Clinically Approved Drugs Inhibit the Staphylococcus aureus Multidrug NorA Efflux Pump and Reduce Biofilm Formation

Staphylococcus aureus has acquired resistance to antibiotics since their first use. The S. aureus protein NorA, an efflux pump belonging to the major facilitator superfamily (MFS), contributes to resistance to fluoroquinolones (e.g., ciprofloxacin), biocides, dyes, quaternary ammonium compounds, and antiseptics. Different compounds have been identified as potential efflux pump inhibitors (EPIs) of NorA that result in increased intracellular concentration of antibiotics, restoring their antibacterial activity and cell susceptibility. However, none of the currently known EPIs have been approved for clinical use, probably due to their toxicity profiles. In the present study, we screened approved drugs for possible efflux pump inhibition. By screening a compound library of approximately 1200 different drugs, we identified nilotinib, a tyrosine kinase inhibitor, as showing the best efflux pump inhibitory activity, with a fractional inhibitory concentration index of 0.1875, indicating synergism with ciprofloxacin, and a minimum effective concentration as low as 0.195 μM. Moreover, at 0.39 μM, nilotinib, in combination with 8 μg/mL of ciprofloxacin, led to a significant reduction in biofilm formation and preformed mature biofilms. This is the first description of an approved drug that can be used as an efflux pump inhibitor and to reduce biofilms formation at clinically achievable concentrations

Preclinical Alterations in the Serum of COL(IV)A3^–/^– Mice as Early Biomarkers of Alport Syndrome

The efficiency of the inhibition of the angiotensin converting enzyme, the most widely used therapy for the Alport syndrome, depends on the onset of the therapythe earlier the better. Hence, early progressive biomarkers are urgently required to allow for preclinical diagnosis, an early start of possible therapy as well as the monitoring of this therapy. In the present study, an improved comprehensive and precise proteomic approach has been applied to the serum of juvenile Alport-mice, nontreated and treated, and wild-type controls of various ages to search for biomarkers. With a total of 2542 stringently altered proteins, the serum composition clearly shows a dependency on age, that is, stage, and therapy. Initially, the serum constituents indicate an enhanced extracellular matrix remodeling, cell damage, and the production of particular acute phase proteins. A panel of 15 potential biomarker candidates has been identified. In later stages, renal filtration failure and systemic acute phase reaction determine the composition of the serum; an effect that is well-known for manifested human Alport syndrome. With a small number of mouse urine samples, for example, the proteomic results for gelsolin could be verified using ELISA. Once verified in man, these early biomarkers would allow for a sensitive and specific diagnosis of the Alport syndrome in children as well as facilitate the monitoring of a possible therapy

Reduced Glycolysis and Cytotoxicity in <i>Staphylococcus aureus</i> Isolates from Chronic Rhinosinusitis as Strategies for Host Adaptation

Chronic rhinosinusitis (CRS) is a multifactorial infection of the nasal cavity and sinuses. In this study, nasal swabs from control donors (N = 128) and patients with CRS (N = 246) were analysed. Culture methods and metagenomics revealed no obvious differences in the composition of the bacterial communities between the two groups. However, at the functional level, several metabolic pathways were significantly enriched in the CRS group compared to the control group. Pathways such as carbohydrate transport metabolism, ATP synthesis, cofactors and vitamins, photosynthesis and transcription were highly enriched in CRS. In contrast, pathways related to lipid metabolism were more representative in the control microbiome. As S. aureus is one of the main species found in the nasal cavity, staphylococcal isolates from control and CRS samples were analysed by microarray and functional assays. Although no significant genetic differences were detected by microarray, S. aureus from CRS induced less cytotoxicity to lung cells and lower rates of glycolysis in host cells than control isolates. These results suggest the differential modulation of staphylococcal virulence by the environment created by other microorganisms and their interactions with host cells in control and CRS samples. These changes were reflected in the differential expression of cytokines and in the expression of Agr, the most important quorum-sensing regulator of virulence in S. aureus. In addition, the CRS isolates remained stable in their cytotoxicity, whereas the cytotoxic activity of S. aureus isolated from control subjects decreased over time during in vitro passage. These results suggest that host factors influence the virulence of S. aureus and promote its adaptation to the nasal environment during CRS

Staphylococcus aureus proveniente de infección crónica recupera la expresión de factores de virulencia luego de pasajes por sangre en un modelo murino de bacteriemia

Staphylococcus aureus, un patógeno oportunista, es la principal causa de osteomielitis. Al ingresar al huésped, {S. aureus} microevoluciona y se adapta para la persistencia y cronicidad de la infección. Un rasgo adaptativo para persistir es la pérdida de expresión del gen {agr}, con reducción de virulencia y falta de expresión de polisacárido capsular (PC). Los mutantes de {agr} probablemente representan un callejón sin salida de la evolución en el sitio de infección, porque puede dificultarse su diseminación a través de la sangre y causar infecciones metastásicas. El objetivo de este trabajo fue determinar si existen mecanismos que le permitan a la bacteria recuperar la expresión de factores de virulencia bajo presión selectiva de ambientes hostiles como el torrente sanguíneo. Materiales y métodos La cepa HU-14 se aisló de un paciente de 34 años con un implante protésico en el fémur derecho. Es SCCmec tipo 1, Agr II, ST5, CC5 y Spa t149, pero su PC fue no tipificable (NT). Posee una inserción de IS256 en {agrC}, lo que hace que {agr} esté inactivo. HU-14 fue inoculado por via i.p. a ratones CF1. Los animales se sacrificaron a las 24 h y las bacterias se recuperaron de la sangre, se sembraron en placas de TSA y a las 24 h se reinyectaron en otros ratones. Este ciclo se repitió 7 veces. El aislamiento de {S. aureus} P3.1 se recuperó en el tercer ciclo. La producción de PC5 se evaluó mediante "colony inmunoblot" y la de estafiloxantina por espectrometría. La integridad de los principales reguladores se investigó mediante el análisis de secuencia de genoma completo obtenido por Illumina MiSeq. La expresión de RNAIII y otros reguladores principales se evaluó mediante qRT-PCR. La actividad de {sigB} se evaluó por qRT-PCR de {asp23}. Resultados P3.1 expresó PC5 con fenotipo estable. La amplificación por PCR del locus {agr} reveló que IS256 permanecía en {agrC}. Se demostró que ambas cepas no expresaban RNAIII, confirmando que el locus {agr} estaba inactivo. Las colonias de P3.1 en TSA se observaron altamente pigmentadas en comparación con HU-14 y sólo P3.1 produjo estafiloxantina. La evaluación de la expresión de {asp23} reveló que existe mayor actividad de {sigB} en la variante P3.1 en comparación con la cepa parental HU-14. Los niveles de producción de proteasa y hemolisina, así como el perfil de resistencia a los antibióticos de ambos aislamientos fueron idénticos. Conclusión Se demostró que un aislamiento clínico de {S. aureus} adaptado a la cronicidad, que no produce PC5 ni estafiloxantina, puede recuperar la producción de ambos caracteres {in vivo} después del pasaje por el torrente sanguíneo. Esa recuperación se asoció al aumento de la actividad de {sigB}. Así, la pérdida de expresión de PC sería un punto final de microevolución sólo en el sitio de infección. Dado que la expresión de PC se puede recuperar dentro del huésped a pesar que su mayor regulador continúa inactivo, nuestros hallazgos subrayan la importancia del PC como candidato a vacuna.Fil: Suligoy Lozano, Carlos Mauricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Díaz, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Gherke, Ana. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas; ArgentinaFil: Cáceres, María Emilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Wendler, Sindy. Universitat Jena; AlemaniaFil: Gomez, Marisa Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Tuchscherr, Lorena Paola Nelly. Universitat Jena; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sordelli, Daniel Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Noto Llana, Mariangeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Buzzola, Fernanda Roxana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaXV Congreso Argentino de Microbiología; V Congreso Argentino de Microbiología de Alimentos; V Congreso Latinoamericano de Microbiología de Medicamentos y Cosméticos y XIV Congreso Argentino de Microbiología GeneralArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí

Neurofilament markers for ALS correlate with extent of upper and lower motor neuron disease

OBJECTIVE: To determine the diagnostic performance and prognostic value of phosphorylated neurofilament heavy chain (pNfH) and neurofilament light chain (NfL) in CSF as possible biomarkers for amyotrophic lateral sclerosis (ALS) at the diagnostic phase. METHODS: We measured CSF pNfH and NfL concentrations in 220 patients with ALS, 316 neurologic disease controls (DC), and 50 genuine disease mimics (DM) to determine and assess the accuracy of the diagnostic cutoff value for pNfH and NfL and to correlate with other clinical parameters. RESULTS: pNfH was most specific for motor neuron disease (specificity 88.2% [confidence interval (CI) 83.0%-92.3%]). pNfH had the best performance to differentially diagnose patients with ALS from DM with a sensitivity of 90.7% (CI 84.9%-94.8%), a specificity of 88.0% (CI 75.7%-95.5%) and a likelihood ratio of 7.6 (CI 3.6-16.0) at a cutoff of 768 pg/mL. CSF pNfH and NfL levels were significantly lower in slow disease progressors, however, with a poor prognostic performance with respect to the disease progression rate. CSF pNfH and NfL levels increased significantly as function of the number of regions with both upper and lower motor involvement. CONCLUSIONS: In particular, CSF pNfH concentrations show an added value as diagnostic biomarkers for ALS, whereas the prognostic value of pNfH and NfL warrants further investigation. Both pNfH and NfL correlated with the extent of motor neuron degeneration. CLASSIFICATION OF EVIDENCE: This study provides Class II evidence that elevated concentrations of CSF pNfH and NfL can accurately identify patients with ALS.status: publishe