L'Acinetobacter baumannii è un patogeno prioritario dell'Organizzazione Mondiale della Sanità a causa della sua resistenza a tutte le classi di antibiotici1. È un agente patogeno opportunista che colpisce principalmente persone ospedalizzate, ferite o immunocompromesse. A. baumannii elude in gran parte gli antibiotici attraverso le pompe di efflusso, la più rilevante delle quali è la famiglia di esportatori Resistance-Nodulation-Division (RND)2. Capire come funzionano meccanicamente queste pompe di efflusso consentirà di sviluppare opzioni terapeutiche mirate.
Un modo comune in cui i processi cellulari possono essere distinti in modo specifico è attraverso la manipolazione genetica. Tuttavia, gli strumenti disponibili per gli studi genetici di A. baumannii sono limitati e, per confondere ulteriormente il disegno sperimentale, gli isolati clinici sono spesso resistenti agli antibiotici utilizzati di routine per la selezione nelle manipolazioni genetiche3. Un secondo ostacolo che si incontra quando si studiano le pompe di efflusso in modo specifico è che sono strettamente regolate, spesso da fattori sconosciuti, rendendo difficile isolare e attribuire con precisione la funzione a una singola pompa4. Vedendo questa necessità di espandere la gamma di strumenti di ricerca, abbiamo sviluppato un sistema di espressione inducibile basato su mini-Tn7, a singola copia, che incorpora una cassetta di bersagli ricombinasi Flp (FRT), che consente la rimozione del marcatore di selezione 5,6,7 (Figura 1). Creato per la prima volta per Pseudomonas 8,9,10, questo elegante sistema di clonazione ed espressione è stato utilizzato per generare complementi di pompa di efflusso a copia singola in un ceppo di A. baumannii carente di pompa di efflusso RND (ATCC 17978::ΔadeIJK,Δ adeFGH,Δ adeAB: di seguito denominato A. baumannii AB258) che abbiamo generato11. Essendo in grado di studiare una pompa di efflusso alla volta e non sovraccaricare le cellule batteriche con un'elevata espressione di copie (come generalmente si vede con i sistemi di espressione basati su plasmidi), si possono conoscere meglio gli aspetti critici e fisiologici di ciascuna pompa di efflusso con interferenze minime e complicanze ridotte.
Questo articolo descrive come utilizzare il sistema mini-Tn7 per integrare un gene di interesse eliminato, la pompa di efflusso RND adeIJK, nel cromosoma di A. baumannii AB258 attraverso una serie di passaggi semplici eseguiti nel corso di 9 giorni7. La prima serie di passaggi reintroduce i geni della pompa di efflusso eliminati clonati nel plasmide di inserzione basato su mini-Tn7 (Figura 2A) nel singolo sito di inserzione attTn7 a valle del gene glmS ben conservato (Figura 3A). Questo processo è facilitato da un plasmide helper non replicativo (Figura 2B) che codifica per i geni della trassposasi necessari per l'inserimento guidato da Tn7. La seconda serie di passaggi utilizza un plasmide di escissione (Figura 2C) per la rimozione mediata dalla ricombinasi Flp del gene della gentamicina affiancato da siti FRT (Figura 3B) per creare un ceppo non marcato. Sebbene questo sistema sia utilizzato per chiarire i ruoli essenziali e i possibili inibitori delle pompe di efflusso RND rispetto alla resistenza agli antibiotici, può essere utilizzato per studiare qualsiasi gene di interesse.