Перекрестная резистентность
 | В этой статье отсутствует информация о перекрестной устойчивости сельскохозяйственных пестицидов. ( сентябрь 2021 г. ) |
Перекрестная резистентность – это когда что-то развивает устойчивость к нескольким веществам, имеющим схожий механизм действия. Например, если у определенного типа бактерий развивается устойчивость к одному антибиотику, эти бактерии также будут иметь устойчивость к нескольким другим антибиотикам, нацеленным на тот же белок или использующим тот же путь проникновения в бактерию. Реальный пример перекрестной резистентности произошел с налидиксовой кислотой и ципрофлоксацином , которые оба являются хинолоновыми антибиотиками . Когда у бактерий развилась устойчивость к ципрофлоксацину, у них также развилась устойчивость к налидиксовой кислоте, поскольку оба препарата ингибируют топоизомеразу , ключевой фермент репликации ДНК. [ 1 ] Из-за перекрестной резистентности противомикробные методы лечения, такие как фаготерапия, могут быстро потерять свою эффективность против бактерий. [ 2 ] Это делает перекрестную резистентность важным фактором при разработке эволюционных методов лечения .
Определение
[ редактировать ]Перекрестная резистентность заключается в том, что развитие резистентности к одному веществу впоследствии приводит к резистентности к одному или нескольким веществам, которым можно противостоять аналогичным образом. Это происходит, когда устойчивость к нескольким соединениям обеспечивается с помощью одного механизма, такого как откачивающий насос . [ 3 ] Который может поддерживать концентрацию токсичного вещества на низком уровне и может делать это для нескольких соединений. Увеличение активности такого механизма в ответ на одно соединение оказывает аналогичный эффект и на другие. Точное определение перекрестной резистентности зависит от области интересов.
Борьба с вредителями
[ редактировать ]В борьбе с вредителями перекрестная устойчивость определяется как развитие устойчивости популяций вредителей к множеству пестицидов одного химического семейства. [ 4 ] Как и в случае с микробами, это может происходить из-за совместного использования целевых сайтов связывания. Один из таких примеров имеет место в случае, когда мутации кадгерина могут привести к перекрестной устойчивости H. Armigera к Cry1Aa и Cry1Ab. Также существует множественная устойчивость , при которой устойчивость к множеству пестицидов возникает за счет разных механизмов устойчивости, а не одних и тех же механизмов. [ 5 ]
Микроорганизмы
[ редактировать ]В другом случае его определяют как устойчивость вируса к новому лекарству в результате предыдущего воздействия другого лекарства. [ 6 ] Или в контексте микробов как устойчивости к множеству различных противомикробных агентов в результате единого молекулярного механизма. [ 7 ]
Устойчивость к антибиотикам
[ редактировать ]Перекрестная резистентность играет важную роль в широко распространенной проблеме устойчивости к антибиотикам ; область клинического значения. Продолжается рост развития у бактерий множественной лекарственной устойчивости . Частично это связано с широким использованием противомикробных соединений в различных средах. [ 8 ] Но устойчивость к антибиотикам может возникнуть по-разному. Это не обязательно является результатом воздействия противомикробного соединения.
Структурное сходство
[ редактировать ]Перекрестная резистентность может возникать между химически схожими соединениями, например, между антибиотиками одного и разных классов. [ 9 ] Тем не менее, структурное сходство является слабым предиктором устойчивости к антибиотикам и вообще не предсказывает устойчивость к антибиотикам, если аминогликозиды . при сравнении не учитываются [ 10 ]
Целевое сходство
[ редактировать ]Перекрестная резистентность чаще всего возникает из-за сходства целей. Это возможно, когда противомикробные агенты имеют одну и ту же мишень, инициируют гибель клеток одинаковым образом или имеют одинаковый путь доступа. Примером является перекрестная резистентность между антибиотиками и дезинфицирующими средствами. Воздействие некоторых дезинфицирующих средств может привести к усилению экспрессии генов, кодирующих откачивающие насосы, способные поддерживать низкие уровни антибиотиков. Таким образом, тот же механизм, который используется для выведения дезинфицирующего соединения из клетки, можно использовать и для выведения из клетки антибиотиков. [ 11 ] Другим примером является перекрестная резистентность между антибиотиками и металлами. Как упоминалось ранее, соединения не обязательно должны быть схожими по структуре, чтобы обеспечить перекрестную резистентность. Это также может произойти, когда тот же механизм используется для удаления соединения из клетки. Например , у бактерий Listeria monocytogenes был обнаружен переносчик нескольких лекарств, который может экспортировать как металлы, так и антибиотики. [ 12 ] [ 13 ] Экспериментальная работа показала, что воздействие цинка может привести к повышению уровня устойчивости бактерий к антибиотикам. [ 14 ] В нескольких других исследованиях сообщалось о перекрестной резистентности к различным типам металлов и антибиотикам. Они работали через несколько механизмов, таких как системы оттока лекарств и дисульфидных связей системы образования . Возможным следствием этого является то, что не только присутствие антибактериальных соединений может привести к развитию устойчивости к антибиотикам, но и к факторам окружающей среды, таким как воздействие тяжелых металлов. [ 3 ]
Побочная чувствительность
[ редактировать ]Побочная чувствительность возникает, когда развитие множественной лекарственной устойчивости приводит к развитию чувствительности бактерий к другим лекарствам. Такие разработки могут быть использованы исследователями в целях борьбы с вредом, причиняемым перекрестной резистентностью к широко используемым антибиотикам. [ 15 ] Повышенная чувствительность к антибиотику означает, что для достижения адекватного подавления роста можно использовать более низкую концентрацию антибиотика. Побочная чувствительность и устойчивость к антибиотикам существуют как компромисс, в котором преимущества, получаемые от устойчивости к антибиотикам, уравновешиваются рисками, связанными с побочной чувствительностью. [ 16 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перишон, Б. «Перекрестное сопротивление» . НаукаДирект . Энциклопедия микробиологии . Проверено 26 июля 2021 г.
- ^ Райт, Розанна (3 октября 2018 г.). «Перекрестная резистентность является модульной во взаимодействиях бактерий и фагов» . ПЛОС Биология . 16 (10): e2006057. doi : 10.1371/journal.pbio.2006057 . ПМК 6188897 . ПМИД 30281587 .
- ^ Jump up to: а б Пал, Чандан; Азиани, Каришма; Арья, Санкальп; Ренсинг, Кристофер; Штекель, Дов Дж.; Ларссон, генеральный директор Йоаким; Хобман, Джон Л. (01.01.2017), Пул, Роберт К. (редактор), «Глава седьмая - Устойчивость к металлам и ее связь с устойчивостью к антибиотикам», « Достижения в микробной физиологии » , «Микробиология ионов металлов», 70 , Академический Пресса: 261–313, doi : 10.1016/bs.ampbs.2017.02.001 , PMID 28528649
- ^ Сарвар, Мухаммед; Аслам, Рухи (01 января 2020 г.), Авасти, Л.П. (редактор), «Глава 23 - Новые достижения в биологии насекомых-переносчиков и эпидемиологии вирусов» , Applied Plant Virology , Academic Press , стр. 301–311, doi : 10.1016 /b978-0-12-818654-1.00023-2 , ISBN 978-0-12-818654-1 , S2CID 219881317 , получено 23 сентября 2021 г.
- ^ Ву, Идун (01 января 2014 г.), Дадиалла, Тарлочан С.; Гилл, Сарджит С. (ред.), «Глава шестая - Обнаружение и механизмы устойчивости насекомых к крикам токсинов Bacillus thuringiensis» , «Достижения в физиологии насекомых» , «Средняя кишка насекомых и инсектицидные белки», том. 47, Academic Press, стр. 297–342, doi : 10.1016/B978-0-12-800197-4.00006-3 , получено 7 декабря 2022 г.
- ^ Локарнини, Стивен; Боуден, Скотт (1 августа 2010 г.). «Лекарственная устойчивость в противовирусной терапии» . Клиники заболеваний печени . Хронический гепатит B: обновленная информация. 14 (3): 439–459. дои : 10.1016/j.cld.2010.05.004 . ISSN 1089-3261 . ПМИД 20638024 .
- ^ Колклаф, Эбигейл; Корандер, Юкка; Шеппард, Сэмюэл К.; Бэйлисс, Сион К.; Вос, Мишель (28 января 2019 г.). «Модель перекрестной резистентности и сопутствующей чувствительности между клиническими антибиотиками и природными противомикробными препаратами» . Эволюционные приложения . 12 (5). Уайли: 878–887. Бибкод : 2019EvApp..12..878C . дои : 10.1111/eva.12762 . ISSN 1752-4571 . ПМК 6503891 . ПМИД 31080502 .
- ^ Анес, Жуан; Маккаскер, Мэтью П.; Фаннинг, Симус; Мартинс, Марта (10 июня 2015 г.). «Все тонкости откачивающих насосов RND в Escherichia coli» . Границы микробиологии . 6 : 587. дои : 10.3389/fmicb.2015.00587 . ПМК 4462101 . ПМИД 26113845 .
- ^ Сандерс, CC; Сандерс, МЫ; Геринг, Р.В.; Вернер, В. (1984). «Выбор множественной устойчивости к антибиотикам к хинолонам, бета-лактамам и аминогликозидам с особым упором на перекрестную резистентность между несвязанными классами лекарств» . Антимикробные средства и химиотерапия . 26 (6). Американское общество микробиологии: 797–801. дои : 10.1128/aac.26.6.797 . ISSN 0066-4804 . ПМК 180026 . ПМИД 6098219 .
- ^ Лазар, Виктория; Надь, Иштван; Спон, Река; Чёрго, Балинт; Дьёркей, Адам; Ньергес, Акос; Хорват, Балаж; Ворёш, Андреа; Буса-Фекете, Роберт; Хртян, Моника; Богос, Балаж; Бехи, Орсоля; Фекете, Грегори; Саппанос, Балаж; Кегль, Балаж (2014). «Полногеномный анализ позволяет выявить детерминанты сети взаимодействия перекрестной резистентности к антибиотикам» . Природные коммуникации . 5 : 4352. Бибкод : 2014NatCo...5.4352L . дои : 10.1038/ncomms5352 . ПМК 4102323 . ПМИД 25000950 .
- ^ Чепмен, Джон С. (2003). «Механизмы устойчивости к дезинфицирующим средствам, перекрестная и корезистентность». Международная биопорча и биодеградация . Гигиена и дезинфекция. 51 (4). Эльзевир : 271–276. дои : 10.1016/s0964-8305(03)00044-1 . ISSN 0964-8305 .
- ^ Мата, Монтана; Бакеро, Ф.; Перес-Диас, Х.К. (2000). «Переносчик оттока нескольких лекарств в Listeria monocytogenes» . Письма FEMS по микробиологии . 187 (2): 185–188. дои : 10.1111/j.1574-6968.2000.tb09158.x . ISSN 0378-1097 . ПМИД 10856655 .
- ^ Бейкер-Остин, Крейг; Райт, Мередит С.; Степанаускас, Рамунас; Макартур, СП (2006). «Совместный выбор устойчивости к антибиотикам и металлам». Тенденции в микробиологии . 14 (4). Cell Press : 176–182. дои : 10.1016/j.tim.2006.02.006 . ISSN 0966-842X . ПМИД 16537105 .
- ^ Пельтье, Эдвард; Винсент, Джошуа; Финн, Кристофер; Грэм, Дэвид В. (2010). «Цинк-индуцированная устойчивость к антибиотикам в биореакторах с активным илом». Исследования воды . 44 (13). Международная водная ассоциация ( Эльзевир ): 3829–3836. Бибкод : 2010WatRe..44.3829P . дои : 10.1016/j.watres.2010.04.041 . ISSN 0043-1354 . ПМИД 20537675 .
- ^ Пал, Чаба; Папп, Балаж; Лазар, Виктория (июль 2015 г.). «Побочная чувствительность микробов, устойчивых к антибиотикам» . Тенденции в микробиологии . 23 (7): 401–407. дои : 10.1016/j.tim.2015.02.009 . ISSN 0966-842X . ПМЦ 5958998 . ПМИД 25818802 .
- ^ Ремхильд, Родерих; Андерссон, Дэн И. (14 января 2021 г.). «Механизмы и терапевтический потенциал сопутствующей чувствительности к антибиотикам» . ПЛОС Патогены . 17 (1): e1009172. дои : 10.1371/journal.ppat.1009172 . ISSN 1553-7374 . ПМЦ 7808580 . ПМИД 33444399 .