. Einfluss der Fluorchinolonkonzentration auf die Auswahl resistenter Mutanten von Mycobacterium bovis BCG und Staphylococcus aureus. Antimikrob. Agenten Chemother. 43, 1756–1758 (1999).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, Y. et al. Korrelation zwischen exogenen Verbindungen und dem horizontalen Transfer von Plasmid-übertragenen Antibiotikaresistenzgenen. Mikroorganismen 8, 1211 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, Y. et al. Metformin stellt die Anfälligkeit von Tetracyclinen gegen multiresistente Bakterien wieder her. Adv. Wissenschaft. 7, 1902227 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Liu, Y. et al. Umkehrung der Antibiotikaresistenz bei multiresistenten Krankheitserregern unter Verwendung von nicht-antibiotischem pharmazeutischem Benzydamin. Komm. Biol. 4, 1328 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, Y. et al. Der Anti-HIV-Wirkstoff Azidothymidin verringert die Tet(X)-vermittelte bakterielle Resistenz gegen Tigecyclin in Escherichia coli. Komm. Biol. 3, 162 (2020).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Lobritz, MA et al. Die Wirksamkeit von Antibiotika hängt mit der Zellatmung der Bakterien zusammen. Proz. Natl Acad. Wissenschaft. USA. 112, 8173–8180 (2015).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Han, M.-L. et al. Vergleichende Metabolomik und Transkriptomik zeigen mehrere Wege, die mit der Abtötung von Polymyxin bei Pseudomonas aeruginosa verbunden sind. mSystems 4, e00149–18 (2019).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lin, Y.-W. et al. Die synergistische Kombination von Polymyxin B und Enrofloxacin induzierte Stoffwechselstörungen bei ausgedehnten Arzneimittelresistenzen. Vorderseite. Pharmakol. 10, 1146 (2019).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Han, M.-L. et al. Eine vergleichende Metabolomik deckt Schlüsselwege auf, die mit der synergistischen Abtötung der Kombination aus Colistin und Sulbactam gegen multiresistente Acinetobacter baumannii verbunden sind. Vorderseite. Pharmakol. 10, 754 (2019).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wu, W. et al. Mit Kupfer angereicherte Berliner Blau-Nanomedizin zur In-situ-Disulfiram-Vergiftung und photothermischen Antitumor-Verstärkung. Adv. Mater. 32, e2000542 (2020).

Artikel PubMed Google Scholar

Hu, JJ et al. Von der FDA zugelassenes Disulfiram hemmt die Pyroptose, indem es die Porenbildung von Gasdermin D blockiert. Nat. Immunol. 21, 736–745 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Weinstein, MP Leistungsstandards für antimikrobielle Empfindlichkeitstests. (Clinical and Laboratory Standards Institute, 2021).

Chancen, FC-Synergie, Antagonismus und was das Schachbrett dazwischen bringt. J. Antimicrob. Chemother. 52, 1 (2003).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Liu, S. et al. Magnolol stellt die Aktivität von Meropenem gegen NDM-1-produzierende Escherichia coli wieder her, indem es die Aktivität der Metallo-Beta-Lactamase hemmt. Zelltod-Entdeckung. 4, 28 (2018).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, Y., Yang, K., Jia, Y. & Wang, Z. Wiederverwendung von Peptidomimetika als potenzieller Inhibitor von Neu-Delhi-Metallo-Beta-Lactamasen in gramnegativen Bakterien. ACS-Infektion. Dis. 5, 2061–2066 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Zhang, S. et al. Diclofenac sensibilisiert Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus gegenüber Beta-Lactamen und beugt Implantatinfektionen vor. Adv. Wissenschaft. 8, 2100681 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Wang, J. et al. Hohe spezifische Selektivität und membranaktiver Mechanismus der synthetischen zentrosymmetrischen alpha-helikalen Peptide mit Gly-Gly-Paaren. Wissenschaft. Rep. 5, 15963 (2015).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Arndt-Jovin, DJ & Jovin, TM Fluoreszenzmarkierung und Mikroskopie von DNA. Methoden Zellbiol. 30, 417–448 (1989).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Blaskovich, MAT et al. Von Proteinen inspirierte Antibiotika, die gegen Vancomycin- und Daptomycin-resistente Bakterien wirken. Nat. Komm. 9, 22 (2018).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Ling, LL et al. Ein neues Antibiotikum tötet Krankheitserreger ohne nachweisbare Resistenz. Natur 517, 455–459 (2015).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, Y., Song, M., Ding, S. & Zhu, K. Entdeckung linearer niedrigkationischer Peptide zur Bekämpfung von Methicillin-resistentem Staphylococcus aureus in vivo. ACS-Infektion. Dis. 5, 123–130 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Referenzen herunterladen

Diese Arbeit wurde vom National Key Research and Development Program of China (2021YFD1801000 und 2018YFA0903400), der National Natural Science Foundation of China (32222084, 32172907 und 32002331), dem Jiangsu Agricultural Science and Technology Innovation Fund (CX(21)2010) und A. unterstützt Projekt finanziert durch das Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions (PAPD) und 111 Project D18007.

Jiangsu Co-Innovation Center for Prevention and Control of Important Animal Infectious Diseases and Zoonoses, College of Veterinary Medicine, Yangzhou University, Yangzhou, 225009, China

Chen Chen, Jinju Cai, Jingru Shi, Zhiqiang Wang und Yuan Liu

Gemeinsames internationales Forschungslabor für Landwirtschaft und Agrarproduktsicherheit, Bildungsministerium Chinas, Yangzhou-Universität, Yangzhou, 225009, China

Zhiqiang Wang & Yuan Liu

Institut für Vergleichende Medizin, Yangzhou-Universität, Yangzhou, 225009, China

Yuan Liu

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

YL und ZW konzipierten und überwachten das Projekt. CC führte Experimente durch, analysierte Daten und verfasste das Manuskript. JC half bei der Durchführung von Experimenten. JS half bei der Datenanalyse. YL hat das Manuskript geschrieben und überarbeitet. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Zhiqiang Wang oder Yuan Liu.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Communications Biology dankt Renee Fleeman und den anderen, anonymen Gutachtern für ihren Beitrag zum Peer-Review dieser Arbeit. Hauptredakteure: Cesar de la Fuente und Tobias Goris.

Anmerkung des Herausgebers Springer Nature bleibt hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten neutral.

Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Nutzung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, sofern Sie den/die ursprünglichen Autor(en) und die Quelle angemessen angeben. Geben Sie einen Link zur Creative Commons-Lizenz an und geben Sie an, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe für das Material nichts anderes angegeben ist. Wenn Material nicht in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten ist und Ihre beabsichtigte Nutzung nicht gesetzlich zulässig ist oder über die zulässige Nutzung hinausgeht, müssen Sie die Genehmigung direkt vom Urheberrechtsinhaber einholen. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Nachdrucke und Genehmigungen

Chen, C., Cai, J., Shi, J. et al. Resensibilisierung multiresistenter gramnegativer Bakterien gegenüber Carbapenemen und Colistin mithilfe von Disulfiram. Commun Biol 6, 810 (2023). https://doi.org/10.1038/s42003-023-05173-7

Zitat herunterladen

Eingegangen: 13. März 2023

Angenommen: 24. Juli 2023

Veröffentlicht: 3. August 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-023-05173-7

Jeder, mit dem Sie den folgenden Link teilen, kann diesen Inhalt lesen:

Leider ist für diesen Artikel derzeit kein Link zum Teilen verfügbar.

Bereitgestellt von der Content-Sharing-Initiative Springer Nature SharedIt

Durch das Absenden eines Kommentars erklären Sie sich damit einverstanden, unsere Nutzungsbedingungen und Community-Richtlinien einzuhalten. Wenn Sie etwas als missbräuchlich empfinden oder etwas nicht unseren Bedingungen oder Richtlinien entspricht, kennzeichnen Sie es bitte als unangemessen.