Antibiotic tolerance, bacterial persistence and ATP synthase / Tolérance aux antibiotiques, persistance bactérienne et ATP synthétase

抗生素耐受性、细菌持久性和 ATP 合成酶 / 抗生素耐受性、细菌持久性和 ATP 合成酶

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2020-04811
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2021-01-01 至 2022-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Antibiotic resistance is now a well-documented problem worldwide. Other related issues such as bacterial persistence leading to antibiotic tolerance and evasion of the host immune defenses are less understood. Persistence by seemingly antibiotic-susceptible microorganisms is responsible for infection relapse and chronic manifestation of diseases. So-called difficult-to-treat infections (e.g., biofilms, infections of indwelling biomedical devices, lung infections in cystic fibrosis patients and recurrent infections in animals such as bovine mastitis) involve subpopulations of atypical bacteria that are not efficiently killed by antibiotics or the host immune system. Such atypical bacteria are called small-colony variants (SCVs) or Peristers depending on the mechanism by which they appear. The well-known pathogen Staphylococcus aureus can appear as a SCV. Compared to their commonly found normal counterparts, SCVs produce high amounts of protective biofilms, are tolerant to antibiotics and are capable of hiding and persisting within host epithelial cells. Many SCVs have mutations in the so-called respiratory chain that affect the enzyme (ATP synthase) responsible for producing the energy necessary for growth of the bacteria. Slow growing bacteria or dormant cells are tolerant to most antibiotics that usually kill actively growing bacteria. Fortunately, our research group has identified a natural product found in the tomato plant (tomatidine) that is able to kill S. aureus SCVs. The target of that new class of antibiotics is the ATP synthase. This discovery points to an essential function for the residual ATP synthase activity observed in SCVs. Unlike the S. aureus SCVs, other Persisters do not usually arise from mutations. There is abundant evidence that for example Escherichia coli persister cells arise from active mechanisms in response to a stress such as that caused by antibiotic exposure. An example of the mechanisms leading to E. coli persister cells involves the production of a bacterial peptide that sabotages its own respiratory chain and ATP production. This results in the generation of dormant cells tolerant to antibiotic action, a consequence similar to that observed in respiratory-deficient S. aureus SCVs. Based on our current understanding on how tomatidine acts on S. aureus SCVs, it is reasonable to suggest that Persisters may also be hypersusceptible to drugs inhibiting bacterial ATP synthase. The objectives of the proposed research is to characterize the mechanisms leading to the formation of SCVs and Persisters, to demonstrate that the ATP synthase is essential for these types of bacteria, and to demonstrate that the control and prevention measures we developed for S. aureus SCVs can be extended to other types of SCVs and Persisters. The low residual but apparently essential ATP synthase activity of SCVs might likewise represents the Achilles' heel of all persister cells from Gram positive or Gram negative pathogens.
抗生素耐药性现在是一个有据可查的世界性问题。其他相关的问题,如细菌持久性导致抗生素耐受性和逃避宿主免疫防御的了解较少。表面上对病原体敏感的微生物的持续存在是感染复发和疾病慢性表现的原因。所谓的难以治疗的感染(例如,生物膜、留置生物医学装置的感染、囊性纤维化患者的肺部感染和动物的复发性感染(例如牛乳腺炎)涉及不能被抗生素或宿主免疫系统有效杀死的非典型细菌亚群。这种非典型细菌被称为小菌落变体(SCV)或Peristers,这取决于它们出现的机制。众所周知的病原体金黄色葡萄球菌可以作为SCV出现。与它们常见的正常对应物相比,SCV产生大量的保护性生物膜,对抗生素具有耐受性,并且能够隐藏和持续存在于宿主上皮细胞内。许多SCV在所谓的呼吸链中发生突变,影响负责产生细菌生长所需能量的酶(ATP合酶)。生长缓慢的细菌或休眠细胞对大多数抗生素都有耐受性,而这些抗生素通常会杀死活跃生长的细菌。幸运的是,我们的研究小组已经确定了一种在番茄植物中发现的天然产物(番茄碱),能够杀死S。金黄色葡萄球菌SCV。这类新抗生素的目标是ATP合成酶。这一发现指出了在SCV中观察到的残留ATP合酶活性的基本功能。不像S。金黄色葡萄球菌SCV,其他Persisters通常不产生突变。有大量的证据表明,例如大肠杆菌的持留细胞来自于对诸如抗生素暴露引起的应激的反应的主动机制。并以E.大肠杆菌持留细胞涉及细菌肽的产生,该细菌肽破坏其自身的呼吸链和ATP产生。这导致产生耐受抗生素作用的休眠细胞,其结果类似于在抗生素缺陷的S.金黄色葡萄球菌SCV。基于我们目前对番茄碱如何作用于S.因此,通过观察金黄色葡萄球菌SCV,有理由认为Persisters也可能对抑制细菌ATP合酶的药物过敏。该研究的目的是描述导致SCV和Persisters形成的机制,以证明ATP合酶对这些类型的细菌是必不可少的,并证明我们为S.金黄色葡萄球菌SCV可以扩展到其他类型的SCV和Persisters。SCV的低残留但明显必需的ATP合酶活性可能同样代表来自革兰氏阳性或革兰氏阴性病原体的所有持留细胞的阿喀琉斯之踵。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Malouin, Francois其他文献

Relative virulence of Staphylococcus aureus bovine mastitis strains representing the main Canadian spa types and clonal complexes as determined using in vitro and in vivo mastitis models
  • DOI:
    10.3168/jds.2020-19904
  • 发表时间:
    2021-10-21
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Demontier, Elodie;Dube-Duquette, Alexis;Malouin, Francois
  • 通讯作者:
    Malouin, Francois
Tomatidine Is a Lead Antibiotic Molecule That Targets Staphylococcus aureus ATP Synthase Subunit C
  • DOI:
    10.1128/aac.02197-17
  • 发表时间:
    2018-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Boulet, Maxime Lamontagne;Isabelle, Charles;Malouin, Francois
  • 通讯作者:
    Malouin, Francois
Binding of ceftaroline to penicillin-binding proteins of Staphylococcus aureus and Streptococcus pneumoniae
  • DOI:
    10.1093/jac/dkp503
  • 发表时间:
    2010-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Moisan, Helene;Pruneau, Mireille;Malouin, Francois
  • 通讯作者:
    Malouin, Francois
A role for sigma factor B in the emergence of Staphylococcus aureus small-colony variants and elevated biofilm production resulting from an exposure to aminoglycosides
  • DOI:
    10.1016/j.micpath.2009.10.003
  • 发表时间:
    2010-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Mitchell, Gabriel;Brouillette, Eric;Malouin, Francois
  • 通讯作者:
    Malouin, Francois
In vitro and in vivo antibacterial activities of cranberry press cake extracts alone or in combination with β-lactams against Staphylococcus aureus
  • DOI:
    10.1186/1472-6882-13-90
  • 发表时间:
    2013-04-27
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Diarra, Moussa S.;Block, Glenn;Malouin, Francois
  • 通讯作者:
    Malouin, Francois

Malouin, Francois的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Malouin, Francois', 18)}}的其他基金

Antibiotic tolerance, bacterial persistence and ATP synthase / Tolérance aux antibiotiques, persistance bactérienne et ATP synthétase
抗生素耐受性、细菌持久性和 ATP 合成酶 / 抗生素耐受性、细菌持久性和 ATP 合成酶
  • 批准号:
    RGPIN-2020-04811
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Antibiotic tolerance, bacterial persistence and ATP synthase / Tolérance aux antibiotiques, persistance bactérienne et ATP synthétase
抗生素耐受性、细菌持久性和 ATP 合成酶 / 抗生素耐受性、细菌持久性和 ATP 合成酶
  • 批准号:
    RGPIN-2020-04811
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Molecular basis of bacterial small-colony variants / Base moléculaire des variants à petites colonies chez les bactéries
细菌小菌落变体的分子基础/基础分子变体 à petites colonies chez les bactéries
  • 批准号:
    RGPIN-2015-05916
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Molecular basis of bacterial small-colony variants / Base moléculaire des variants à petites colonies chez les bactéries
细菌小菌落变体的分子基础/基础分子变体 à petites colonies chez les bactéries
  • 批准号:
    RGPIN-2015-05916
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Molecular basis of bacterial small-colony variants / Base moléculaire des variants à petites colonies chez les bactéries
细菌小菌落变体的分子基础/基础分子变体 à petites colonies chez les bactéries
  • 批准号:
    RGPIN-2015-05916
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Molecular basis of bacterial small-colony variants / Base moléculaire des variants à petites colonies chez les bactéries
细菌小菌落变体的分子基础/基础分子变体 à petites colonies chez les bactéries
  • 批准号:
    RGPIN-2015-05916
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Novel antibiotics for treatment of bovine mastitis / Nouveaux antibiotiques pour le traitement de la mammite bovine
用于治疗牛乳腺炎的新型抗生素 / Nouveaux Antibiotiques pour le Traitement de la Mammite Bovine
  • 批准号:
    460917-2013
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Molecular basis of bacterial small-colony variants / Base moléculaire des variants à petites colonies chez les bactéries
细菌小菌落变体的分子基础/基础分子变体 à petites colonies chez les bactéries
  • 批准号:
    RGPIN-2015-05916
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Novel antibiotics for treatment of bovine mastitis / Nouveaux antibiotiques pour le traitement de la mammite bovine
用于治疗牛乳腺炎的新型抗生素 / Nouveaux Antibiotiques pour le Traitement de la Mammite Bovine
  • 批准号:
    460917-2013
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Development of antibodies for rapid detection of Campylobacter in food-processing plants
开发用于快速检测食品加工厂中弯曲杆菌的抗体
  • 批准号:
    469555-2014
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Engage Grants Program

相似国自然基金

背根神经节中Mrgprd通过一种特异性lncRNA调控阿片类药物耐受的外周机制研究
  • 批准号:
    82371224
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CD27-CD28-CD8+T细胞调控儿童肝脏移植免疫耐受形成的作用和机制
  • 批准号:
    82371791
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Consequences of MALT1 mutation for B cell tolerance
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠上皮内γδT细胞诱导抗原特异性Treg的体内机制及其对肾移植慢性排斥的抑制作用研究
  • 批准号:
    81170693
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
对Rad18和Rad5的结构和功能研究
  • 批准号:
    31070653
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    8.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
红树对重金属的定位累积及耦合微观分析与耐受策略研究
  • 批准号:
    30970527
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
骨髓间充质干细胞向肝脏星状细胞定向分化的构建及其在诱导同种异体胰岛细胞移植免疫耐受中的作用
  • 批准号:
    30872484
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    32.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
口服MHC肽诱导的受体Treg源性exosome干预肾移植排斥反应的机制研究
  • 批准号:
    30872580
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    31.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
蛋鸡啄羽相残行为的研究:基于社会性气味识别的控制对策
  • 批准号:
    30770289
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    8.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
ICOS-Fc诱导特异性移植免疫耐受的实验研究
  • 批准号:
    30371400
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Molecular Mechanisms of Pseudomonas aeruginosa Antibiotic Persistence in Monocultures and Microbial Communities
单一栽培和微生物群落中铜绿假单胞菌抗生素持久性的分子机制
  • 批准号:
    10749974
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Mechanisms of antibiotic failure during osteomyelitis
骨髓炎期间抗生素失效的机制
  • 批准号:
    10737292
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Strategies for improving the efficacy of combinatorial antibiotic therapy in chronic infections
提高慢性感染联合抗生素治疗疗效的策略
  • 批准号:
    10736285
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Antibiotic tolerance: membraneless organelles and autolysin regulation
抗生素耐受:无膜细胞器和自溶素调节
  • 批准号:
    10333641
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Collateral Consequences of Enabler Genotypes in Antibiotic Treatment Failure.
抗生素治疗失败中促成基因型的附带后果。
  • 批准号:
    10703351
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Elucidating the mechanisms of antibiotic tolerance in Staphylococcus aureus biofilms
阐明金黄色葡萄球菌生物膜的抗生素耐受机制
  • 批准号:
    10704541
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Elucidating the mechanisms of antibiotic tolerance in Staphylococcus aureus biofilms
阐明金黄色葡萄球菌生物膜的抗生素耐受机制
  • 批准号:
    10464936
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Drug resistance enablers and their role in antibiotic treatment failure
耐药性促成因素及其在抗生素治疗失败中的作用
  • 批准号:
    10703347
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
Antibiotic tolerance, bacterial persistence and ATP synthase / Tolérance aux antibiotiques, persistance bactérienne et ATP synthétase
抗生素耐受性、细菌持久性和 ATP 合成酶 / 抗生素耐受性、细菌持久性和 ATP 合成酶
  • 批准号:
    RGPIN-2020-04811
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Antibiotic tolerance: membraneless organelles and autolysin regulation
抗生素耐受:无膜细胞器和自溶素调节
  • 批准号:
    10618131
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.64万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了