Inhibiteurs du quorum sensing : contribuent à l'évolution de la résistance aux phages de Pseudomonas aeruginosa sur la base du système immunitaire CRISPR

La résistance aux antimicrobiens est un problème important dans le traitement clinique, et Pseudomonas aeruginosa est une cible potentielle pour l'infection par le virus phagique après la chirurgie. Des études en laboratoire ont montré que Pseudomonas aeruginosa utilise les gènes du système immunitaire adaptatif CRISPR-Cas pour générer une mémoire immunitaire contre les bactériophages et autres ADN parasitaires, évoluer rapidement dans un environnement naturel complexe et développer une résistance aux bactériophages, limitant ainsi l'utilisation de la phagothérapie. Des études récentes ont montré que le système Quorum Sensing (QS) régule l'expression du système immunitaire CRISPR-Cas de Pseudomonas aeruginosa. Le système QS de Pseudomonas aeruginosa se compose de LasIR et RhlIR, qui peuvent réguler l'expression de fonctions physiologiques telles que le système immunitaire CRISPR-Cas, la virulence et le biofilm. LasIR régule l'expression de la molécule de signalisation 3-oxo-C12-homosérine lactone (3OC12-HSL), RhlIR régule l'expression de la molécule de signalisation C4-homosérine lactone (C4-HSL). Par conséquent, les chercheurs spéculent que l'utilisation d'inhibiteurs médicaux de détection de quorum (Quorum Sensing Inhibitors, QSI) peut limiter l'évolution de Pseudomonas aeruginosa sur la base des loci immunitaires CRISPR et les appliquer à la recherche clinique.

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé Baicalein comme QSI pour étudier son effet sur la résistance au phage basé sur Pseudomonas aeruginosa CRISPR (DMS3vir). Dans le même temps, une souche mutante du gène QS de Pseudomonas aeruginosa a été construite de sorte que la souche mutante ne puisse pas produire 3OC12-HSL et C4-HSL. En complétant 3OC12-HSL et C4-HSL, l'évolution de la résistance aux phages de Pseudomonas aeruginosa basée sur le système immunitaire CRISPR-Cas a été analysée. Mécanisme pour étudier les capacités d'adsorption et de clairance des phages de Pseudomonas aeruginosa. De plus, des bactéries sensibles aux phages (CRISPR-KO) et des bactéries résistantes aux phages (mutants de surface CRISPR-KO) ont été utilisées comme témoins pour étudier les changements dans la capacité de Pseudomonas aeruginosa à rivaliser avec les phages après le blocage du système QS.

Dans le groupe témoin, la résistance aux phages de type sauvage de Pseudomonas aeruginosa diminuait à mesure que la densité des phages augmentait. Cependant, contrairement au résultat attendu selon lequel le QSI réduirait la résistance de Pseudomonas aeruginosa, lorsque 100 µM de baicaléine ont été ajoutés, la résistance de Pseudomonas aeruginosa au phage a augmenté. Lorsque des bactéries sensibles aux phages infectent le phage 104pfu ou 107pfu, leur résistance augmente considérablement. De plus, les résultats de la recherche montrent que lorsque le système QS de Pseudomonas aeruginosa est inhibé, il est difficile pour le phage d'infecter l'hôte. Lorsque le système QS a été inhibé, l'aptitude relative de Pseudomonas aeruginosa dans l'environnement de 106 pfu de phage a augmenté de manière significative. Dans cette étude, QSI a affecté l'expression des fimbriae bactériens de type IV, entraînant un retard de la lyse des cultures bactériennes, réduisant le taux d'adsorption des phages et facilitant l'évolution de la résistance aux phages dans le système immunitaire bactérien CRISPR. Par conséquent, QSI réduit l'effet thérapeutique spécifique du phage infectieux de type pili sur Pseudomonas aeruginosa.