Освобождаващият водород PdH нанохидрид се бори с устойчивия на лекарства Staphylococcus aureusНаучно Изследване

Резюме:

Понастоящем мултирезистентните (MDR) бактериални инфекции са голяма заплаха за общественото здраве и разработването на нови стратегии за високоефективната борба с MDR бактериите е в спешно търсене. Водородът (H2) е малък газ с висока редуцираща способност и много скорошни проучвания демонстрират неговия терапевтичен ефект върху много заболявания. Въпреки това, антибактериалната ефективност и механизмът на H2 срещу MDR бактерии все още не са известни. В настоящата работа, използвайки PdH нанохидрид с температурно реагиращо свойство на H2-освобождаване като източник на H2, ние демонстрирахме, че H2 не само е в състояние да инхибира растежа на нормален Staphylococcus aureus (S. aureus), но също така може ефективно да елиминира едно лекарство резистентен S. aureus (CRSA) и мултирезистентен S. aureus (MRSA), както и биофилмите, образувани от тези бактерии. Освен това, един задълбочен механизъм по отношение на анти-антибиотичната резистентност на H2 беше изяснен от нас, при който H2 упражнява своя антибактериален ефект, като първо причинява тежко увреждане на мембраната, последвано от усилване на генерирането на вътреклетъчни ROS, което впоследствие предизвиква увреждане на ДНК и накрая доведе до бактериална смърт. Предложеният механизъм беше допълнително проверен чрез геномен анализ, където клъстер от гени, свързани с целостта на бактериалната мембрана, образуването на биофилм, метаболизма и функциите на ДНК, бяха значително нарушени от освободения H2. По-специално, H2 засилва вътреклетъчното генериране на ROS чрез унищожаване на редокс хомеостазата на бактериалния метаболизъм. По-важното е, че разкрихме, че H2 е в състояние да облекчи антибиотичната резистентност на CRSA и MRSA чрез значително понижаване на експресията на много резистентни към лекарства гени, напр. norG гена на CRSA и fmtA, gpsB, sarA и marR гените на MRSA , както и намаляване на минималната инхибиторна концентрация (MIC) на ципрофлоксацин/ампицилин срещу CRSA/MRSA. Констатациите в нашата работа показват, че H2 терапията е обещаващ инструмент за борба с резистентните на антибиотици бактерии.