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S. aureus é um patógeno altamente contagioso que pode causar uma série de infecções, incluindo infecções de pele e tecidos moles, sepse, meningite, pneumonia e endocardite1. O uso clínico indevido de antibióticos levou ao aumento da resistência em S. aureus e ao surgimento de Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), que representa uma ameaça significativa à saúde pública em muitos países2.
Embora o S. aureus não seja tradicionalmente classificado como um patógeno intracelular, evidências emergentes sugerem que ele pode colonizar persistentemente as células hospedeiras após a invasão3. A capacidade de S. aureus de sobreviver intracelularmente dentro dos fagócitos do hospedeiro é cada vez mais reconhecida como um mecanismo que facilita a infecção metastática e a disseminação por todo o hospedeiro 4,5,6. O S. aureus secreta vários fatores de virulência, que criam um ambiente imunológico que promove sua sobrevivência e complica a capacidade do hospedeiro de eliminá-lo totalmente7. O regulador do gene acessório (agr) e os elementos auxiliares estafilocócicos (Sae) são dois importantes reguladores de virulência que estão intimamente relacionados à sobrevivência de Staphylococcus aureus em fagócitos 8,9. O sistema agr é um mecanismo de detecção de quorum que regula a expressão de vários fatores de virulência em S. aureus. Controla a produção de toxinas e outros fatores que facilitam a sobrevivência e disseminação bacteriana. Durante a infecção intracelular, o sistema agr desempenha um papel crítico na regulação dos fatores de virulência que são essenciais para a capacidade da bactéria de escapar das respostas imunes do hospedeiro e sobreviver dentro das células hospedeiras. Estudos mostraram que o sistema agr influencia a capacidade da bactéria de escapar dos fagossomos e persistir dentro dos macrófagos. A ausência de agr pode levar à redução da sobrevivência bacteriana dentro das células hospedeiras e diminuição da virulência10,11. O sistema Sae é um sistema regulatório de dois componentes que controla a expressão de vários fatores de virulência em S. aureus. Está envolvido na regulação de toxinas e enzimas que contribuem para a capacidade da bactéria de invadir e danificar os tecidos do hospedeiro. O sistema Sae também desempenha um papel crucial na sobrevivência intracelular de S. aureus. Influencia a capacidade da bactéria de resistir à morte pelos fagócitos do hospedeiro e evitar a degradação autofágica 12,13.
Quando os patógenos invadem, os macrófagos têm funções fagocíticas, que podem engolir e matar patógenos estranhos e ativar a resposta imune adaptativa14. A maioria das bactérias invasoras é fagocitada por macrófagos, que então ativam vários mecanismos de morte para eliminá-los. No entanto, algumas bactérias S. aureus podem sobreviver dentro de macrófagos, levando à infecção persistente do hospedeiro. Além das proteínas bacterianas, o hospedeiro também afeta a sobrevivência e proliferação de S. aureus dentro dos macrófagos pela secreção de citocinas 15,16,17. Alguns estudos indicam que o S. aureus pode evitar a degradação residindo em autofagossomos, criando um nicho intracelular que promove a disseminação18. S. aureus escapa da degradação autofágica bloqueando o fluxo de autofagia (por exemplo, LC3-II, p62) e aumentando o pH dentro dos autolisossomos após a invasão de macrófagos19. Essa evasão imunológica é alcançada por meio da regulação dos fatores de virulência e autofagia de S. aureus, levando a infecções persistentes e ocultas.
A eliminação de infecções intracelulares de S. aureus é crucial para o manejo de infecções persistentes e latentes na prática clínica. Atualmente, os antibióticos são o tratamento primário para infecções por S. aureus, sendo a vancomicina a última linha de defesa para infecções por MRSA20,21. No entanto, numerosos estudos mostraram que os antibióticos existentes são ineficazes na eliminação intracelular de S. aureus, tanto in vivo quanto in vitro 22,23,24.
Atualmente, não existe um padrão unificado para os vários modelos de infecção intracelular de S. aureus 25,26,27, pois as condições de cada modelo diferem significativamente. Consequentemente, os mesmos critérios não podem ser aplicados para avaliar a eficácia desses modelos. Neste estudo, estabelecemos um modelo universal de infecção intracelular de Staphylococcus aureus, otimizando as condições experimentais. Este modelo oferece maior comodidade em comparação com outros, pois permite a infecção inicial de bactérias em células in vitro, seguida pela entrega dessas células infectadas no corpo.
Para entender melhor os mecanismos da infecção intracelular por S. aureus e desenvolver drogas relacionadas, estabelecemos modelos in vitro e in vivo . Um modelo de infecção intracelular estável foi criado com sucesso in vitro infectando RAW264.7 e co-cultivando-os com antibióticos. Em seguida, os macrófagos peritoneais foram extraídos e formados em infecções intracelulares. Um modelo de infecção intracelular em camundongos foi estabelecido pela injeção desses macrófagos peritoneais.