Preview

 Пульмонология

Расширенный поиск

Оксидативный стресс, индуцированный антибактериальными препаратами, и антибиотикорезистентность бактерий

https://doi.org/10.18093/0869-0189-2017-27-5-664-671

Полный текст:

Аннотация

В обзоре представлены обобщенные литературные данные по проблеме антибиотикорезистентности бактерий, обусловленной оксидативным стрессом (ОС) под влиянием антибактериальных препаратов (АБП). Среди ранее изученных механизмов ОС бактериальной клетки выделены следующие: образование активных форм и радикалов кислорода и субстратов окисления белков, жирные кислоты, присутствие во внутриклеточной среде молекулярного кислорода и ионов металлов переменной валентности. Изучение роли антиоксидантной системы у бактерий при различных воздействиях, не связанных с прямым действием экзогенных оксидантов, находится в начальной стадии. Потенциальное участие внутриклеточных антиоксидантов бактерий в развитии устойчивости к АБП в настоящее время уже не вызывает сомнений. Понимание связи между ОС и устойчивостью бактерий к АБП может способствовать разработке новых антимикробных препаратов как в направлении усиления их окислительных свойств, так и в области поиска новых мишеней сдерживания антиоксидантной защиты патогенных бактерий. Показано, что на сегодняшний день актуально дальнейшее изучение механизмов антибиотикорезистентности, опосредованной нарушением равновесия оксиданты / антиоксиданты в микробной клетке, однако при этом требуется проведение исследований не только в экспериментальных условиях, но и при использовании клинического материала.

Об авторах

Л. Б. Постникова
Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Нижегородской области «Городская клиническая больница № 38 Нижегородского района г. Нижнего Новгорода»
Россия

д. м. н., доцент, главный внештатный специалист-пульмонолог Министерства здравоохранения Нижегородской областиконсультант-пульмонолог

тел.: (910) 390-64-37

603000, Нижний Новгород, ул. Чернышевского, 22



С. К. Соодаева
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М.Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

 

д. м. н., профессор, заведующая лабораторией клинической и экспериментальной биофизики

 

профессор кафедры патологии человека Института профессионального образования

 тел: (495) 465-52-64

105077, Россия, Москва, ул. 11-я Парковая, 32, корп. 4

119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2



И. А. Климанов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства»
Россия

 

к. м. н., старший научный сотрудник лаборатории клинической и экспериментальной биофизики

тел: (495) 465-52-64

105077, Россия, Москва, ул. 11-я Парковая, 32, корп. 4



Н. И. Кубышева
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет» Министерства образования и науки Российской Федерации
Россия

 

д. б. н., старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Медицинская информатика» Высшей школы информационных технологий и информационных систем 

тел.: (910) 796-98-38

420000, Республика Татарстан, Казань, ул. Кремлевская, 18



К. И. Афиногенов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства
Россия

 

врач-пульмонолог Государственной клиники 123 персонализированной медицины 

тел.: (919) 969-19-90

143000, Московская область, г. Одинцово, Красногорское шоссе, 15



М. В. Глухова
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М.Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

аспирант 

тел.: (985) 641-17-63

119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр. 2



Л. Ю. Никитина
Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия»
Россия

 

д. м. н., заведующая кафедрой терапии факультета дополнительного профессионального образования

тел.: (908) 882-86-20

628007, Ханты-Мансийск, ул. Мира, 40



Список литературы

1. Fleming A. On the antibacterial action of cultures of a penicillium, with special reference to their use in the isolation of B. influenzae. Br. J. Exp. Pathol. 1929; 10: 226–236.

2. Walsh C. Where will new antibiotics come from? Nat. Rev. Microbiol. 2003; 1 (1): 65–70. DOI: 10.1038/nrmicro727.

3. Davies J., Davies D. Origins and evolution of antibiotic resistance. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2010; 74 (3): 417–433. DOI: 10.1128/MMBR.00016-10.

4. Wright G.D. The antibiotic resistome: the nexus of chemical and genetic diversity. Nat. Rev. Microbiol. 2007; 5 (3): 175–186. DOI: 10.1038/nrmicro1614.

5. Alekshun M.N., Levy S.B. Molecular mechanisms of antibacterial multidrug resistance. Cell. 2007; 128 (6): 1037–1050. DOI: 10.1016/j.cell.2007.03.004.

6. Kohanski M.A., Dwyer D.J., Hayete B. et al. A common mechanism of cellular death induced by bactericidal antibiotics. Cell. 2007; 130 (5): 797–810. DOI: 10.1016/j.cell.2007.06.049.

7. Kohanski M.A., Dwyer D.J., Wierzbowski J. et al. Mistranslation of membrane proteins and two-component system activation trigger aminoglycoside-mediated oxidative stress and cell death. Cell. 2008; 135 (4): 679–690. DOI: 10.1016/j.cell.2008.09.038.

8. Yeom J., Imlay J.A., Park W. Iron homeostasis affects antibiotic-mediated cell death in Pseudomonas species. J. Biol. Chem. 2010; 285 (29): 22689–22695. DOI: 10.1074/jbc.M110.127456.

9. Dwyer D.J., Kohanski M.A., Collins J.J. Role of reactive oxygen species in antibiotic action and resistance. Curr. Opin. Microbiol. 2009; 12 (5): 482–489. DOI: 10.1016/j.mib.2009.06.018.

10. Marrakchi M., Liu X., Andreescu S. Oxidative stress and antibiotic resistance in bacterial pathogens: state of the art, methodologies, and future trends. Adv. Exp. Med. Biol. 2014; 806: 483–498. DOI: 10.1007/978-3-319-06068-2_23.

11. Хурцилава О. Г., Плужников Н. Н., Накатис Я. А. (ред.). Оксидативный стресс и воспаление: патогенетическое партнерство. СПб: Издательство СЗГМУ им. И.И.Мечникова; 2012.

12. Foti J., Devadoss B., Winkler J.A. et al. Oxidation of the guanine nucleotide pool underlies cell death by bactericidal antibiotics. Science. 2012; 336 (6079): 315–319. DOI: 10.1126/science.1219192.

13. Dwyer D.J., Belenky P.A., Yang J.H. et al. Antibiotics induce redox-related physiological alterations as part of their lethality. Proc. Natl. Acad. Sci. USA.. 2014; 111 (20): 2100–2109. DOI: 10.1073/pnas.1401876111.

14. Октябрьский О.Н., Музыка Н.Г., Ушаков В.Ю., Смирнова Г.В. Роль тиоловых редокс-систем в отклике бактерий Escherichia coli на пероксидный стресс. Микробиология. 2007; 76: 1–7.

15. Murphy M.P., Holmgren A., Larsson N.G. et al. Unraveling the biological roles of reactive oxygen species. Cell Metab. 2011; 13 (4): 361–366. DOI: 10.1016/j.cmet.2011.03.010.

16. Albesa I., Becerra M.C., Battán P.C., Páez P.L. Oxidative stress involved in the antibacterial action of different antibiotics. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2004; 317 (2): 605–609. DOI: 10.1016/j.bbrc.2004.03.085.

17. Grant S.S., Kaufmann B.B., Chand N.S. et al. Eradication of bacterial persisters with antibiotic-generated hydroxyl radicals. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012; 109 (30): 12147–12152. DOI: 10.1073/pnas.1203735109.

18. Goswami M., Mangoli S.H., Jawali N. Involvement of reactive oxygen species in the action of ciprofl oxacin against Escherichia coli. Antimicrob. Agents Chemother. 2006; 50 (3): 949–954. DOI: 10.1128/AAC.50.3.949-954.2006.

19. Нестерова Л.Ю., Ахова А.В., Шумков М.С., Ткаченко А.Г. ДНК-протекторное действие полиаминов как фактор резистентности Escherichia coli к левофлоксацину. Вестник Пермского университета. Серия биология. 2016; 1: 54–59.

20. Dwyer D.J., Kohanski M.A., Hayete B., Collins J.J.Gyrase inhibitors induce an oxidative damage cellular death pathway in Escherichia coli. Mol. Syst. Biol. 2007; 3 (1): 91. DOI: 10.1038/msb4100135.

21. de Arruda Grossklaus D., Bailão A.M., Vieira Rezende T.C. et al. Response to oxidative stress in Paracoccidioides yeast cells as determined by proteomic analysis. Microbes Infect. 2013; 15 (5): 347–364. DOI: 10.1016/j.micinf.2012.12.002.

22. Dosselli R., Millioni R., Puricelli L. et al. Molecular targets of antimicrobial photodynamic therapy identified by a proteomic approach. J. Proteomics. 2012; 77: 329–343. DOI: 10.1016/j.jprot.2012.09.007.

23. Huang C.H., Chiou S.H. Proteomic analysis of upregulated proteins in Helicobacter pylori under oxidative stress induced by hydrogen peroxide. Kaohsiung J. Med. Sci. 2011; 27 (12): 544–553. DOI: 10.1016/j.kjms.2011.06.019.

24. Deng X., Weerapana E., Ulanovskaya O. et al. Proteome-wide quantification and characterization of oxidation-sensitive сysteines in pathogenic bacteria. Cell Host Microbe. 2013; 13 (3): 358–370. DOI: 10.1016/j.chom.2013.02.004.

25. Kalyanaraman B., Darley-Usmar V., Davies K.J. et al. Measuring reactive oxygen and nitrogen species with fluorescent probes: challenges and limitations. Free Radic. Biol. Med. 2012; 52 (1): 1–6. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2011.09.030.

26. Van Acker H., Gielis J., Acke M. et al. The Role of reactive oxygen species in antibiotic-induced cell death in Burkholderia cepacia complex bacteria. PLoS One. 2016; 11 (7): e0159837. DOI: 10.1371/journal.pone.0159837.

27. Николаев Ю.А., Плакунов В.К. Биопленка – «Город микробов» или аналог многоклеточного организма. Микробиология. 2007; 76: 149–163.

28. Holden J.K., Li H., Jing Q. et al. Structural and biological studies on bacterial nitric oxide synthase inhibitors. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013; 110 (45): 18127–18131. DOI: 10.1073/pnas.1314080110.

29. Liu J.H., Wang W., Wu H. et al. Polyamines function in stress tolerance: from synthesis to regulation. Front. Plant. Sci. 2015; 6: 827. DOI: 10.3389/fpls.2015.00827.


Для цитирования:


Постникова Л.Б., Соодаева С.К., Климанов И.А., Кубышева Н.И., Афиногенов К.И., Глухова М.В., Никитина Л.Ю. Оксидативный стресс, индуцированный антибактериальными препаратами, и антибиотикорезистентность бактерий.  Пульмонология. 2017;27(5):664-671. https://doi.org/10.18093/0869-0189-2017-27-5-664-671

For citation:


Postnikova L.B., Soodaeva S.K., Klimanov I.A., Kubysheva N.I., Afinogenov K.I., Glukhova M.V., Nikitina L.Y. Antibiotic-induced oxidative stress and antibiotic resistance. Russian Pulmonology. 2017;27(5):664-671. (In Russ.) https://doi.org/10.18093/0869-0189-2017-27-5-664-671

Просмотров: 205


ISSN 0869-0189 (Print)
ISSN 2541-9617 (Online)