ステノトロフォモナスマルトフィリアに対するセラストロールの抗バイオフィルムおよび抗毒性効果

ステノトロフォモナスマルトフィリアは、免疫不全患者に院内感染を引き起こす多剤耐性の日和見病原体です。この病原体は、その固有の多剤耐性と抗菌耐性バイオフィルムを形成する能力により、治療するのが困難です。本研究では、S。maltophiliaに対する新規の抗バイオフィルムおよび/または抗炎症剤としてのCelastrolの潜在的な使用を評価することを目指しました。結果は、その抑制性投与量でのセラストロールがバイオフィルム形成を減少させ、S。maltophiliaによって生成された確立されたバイオフィルムを破壊することを示した。マイクロタイタープレートバイオフィルムアッセイの結果と共焦点レーザースキャン顕微鏡の結果に基づいて、バイオフィルム形成のセラストロール誘導の減少は用量依存的でした。さらに、我々のデータはセラストロールの反毒性効果を検証し、それがS.マルトフィリアのプロテアーゼと運動性の産生を大幅に妨害しました。これらの表現型の結果をサポートするために、転写分析により、セラストロールは、S。maltophiliaにおけるバイオフィルムおよび病原性関連遺伝子（Smeyz、FSNR、およびBFMAK）の発現をダウンレギュレートしたことが明らかになりました。興味深いことに、CelaStolはSmeyz遺伝子の発現を著しく阻害しました。これは、耐性結節分割（RND）型Efflux Pump、Smeyzをコードします。全体として、我々の発見は、セラストロールが、多剤耐性S.マルトフィリアによって引き起こされるバイオフィルムおよび毒性関連の感染症の治療のための有望な生物活性剤である可能性があることを示唆しました。

Stenotrophomonas maltophilia is a multi-drug resistant opportunistic pathogen that causes nosocomial infections in immunocompromised patients. This pathogen is difficult to treat owing to its intrinsic multidrug resistance and ability to form antimicrobial-tolerant biofilms. In the present study, we aimed to assess the potential use of celastrol as a novel anti-biofilm and/or anti-virulence agent against S. maltophilia. Results showed that celastrol at its sub-inhibitory doses decreased biofilm formation and disrupt the established biofilms produced by S. maltophilia. Celastrol-induced decrease in biofilm formation was dose-dependent based on the results of the microtiter plate biofilm assays and confocal laser scanning microscopy. In addition, our data validated the anti-virulence efficacy of celastrol, wherein it significantly interfered with the production of protease and motility of S. maltophilia. To support these phenotypic results, transcriptional analysis revealed that celastrol down-regulated the expression of biofilm- and virulence- associated genes (smeYZ, fsnR, and bfmAK) in S. maltophilia. Interestingly, celastrol significantly inhibited the expression of smeYZ gene, which encodes the resistance-nodulation-division (RND)-type efflux pump, SmeYZ. Overall, our findings suggested that celastrol might be a promising bioactive agent for treatment of biofilm- and virulence-related infections caused by the multi-drug resistant S. maltophilia.