Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

 

"Child`s Health" Том 14, №3, 2019

Back to issue

Drugs inhibiting the quorum-sensing of bacteria Staphylococcus aureus

Authors: Абатуров А.Е.(1), Крючко Т.А.(2)
(1) — ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины», г. Днепр, Украина
(2) — ВГНУЗ «Украинская медицинская стоматологическая академия», г. Полтава, Украина

Categories: Pediatrics/Neonatology

Sections: Specialist manual

print version


Summary

У науковому огляді наведено дані щодо функціонування систем кворум-сенсингу Agr і RAP/TRAP бактерій Staphylococcus aureus. Подана характеристика препаратів, що пригнічують експорт AIP з бактеріальної клітини, активність гістидинкінази AgrC, експресію і функціональну активність AgrA, експресію транскрипта RNAIII бактерій Staphylococcus aureus. Припущено, що препарати, які будуть розроблені для придушення активності механізмів кворум-сенсингу бактерій Staphylococcus aureus, займуть гідне місце в антистафілококовій терапії.

В научном обзоре представлены данные о функционировании систем кворум-сенсинга Agr и RAP/TRAP бактерий Staphylococcus aureus. Дана характеристика препаратов, которые ингибируют экспорт AIP из бактериальной клетки, активность гистидинкиназы AgrC, экспрессию и функциональную активность AgrA, экспрессию транскрипта RNAIII бактерий Staphylococcus aureus. Предположено, что препараты, которые будут разработаны для подавления активности механизмов кворум-сенсинга бактерий Staphylococcus aureus, займут достойное место в антистафилококковой терапии.

The scientific review presents data on the functioning of the quorum-sensing systems Agr and RAP/TRAP of Staphylococcus aureus bacteria. The paper gives the characteristics of medications inhibiting the export of AIP from a bacterial cell, the activity of histidine kinase AgrC, the expression and functional activity of AgrA, the expression of the RNAIII transcript of Staphylococcus aureus bacteria. It is suggested that the drugs developed to inhibit the activity of the mechanisms of the quorum sensing of Staphylococcus aureus bacteria will take a worthy place in anti-staphylococcal therapy.


Keywords

кворум-сенсинг; Staphylococcus aureus; інгібітори кворум-сенсингу; огляд

кворум-сенсинг; Staphylococcus aureus; ингибиторы кворум-сенсинга; обзор

quorum sensing; Staphylococcus aureus; inhibitors of quorum sensing; review


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Абатуров А.Е., Волосовец А.П., Юлиш Е.И. Роль Toll-подобных рецепторов в рекогниции патоген-ассоциированных молекулярных структур инфекционных патогенных агентов в развитии воспаления. Часть 1. Семейство TLR // Здоровье ребенка. — 2012. — № 5(40). — С. 116-121.

2. Balaban N. Treatment of Staphylococcus aureus biofilm infection by the quorum-sensing inhibitor RIP / N. Balaban, O. Cirioni, A. Giacometti et al. // Antimicrob. Agents Chemother. — 2007 Jun. — 51(6). — Р. 2226-9. doi: 10.1128/AAC.01097-06.

3. Baldassarre L. Discovery of novel RIP derivatives by alanine scanning for the treatment of S. aureus infections / L. Baldassarre, E. Fornasari, C. Cornacchia et al. // Med. Chem. Comm. — 2013. — 4. — Р. 1114-1117. https://doi.org/10.1039/C3md00122a.

4. Baldry M. The agr Inhibitors Solonamide B and Analogues Alter Immune Responses to Staphylococccus aureus but Do Not Exhibit Adverse Effects on Immune Cell Functions / M. Baldry, B. Kitir, H. Frøkiær et al. // PLoS One. — 2016 Jan 5. — 11(1). — Р. e0145618. doi: 10.1371/journal.pone.0145618.

5. Bröker B.M., Holtfreter S., Bekeredjian-Ding I. Immune control of Staphylococcus aureus — regulation and counter-regulation of the adaptive immune response // Int. J. Med. Microbiol. — 2014 Mar. — 304(2). — Р. 204-14. doi: 10.1016/j.ijmm.2013.11.008.

6. Cassandra L. Quave, Alexander R. Horswill Flipping the switch: tools for detecting small molecule inhibitors of staphylococcal virulence // Front Microbiol. — 2014. — 5. — Р. 706. Prepublished online 2014 Oct 29. Published online 2014 Dec 12. doi: 10.3389/fmicb.2014.00706.

7. Cullen L., McClean S. Bacterial Adaptation during Chronic Respiratory Infections // Pathogens. — 2015 Mar 2. — 4(1). — Р. 66-89. doi: 10.3390/pathogens4010066.

8. Da F. Antisense locked nucleic acids targeting agrA inhibit quorum sensing and pathogenesis of community-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus / F. Da, L. Yao, Z. Su et al. // J. Appl. Microbiol. — 2017 Jan. — 122(1). — Р. 257-267. doi: 10.1111/jam.13321.

9. Desouky S.E. Cyclodepsipeptides produced by actinomycetes inhibit cyclic-peptide-mediated quorum sensing in Gram-positive bacteria / S.E. Desouky, A. Shojima, R.P. Singh et al. // FEMS Microbiol. Lett. — 2015 Jul. — 362(14). — Рii: fnv109. doi: 10.1093/femsle/fnv109.

10. Doulgeraki A.I. Methicillin-resistant food-related Staphylococcus aureus: a review of current knowledge and biofilm formation for future studies and applications / A.I. Doulgeraki, P. Di Ciccio, A. Ianieri, G.E. Nychas // Res. Microbiol. — 2017 Jan. — 168(1). — Р. 1-15. doi: 10.1016/j.resmic.2016.08.001.

11. Habboush Y., Guzman N. Antibiotic Resistance // StatPearls [Internet]. — Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, 2018 Jan — 2018 Jun 6.

12. Hansen A.M. Lactam hybrid analogues of solonamide B and autoinducing peptides as potent S. aureus AgrC antagonists / A.M. Hansen, P. Peng, M. Baldry et al. // Eur. J. Med. Chem. — 2018 May 25. — 152. — Р. 370-376. doi: 10.1016/j.ejmech.2018.04.053.

13. Hernández-Aquino E., Muriel P. Beneficial effects of naringenin in liver diseases: Molecular mechanisms // World J. Gastroenterol. — 2018 Apr 28. — 24(16). — Р. 1679-1707. doi: 10.3748/wjg.v24.i16.1679.

14. Igarashi Y. Avellanin C, an inhibitor of quorum-sensing signaling in Staphylococcus aureus, from Hamigera ingelheimensis / Y. Igarashi, F. Gohda, T. Kadoshima et al. // J. Antibiot. (Tokyo). — 2015 Nov. — 68(11). — Р. 707-10. doi: 10.1038/ja.2015.50.

15. Junie L.M. Molecular epidemiology of the community-associated methicillin-resistant staphylococcus aureus clones: a synthetic review / L.M. Junie, I.I. Jeican, L. Matroş, S.L. Pandrea // Clujul. Med. — 2018 — 91(1). — Р. 7-11. doi: 10.15386/cjmed-807.

16. Karathanasi G. Linear peptidomimetics as potent antagonists of Staphylococcus aureus agr quorum sensing / G. Karathanasi, M.S. Bojer, M. Baldry et al. // Sci. Rep. — 2018 Feb 23. — 8(1). — Р. 3562. doi: 10.1038/s41598-018-21951-4.

17. Khodaverdian V. Discovery of antivirulence agents against methicillin-resistant Staphylococcus aureus / V. Khodaverdian, M. Pesho, B. Truitt et al. // Antimicrob. Agents Chemother. — 2013 Aug. — 57(8). — Р. 3645-52. doi: 10.1128/AAC.00269-13.

18. Kumburu H.H. Hospital Epidemiology of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus in a Tertiary Care Hospital in Moshi, Tanzania, as Determined by Whole Genome Sequencing / H.H. Kumburu, T. Sonda, P. Leekitcharoenphon et al. // Biomed. Res. Int. — 2018 Jan 2. — 2018. — 2087693. doi: 10.1155/2018/2087693.

19. Le K.Y., Otto M. Quorum-sensing regulation in staphylococci-an overview // Front. Microbiol. — 2015 Oct 27. — 6. — 1174. doi: 10.3389/fmicb.2015.01174.

20. Lee K. Anti-biofilm, anti-hemolysis, and anti-virulence activities of black pepper, cananga, myrrh oils, and nerolidol against Staphylococcus aureus / K. Lee, J.H. Lee, S.I. Kim et al. // Appl. Microbiol. Biotechnol. — 2014 Nov. — 98(22). — Р. 9447-57. doi: 10.1007/s00253-014-5903-4.

21. Li J. Lactobacillus reuteri-produced cyclic dipeptides quench agr-mediated expression of toxic shock syndrome toxin-1 in staphylococci / J. Li, W. Wang, S.X. Xu et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2011 Feb 22. — 108(8). — Р. 3360-5. doi: 10.1073/pnas.1017431108.

22. Madden G.R., Sifri C.D. Antimicrobial Resistance to Agents Used for Staphylococcus aureus Decolonization: Is There a Reason for Concern? // Curr. Infect. Dis. Rep. — 2018 Jun 7. — 20(8). — 26. doi: 10.1007/s11908-018-0630-0.

23. Murray E.J. Targeting Staphylococcus aureus quorum sensing with nonpeptidic small molecule inhibitors / E.J. Murray, R.C. Crowley, A. Truman et al. // J. Med. Chem. — 2014 Mar 27. — 57(6). — Р. 2813-9. doi: 10.1021/jm500215s.

24. Novick R.P., Geisinger E. Quorum sensing in staphylococci // Annu. Rev. Genet. — 2008. — 42. — Р. 541-64. doi: 10.1146/annurev.genet.42.110807.091640.

25. Pollitt E.J. Cooperation, quorum sensing, and evolution of virulence in Staphylococcus aureus / Pollitt E.J., West S.A., Crusz S.A. et al. // Infect. Immun. — 2014 Mar. — 82(3). — Р. 1045-51. doi: 10.1128/IAI.01216-13.

26. Simonetti O. Efficacy of the Quorum Sensing Inhibitor FS10 Alone and in Combination with Tigecycline in an Animal Model of Staphylococcal Infected Wound / O. Simonetti, O. Cirioni, I. Cacciatore et al. // PLoS One. — 2016 Jun 2. — 11(6). — Р. e0151956. doi: 10.1371/journal.pone.0151956.

27. Singh R., Ray P. Quorum sensing-mediated regulation of staphylococcal virulence and antibiotic resistance // Future Microbiol. — 2014. — 9(5). — Р. 669-81. doi: 10.2217/fmb.14.31.

28. Solano C., Echeverz M., Lasa I. Biofilm dispersion and quorum sensing // Curr. Opin. Microbiol. — 2014 Apr. — 18. — Р. 96-104. doi: 10.1016/j.mib.2014.02.008.

29. Sully E.K. Selective chemical inhibition of agr quorum sensing in Staphylococcus aureus promotes host defense with minimal impact on resistance / E.K. Sully, N. Malachowa, B.O. Elmore et al. // PLoS Pathog. — 2014 Jun 12. — 10(6). — Р. e1004174. doi: 10.1371/journal.ppat.1004174.

30. Tal-Gan Y. Highly potent inhibitors of quorum sensing in Staphylococcus aureus revealed through a systematic synthetic study of the group-III autoinducing peptide / Y. Tal-Gan, D.M. Stacy, M.K. Foegen et al. // J. Am. Chem. Soc. — 2013 May 29. — 135(21). — Р. 7869-82. doi: 10.1021/ja3112115.

31. Tal-Gan Y., Stacy D.M., Blackwell H.E. N-Methyl and peptoid scans of an autoinducing peptide reveal new structural features required for inhibition and activation of AgrC quorum sensing receptors in Staphylococcus aureus // Chem. Commun. (Camb.). — 2014 Mar 21. — 50(23). — Р. 3000-3. doi: 10.1039/c4cc00117f.

32. Tan L. Therapeutic Targeting of the Staphylococcus aureus Accessory Gene Regulator (agr) System / L. Tan, S.R. Li, B. Jiang, X.M. Hu, S. Li // Front. Microbiol. — 2018 Jan 25. — 9. — 55. doi: 10.3389/fmicb.2018.00055.

33. Todd D.A. Hybrid Quadrupole-Orbitrap mass spectrometry for quantitative measurement of quorum sensing inhibition / D.A. Todd, D.B. Zich, K.A. Ettefagh et al. // J. Microbiol. Methods. — 2016 Aug. — 127. — Р. 89-94. doi: 10.1016/j.mimet.2016.05.024.

34. Todd D.A. Signal Biosynthesis Inhibition with Ambuic Acid as a Strategy To Target Antibiotic-Resistant Infections / D.A. Todd, C.P. Parlet, H.A. Crosby et al. // Antimicrob. Agents Chemother. — 2017 Jul 25. — 61(8). — Р. e00263-17. doi: 10.1128/AAC.00263-17.

35. Tsuchikama K., Shimamoto Y., Anami Y. Truncated Autoinducing Peptide Conjugates Selectively Recognize and Kill Staphylococcus aureus // ACS Infect. Dis. — 2017 Jun 9. — 3(6). — Р. 406-410. doi: 10.1021/acsinfecdis.7b00013.

36. Turkey A.M. Molecular assessment of accessory gene regulator (agr) quorum sensing system in biofilm forming Staphylococcus aureus and study of the effect of silver nanoparticles on agr system / A.M. Turkey, K.K. Barzani, A.A.J. Suleiman, J.J. Abed // Iran. J. Microbiol. — 2018 Feb. — 10(1). — Р. 14-21. PMID: 29922414.

37. Vasquez J.K. Simplified AIP-II Peptidomimetics Are Potent Inhibitors of Staphylococcus aureus AgrC Quorum Sensing Receptors / J.K. Vasquez, Y. Tal-Gan, G. Cornilescu et al. // Chembiochem. — 2017 Feb 16. — 18(4). — Р. 413-423. doi: 10.1002/cbic.201600516.

38. Vermote A. Hamamelitannin Analogues that Modulate Quorum Sensing as Potentiators of Antibiotics against Staphylococcus aureus / Vermote A., Brackman G., Risseeuw M.D. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. — 2016 May 23. — 55(22). — Р. 6551-5. doi: 10.1002/anie.201601973.

39. Vermote A. Novel hamamelitannin analogues for the treatment of biofilm related MRSA infections-A scaffold hopping approach / A. Vermote, G. Brackman, M.D. Risseeuw et al. // Eur. J. Med. Chem. — 2017 Feb 15. — 127. — Р. 757-770. doi: 10.1016/j.ejmech.2016.10.056.

40. Walz J.M. Anti-infective external coating of central venous catheters: a randomized, noninferiority trial comparing 5-fluorouracil with chlorhexidine/silver sulfadiazine in preventing catheter colonization / J.M. Walz, R.L. Avelar, K.J. Longtine et al. // Crit. Care Med. — 2010 Nov. — 38(11). — Р. 2095-102. doi: 10.1097/CCM.0b013e3181f265ba.

41. Wang B., Muir T.W. Regulation of Virulence in Staphylococcus aureus: Molecular Mechanisms and Remaining Puzzles // Cell. Chem. Biol. — 2016 Feb 18. — 23(2). — Р. 214-24. doi: 10.1016/j.chembiol.2016.01.004.

42. Wang L.H. Modification of membrane properties and fatty acids biosynthesis-related genes in Escherichia coli and Staphylococcus aureus: Implications for the antibacterial mechanism of naringenin / L.H. Wang, X.A. Zeng, M.S. Wang et al. // Biochim. Biophys. Acta. — 2018 Feb. — 1860(2). — Р. 481-490. doi: 10.1016/j.bbamem.2017.11.007.

43. Washam M. Risk factors for methicillin-resistant Staphylococcus aureus colonization in the neonatal intensive care unit: A systematic review and meta-analysis / M. Washam, J. Woltmann, B. Haberman et al. // Am. J. Infect. Control. — 2017 Dec 1. — 45(12). — Р. 1388-1393. doi: 10.1016/j.ajic.2017.06.021.

44. Zhang Y. Inhibition of a-toxin production by subinhibitory concentrations of naringenin controls Staphylococcus aureus pneumonia / Y. Zhang, J.F. Wang, J. Dong et al. // Fitoterapia. — 2013 Apr. — 86. — Р. 92-9. doi: 10.1016/j.fitote.2013.02.001.

45. Zhou Y. Oligomerization of RNAIII-Inhibiting Peptide Inhibits Adherence and Biofilm Formation of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus In Vitro and In Vivo / Y. Zhou, R. Zhao, B. Ma et al. // Microb. Drug. Resist. — 2016 Apr. — 22(3). — Р. 193-201. doi: 10.1089/mdr.2015.0170.

Similar articles

Inhibition of bacterial quorum sensing (general concept)
Authors: Абатуров А.Е.(1), Крючко Т.А.(2)
(1) — ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины», г. Днепр, Украина
(2) — Украинская медицинская стоматологическая академия, г. Полтава, Украина

"Child`s Health" Том 14, №1, 2019
Date: 2019.03.06
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
Medication-induced inhibition of the activity of sensing quorum  of Pseudomonas aeruginosa bacteria
Authors: Абатуров А.Е.(1), Крючко Т.А.(2)
(1) — ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины», г. Днепр, Украина
(2) — ВГУЗУ «Украинская медицинская стоматологическая академия», г. Полтава, Украина

"Child`s Health" Том 14, №4, 2019
Date: 2019.08.05
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
Quorum sensing inhibitors of bacteria Streptococcus pneumoniae
Authors: Абатуров А.Е.(1), Крючко Т.А.(2)
(1) — ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины», г. Днепр, Украина
(2) — Украинская медицинская стоматологическая академия, г. Полтава, Украина

"Child`s Health" Том 14, №2, 2019
Date: 2019.05.21
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
Antibiofilm therapy in the treatment of respiratory infectious diseases caused  by bacterial pathogens
Authors: Абатуров А.Е.(1), Крючко Т.А.(2)
(1) — ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины», г. Днепр, Украина
(2) — ВГУЗУ «Украинская медицинская стоматологическая академия», г. Полтава, Украина

"Child`s Health" Том 13, №7, 2018
Date: 2018.12.18
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual

Back to issue