$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
S. aureus является высококонтагиозным патогеном, который может вызывать ряд инфекций, включая инфекции кожи и мягких тканей, сепсис, менингит, пневмонию и эндокардит1. Клиническое неправильное использование антибиотиков привело к повышению резистентности S. aureus и появлению метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA), который представляет значительную угрозу общественному здравоохранению во многих странах2.
Хотя S. aureus традиционно не классифицируется как внутриклеточный патоген, новые данные свидетельствуют о том, что он может устойчиво колонизировать клетки-хозяева после инвазии. Способность S. aureus выживать внутриклеточно в фагоцитах хозяина все чаще признается в качестве механизма, способствующего метастатической инфекции и ее распространению по всему хозяину 4,5,6. S. aureus выделяет различные факторы вирулентности, которые создают иммунную среду, способствующую его выживанию и затрудняющую способность хозяина полностью его ликвидировать7. Дополнительный регулятор гена (agr) и стафилококковые хелперные элементы (Sae) являются двумя важными регуляторами вирулентности, которые тесно связаны с выживаемостью Staphylococcus aureus в фагоцитах 8,9. Система agr представляет собой механизм чувства кворума, который регулирует экспрессию многочисленных факторов вирулентности у S. aureus. Он контролирует выработку токсинов и других факторов, способствующих выживанию и распространению бактерий. Во время внутриклеточной инфекции система AGR играет решающую роль в регуляции факторов вирулентности, которые необходимы для способности бактерии уклоняться от иммунных реакций хозяина и выживать в клетках хозяина. Исследования показали, что система AGR влияет на способность бактерии убегать от фагосом и сохраняться в макрофагах. Отсутствие agr может привести к снижению выживаемости бактерий в клетках хозяина и снижению вирулентности10,11. Система Sae представляет собой двухкомпонентную регуляторную систему, которая контролирует экспрессию нескольких факторов вирулентности в S. aureus. Он участвует в регуляции токсинов и ферментов, которые способствуют способности бактерии проникать в ткани хозяина и повреждать их. Система Sae также играет решающую роль во внутриклеточном выживании S. aureus. Он влияет на способность бактерии сопротивляться уничтожению фагоцитами хозяина и уклоняться от аутофагической деградации12,13.
Когда патогены вторгаются, макрофаги выполняют фагоцитарные функции, которые могут поглощать и убивать чужеродные патогены и активировать адаптивный иммунный ответ14. Большинство вторгшихся бактерий фагоцитируются макрофагами, которые затем активируют различные механизмы уничтожения для их уничтожения. Тем не менее, некоторые бактерии S. aureus могут выживать в макрофагах, что приводит к стойкому инфицированию хозяина. В дополнение к бактериальным белкам, хозяин также влияет на выживание и пролиферацию S. aureus в макрофагах, секретируя цитокины 15,16,17. Некоторые исследования показывают, что S. aureus может уклоняться от деградации, пребывая в аутофагосомах, создавая внутриклеточную нишу, способствующую распространению18. S. aureus избегает аутофагической деградации, блокируя поток аутофагии (например, LC3-II, p62) и повышая pH в аутолизосомах после инвазии макрофагов19. Это уклонение от иммунитета достигается за счет регуляции факторов вирулентности S. aureus и аутофагии, что приводит к стойким, скрытым инфекциям.
Избавление от внутриклеточных инфекций S. aureus имеет решающее значение для лечения персистирующих и латентных инфекций в клинической практике. В настоящее время антибиотики являются основным средством лечения инфекций S. aureus, а ванкомицин служит последней линией защиты от инфекций MRSA20,21. Тем не менее, многочисленные исследования показали, что существующие антибиотики неэффективны для устранения внутриклеточного S. aureus, как invivo, так и in vitro 22,23,24.
В настоящее время не существует единого стандарта для различных моделей внутриклеточной инфекции S. aureus 25,26,27, так как условия каждой модели существенно различаются. Следовательно, те же критерии не могут быть применены для оценки эффективности этих моделей. В этом исследовании мы создали универсальную модель внутриклеточной инфекции золотистого стафилококка путем оптимизации условий эксперимента. Эта модель предлагает большее удобство по сравнению с другими, так как она позволяет сначала заражать бактерии в клетки in vitro, а затем доставлять эти инфицированные клетки в организм.
Чтобы лучше понять механизмы внутриклеточной инфекции S. aureus и разработать родственные препараты, мы создали модели in vitro и in vivo . Была успешно создана стабильная модель внутриклеточной инфекции in vitro путем инфицирования RAW264.7 и их совместного культивирования с антибиотиками. Затем экстрагировали перитонеальные макрофаги, из которых формировались внутриклеточные инфекции. Модель внутриклеточной инфекции у мышей была создана путем введения этих перитонеальных макрофагов.