PFバクテリオファージは、静電結合を介したsput抗生物質拡散を妨げます

この分野で大きな進歩にもかかわらず、慢性緑膿菌（PA）感染症は、嚢胞性線維症（PWCF）患者の死亡率の主な原因であり、抗生物質による治療を必要とします。PFはPAによって生成される糸状の細菌性ファージであり、PAバイオフィルムの構造要素として機能します。PFの存在は、PWCFの抗生物質耐性と低い結果に関連していますが、基礎となるメカニズムは不明です。PFCFとsputumの生物リマーが、光退色後のPWCFのsputおよび蛍光回復を使用して抗生物質拡散をどのように妨げるかを調査しました。トブラマイシンは、静電相互作用を介してPFおよびspututポリマーと相互作用することを実証します。また、複雑な観測を分析するために、一連の数学モデルも開発しました。私たちの分析は、pfのPFが、PFとsputumポリマーの間に形成された組織化された液晶構造に関連するより大きな結合定数により、帯電した抗生物質の拡散を減らすことを示唆しています。この研究は、慢性PA感染症における抗生物質耐性メカニズムに関する洞察を提供し、新しい治療アプローチの潜在的な戦略を提供する可能性があります。

Despite great progress in the field, chronic Pseudomonas aeruginosa (Pa) infections remain a major cause of mortality in patients with cystic fibrosis (pwCF), necessitating treatment with antibiotics. Pf is a filamentous bacteriophage produced by Pa and acts as a structural element in Pa biofilms. Pf presence has been associated with antibiotic resistance and poor outcomes in pwCF, although the underlying mechanisms are unclear. We have investigated how Pf and sputum biopolymers impede antibiotic diffusion using pwCF sputum and fluorescent recovery after photobleaching. We demonstrate that tobramycin interacts with Pf and sputum polymers through electrostatic interactions. We also developed a set of mathematical models to analyze the complex observations. Our analysis suggests that Pf in sputum reduces the diffusion of charged antibiotics due to a greater binding constant associated with organized liquid crystalline structures formed between Pf and sputum polymers. This study provides insights into antibiotic tolerance mechanisms in chronic Pa infections and may offer potential strategies for novel therapeutic approaches.