Combinazioni di farmaci sinergici sono difficile e richiede molto tempo per identificare empiricamente. Qui, descriviamo un metodo per identificare e convalidare sinergiche piccole molecole.
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Articolo metodologico
Identificazione di High-throughput di combinazioni di farmaci sinergici con il metodo2 di sovrapposizione
In questo articolo
Sommario
Abstract
Anche se farmaci antimicrobici hanno aumentato drammaticamente la durata e la qualità della vita nel 20° secolo, la resistenza antimicrobica minaccia la capacità di tutta la nostra società di trattare infezioni sistemiche. Negli Stati Uniti da solo, infezioni resistenti agli antibiotici uccidono circa 23.000 persone un anno e il costo circa 20 miliardi USD nel settore sanitario aggiuntiva. Un approccio per combattere la resistenza antimicrobica è terapia di combinazione, che è particolarmente utile nella critica fase iniziale dell'infezione, prima che l'organismo d'infezione e del relativo profilo di resistenza di droga sono stati identificati. Molti trattamenti antimicrobici utilizzano terapie di combinazione. Tuttavia, la maggior parte di queste combinazioni sono additivo, che significa che l'efficacia combinata è lo stesso come la somma dell'efficacia antibiotica individuo. Alcune terapie di combinazione sono sinergiche: l'efficacia combinata è molto maggiore di additivo. Combinazioni sinergiche sono particolarmente utili perché possono inibire la crescita di ceppi resistenti ai farmaci antimicrobici. Tuttavia, queste combinazioni sono rari e difficili da identificare. Ciò è dovuto il numero di molecole necessarie per essere testato in modo pairwise: una libreria di 1.000 molecole ha 1 milione di combinazioni possibili. Così, sono compiuti sforzi per predire le molecole per sinergia. Questo articolo viene descritto il nostro metodo di alto-rendimento per pronosticare coppie sinergica piccola molecola conosciute come la sovrapposizione2 metodo (O2M). O2M utilizza modelli di set di dati chimico-genetica per identificare i mutanti che sono ipersensibili ad ogni molecola in una coppia sinergica ma non ad altre molecole. Il laboratorio marrone sfrutta questa differenza di crescita eseguendo uno schermo ad alta produttività per molecole che inibiscono la crescita di mutante ma non selvaggio-tipo celle. Lavoro del laboratorio precedentemente identificate molecole che agendo in sinergia con l'antibiotico trimetoprim e il fluconazolo antimicotico usando questa strategia. Qui, gli autori presentano un metodo per schermo per nuove combinazioni sinergiche, che può essere modificato per molteplici microrganismi.
Introduzione
Batteri resistenti agli antibiotici causano infezioni più di 2 milioni e 23.000 morti ogni anno negli Stati Uniti secondo il CDC1. Nuovi trattamenti sono necessari per superare queste infezioni. Le strategie per identificare questi nuovi trattamenti includono lo sviluppo di nuovi farmaci antimicrobici o il riuso di piccole molecole approvate per le altre condizioni per il trattamento di infezioni microbiche2,3,4. Tuttavia, la nuova scoperta della droga è molto costoso e richiede tempo. Repurposing farmaci potrebbe non identificare nuovi farmaci o obiet....
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Protocollo
1. identificazione di mutanti di pronostico sinergia da chimica-genetica Dataset con il metodo2 di sovrapposizione (O2M)
Nota: Questo è il metodo per l'identificazione di mutanti di pronostico sinergia utilizzando il dataset pubblicato da Nichols et al. 17 in e. coli. Tuttavia, questo può essere fatto su qualsiasi sostanza chimica-genetica dataset e microorganismo. Questi set di dati contiene una libreria di mutanti knockout sviluppate in presenza di più di 100 piccole molecole, dando un punteggio di crescita quantitativa per ogni mutante in ogni piccola molecola. Una coppia si....
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Risultati
Le analisi della scacchiera sono un metodo semi-quantitativo per misurare le interazioni sinergiche. Il Punteggio finale di uscita, FICI, determina se una combinazione di farmaci è considerata sinergico (FICI ≤ 0,5), non interagenti (0,5 < FICI < 4), o antagonistici (FICI ≥4.0). La figura 1 illustra come impostare i gradienti di droga in un'analisi della scacchiera. La figura 2 illustra i risultati comuni. Considerare la cr.......
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Discussione
Coppie di sinergica piccola molecola possono essere un potente strumento nel trattamento di infezioni microbiche, ancora non hanno raggiunto il loro potenziale clinico completo perché sinergiche coppie sono difficili da identificare. Questo articolo descrive un metodo per identificare sinergiche coppie molto più veloce di semplici combinazioni di coppie. Utilizzando i set di dati di chimica-genetica, O2M identifica mutanti con KO di gene che quindi può essere utilizzato come una lettura di librerie di grandi dimensioni d.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato da una sovvenzione di avvio dal dipartimento di patologia, Università dello Utah per J.C.S.B.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Strumento Bioscreen C | Curve di crescita USA | ||
| Synergy H1 | strumento | Reagente per brodo BioTek | |
| M9 | Amresco | J863-500G | |
| Reagente | Acidi Casamino | Fisher Scientific | BP1424-500 |
| Reagente Glucosio | Sigma | G7021-10KG | |
| Reagente | Acido NicotinicoAlfa Aesar | A12683 | |
| Reagente | tiamina | Acros Organics | 148991000 |
| CaCl2 Reagente diidrato | Fisher | C79-500 | |
| MgSO4 eptaidrato | Fisher | M63-500 | |
| di dati di genetica chimica | Gli esempi includono Nichols et al., Cell, 2011, Brown et al, Cell, 2014 e altri citato nel testo. | ||
| trimetoprim (esempio di farmaco in ingresso; qualsiasi può essere utilizzato) | reagente | Fisher Scientific | ICN19552701 |
| sulfametossazolo (esempio di farmaco di prova; qualsiasi può essere utilizzato) | reagente | Fisher Scientific | ICN15671125 |
Riferimenti
- Michael, C. A., Dominey-Howes, D., Labbate, M. The Antimicrobial Resistance Crisis: Causes, Consequences, and Management. Front Public Health. 2, 145(2014).
- Butts, A., Krysan, D. J. Antifungal Drug Discovery: Something Old and Something New. PLOS Pathogens....
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Ristampe e permessi
