Tracking the best reference genes for RT-qPCR data normalization in filamentous fungi

Background: A critical step in the RT-qPCR workflow for studying gene expression is data normalization, one of the strategies being the use of reference genes. This study aimed to identify and validate a selection of reference genes for relative quantification in Talaromyces versatilis, a relevant industrial filamentous fungus. Beyond T. versatilis, this study also aimed to propose reference genes that are applicable more widely for RT-qPCR data normalization in filamentous fungi. [br/]Results: A selection of stable, potential reference genes was carried out in silico from RNA-seq based transcriptomic data obtained from T. versatilis. A dozen functionally unrelated candidate genes were analysed by RT-qPCR assays over more than 30 relevant culture conditions. By using geNorm, we showed that most of these candidate genes had stable transcript levels in most of the conditions, from growth environments to conidial germination. The overall robustness of these genes was explored further by showing that any combination of 3 of them led to minimal normalization bias. To extend the relevance of the study beyond T. versatilis, we challenged their stability together with sixteen other classically used genes such as beta-tubulin or actin, in a representative sample of about 100 RNA-seq datasets. These datasets were obtained from 18 phylogenetically distant filamentous fungi exposed to prevalent experimental conditions. Although this wide analysis demonstrated that each of the chosen genes exhibited sporadic up-or down-regulation, their hierarchical clustering allowed the identification of a promising group of 6 genes, which presented weak expression changes and no tendency to up-or down-regulation over the whole set of conditions. This group included ubcB, sac7, fis1 and sarA genes, as well as TFC1 and UBC6 that were previously validated for their use in S. cerevisiae. [br/]Conclusions: We propose a set of 6 genes that can be used as reference genes in RT-qPCR data normalization in any field of fungal biology. However, we recommend that the uniform transcription of these genes is tested by systematic experimental validation and to use the geometric averaging of at least 3 of the best ones. This will minimize the bias in normalization and will support trustworthy biological conclusions

Chemical Optimization of Selective Pseudomonas aeruginosa LasB Elastase Inhibitors and Their Impact on LasB-Mediated Activation of IL-1β in Cellular and Animal Infection Models

LasB elastase is a broad-spectrum exoprotease and a key virulence factor of Pseudomonas aeruginosa, a major pathogen causing lung damage and inflammation in acute and chronic respiratory infections. Here, we describe the chemical optimization of specific LasB inhibitors with druglike properties and investigate their impact in cellular and animal models of P. aeruginosa infection. Competitive inhibition of LasB was demonstrated through structural and kinetic studies. In vitro LasB inhibition was confirmed with respect to several host target proteins, namely, elastin, IgG, and pro-IL-1 beta. Furthermore, inhibition of LasBmediated IL-1 beta activation was demonstrated in macrophage and mouse lung infection models. In mice, intravenous administration of inhibitors also resulted in reduced bacterial numbers at 24 h. These highly potent, selective, and soluble LasB inhibitors constitute valuable tools to study the proinflammatory impact of LasB in P. aeruginosa infections and, most importantly, show clear potential for the clinical development of a novel therapy for life-threatening respiratory infections caused by this opportunistic pathogen

Drosophila Genome-Wide RNAi Screen Identifies Multiple Regulators of HIF–Dependent Transcription in Hypoxia

Hypoxia-inducible factors (HIFs) are a family of evolutionary conserved alpha-beta heterodimeric transcription factors that induce a wide range of genes in response to low oxygen tension. Molecular mechanisms that mediate oxygen-dependent HIF regulation operate at the level of the alpha subunit, controlling protein stability, subcellular localization, and transcriptional coactivator recruitment. We have conducted an unbiased genome-wide RNA interference (RNAi) screen in Drosophila cells aimed to the identification of genes required for HIF activity. After 3 rounds of selection, 30 genes emerged as critical HIF regulators in hypoxia, most of which had not been previously associated with HIF biology. The list of genes includes components of chromatin remodeling complexes, transcription elongation factors, and translational regulators. One remarkable hit was the argonaute 1 (ago1) gene, a central element of the microRNA (miRNA) translational silencing machinery. Further studies confirmed the physiological role of the miRNA machinery in HIF–dependent transcription. This study reveals the occurrence of novel mechanisms of HIF regulation, which might contribute to developing novel strategies for therapeutic intervention of HIF–related pathologies, including heart attack, cancer, and stroke

Aplicaciones electroquímicas al tratamiento de aguas residuales

El presente libro tiene como finalidad compilar numerosas investigaciones en el campo de la tecnología electroquímica y sus aplicaciones ambientales, contando con la colaboración de un gran número de investigadores tanto nacionales como extranjeros, proponiendo con ello una visión amplia dentro de la aplicación de la electroquímica. Los temas que integran esta obra se escogieron cuidadosamente considerando desde los principios básicos de la electroquímica aplicada al tratamiento de aguas residuales hasta los parámetros a considerar durante el diseño, operación y evaluación de dichos sistemas, sin dejar de lado las aplicaciones utilizadas en la actualidad en la industria, la docencia y la investigación. Este libro reúne diversas temáticas por lo que puede considerarse como un compendio de aquellos elementos que el lector requiere para poder tener una visión amplia de las aplicaciones de la electroquímica en el campo del tratamiento de agua residual.En el Capítulo 1 se presenta una primera impresión de los Fundamentes de la Electroquímica Ambiental, en donde los autores explican cómo esta disciplina es una nueva área de la ciencia en donde se emplean conocimientos de Electroquímica, Ingeniería Química y Ciencia de Materiales, así como las aplicaciones específicas para la remediación ambiental. En el Capítulo 2 los autores ofrecen una descripción de los principales parámetros fisicoquímicos y biológicos que se emplean para definir a la calidad del agua. Este capítulo describe en función de qué características físicas, químicas y biológicas se puede evaluar a un agua residual así como también la aplicación de estas características como variables de control de un proceso de tratamiento y también como el empleo de ellas para limitar las concentraciones máximas permisibles de descarga de aguas residuales. El Capítulo 3 se refiere a uno de los procesos más empleados en el tratamiento de agua: la coagulación-floculación. Se aborda desde una óptica teórica hasta la descripción de un ejemplo de aplicación en la industria. Resulta importante incluir este capítulo ya que uno de los métodos más prometedores en la electroquímica ambiental es la electrocoagulación, la cual se narra en el Capítulo 6. Las bases de las celdas de laboratorio y reactores industriales electroquímicos se relatan en el Capítulo 4. En particular, se refieren las implicaciones que tienen las principales características físicas y de diseño de celdas de laboratorio y reactores electroquímicos industriales que permiten obtener transformaciones eficientes gracias a un correcto control del potencial de electrodo en estos sistemas. La implementación de procesos electroquímicos para su aplicación a nivel industrial, requiere del diseño eficiente del dispositivo central: el reactor electroquímico. Por lo que, en el Capítulo 5 se presentan los elementos de análisis de reactores electroquímicos para su diseño y caracterización. El Capítulo 7 describe bajo qué circunstancias se puede llevar a cabo el proceso de electroflotación. Los autores muestran cómo este proceso está influenciado por el pH de la solución acuosa, la densidad de corriente y el tipo de electrodos que se emplean. El lector encontrará en el Capítulo 8 las bases teóricas de uno de los procesos que involucra la química de la reacción de Fenton, así como las aplicaciones ambientales para el tratamiento de soluciones sintéticas y reales con diferentes contaminantes refractarios, tales como plaguicidas, colorantes, productos de cuidado personal, fármacos y residuos químicos industriales. En el Capítulo 9 se presentan algunos conceptos fundamentales sobre la Electrooxidación, también conocida como oxidación electroquímica, la cual está enfocada a realizar la oxidación de contaminantes presentes en aguas residuales sobre la superficie de electrodos. La tecnología para la electrogeneración de peróxido de hidrógeno y su empleo en el tratamiento de agua residual se describe en el Capítulo 10. Uno de los metales pesados que tienen un alto grado de toxicidad en el ambiente es el Cr(VI), el cual no puede ser removido por métodos convencionales por lo que una tecnología que puede emplearse en este tratamiento se relata en el Capítulo 11. En el Capítulo 12 se presentan los avances más recientes cuando se emplean los métodos electroquímicos con algún otro tipo de tratamiento, lo que ha resultado en la obtención de sinergias en los procesos, lo que implica una reducción en los costos de operación. Finalmente, en el Capítulo 13, se presenta el tema de usos y aplicaciones de sensores químicos y electroquímicos para la detección de contaminantes en agua y agua residual

Du génome au transcriptome pour la caractérisation des réseaux de régulation contrôlant l'expression d'enzymes hydrolytiques chez un champignon d'intérêt industriel

Talaromyces versatilis is an industrially important enzymes producing filamentous fungus.Adisseo Company commercializes the enzymatic cocktail, produced from T. versatilis fermentation,with the name of Rovabio™. This cocktail is applied as an animal feed additive as it contains a widevariety of hydrolytic enzymes that can degrade the polysaccharides present in the seed-coat and thusimproves the digestibility and increases the nutritional value of the agricultural raw materials.Although efforts have been done to study different aspects of the biology of T. versatilis, very little isknown about this fungus. This study aimed to describe the regulatory networks of genes encodingplant cell wall-degrading enzymes from this biotechnologically important fungus using genomic andtranscriptomic approaches.Having a correct annotation of the genomic sequence together with efficient tools for genomeengineering are essential for downstream functional genomics works and characterization of theregulatory networks. Therefore, the first task carried out an analysis of the genomic sequence and amanual curation of the annotation, which led us to assess the vast genetic potential of T. versatilis forthe production and secretion of hydrolytic enzymes involved in the degradation of lignocellulosicmaterials. Secondly, I adapted a gene deletion system initially designed for Aspergillus niger. Thismethod allows recycling of the selection marker and is efficient in a non-homologous end-joining(NHEJ)-proficient strain (Delmas, Llanos et al., 2014, AEM). During this work, two deletion mutants ofT. versatilis were obtained: ΔxlnR and ΔclrA.Towards better understanding of the regulatory network, I first contributed to an RNAseq-basedtranscriptomic study that was performed on the wild type strain of T. versatilis exposed to glucoseand wheat straw as carbon sources. The data showed a massive increase in transcript levels ofnumerous genes, in particular those encoding hydrolytic enzymes, when the mycelium wasincubated with lignocellulose.If RT-qPCR is indeed a suitable technique to study a limited number of genes in a large variety ofconditions, data normalisation is a critical step of the workflow that can lead to incorrect biologicalinterpretation of gene regulation. The work done on the RNA-seq data led me to reconsider the useof the classical reference genes, since most of them exhibited expression changes in the presence oflignocellulosic substrate. I therefore identified a new set of putative reference genes and validatedtheir expression stability by RT-qPCR in T. versatilis cultivated under more than 30 differentconditions. Then, I collected about a hundred RNA-seq datasets from 18 phylogenetically distantfilamentous fungi, to demonstrate that the use of the suitable candidates for RT-qPCR datanormalisation in T. versatilis can be extended to other fungi (Llanos et al., 2014 BMC genomics (minorrevisions)). Thereafter, I performed a more detailed RT-qPCR based transcriptional study of a groupof genes of interest, in a wide variety of conditions and in 2 strains, the wild-type and the ΔxlnRmutant. The analysis of expression data of the genes of interest allowed to identify genes with similarexpression patterns, which probably share the same regulatory mechanisms and also the substratesthat act as inducers for their expressionTalaromyces versatilis est un champignon filamenteux d’intérêt industriel grâce à sa capacité deproduction d’enzymes hydrolytiques. La Société Adisseo commercialise un cocktail enzymatiqueproduit par fermentation à partir de T. versatilis, sous le nom de Rovabio™. Ce cocktail est utilisé entant qu'additif alimentaire en nutrition animale, car la grande variété d'enzymes hydrolytiques qu’ilcontient peut dégrader les polysaccharides présents dans l’enveloppe des céréales, améliorant ainsila digestibilité la valeur nutritionnelle des matières premières agricoles. Malgré les efforts consentispour mieux connaître la biologie de T. versatilis, très peu est connu sur ce champignon.L’étudeprésentée ici vise à décrire les réseaux de régulation qui contrôlent l’expression des gènes codantpour ces enzymes hydrolytiques, en utilisant des approches génomiques et transcriptomiques.Avoir accès à une annotation correcte de la séquence génomique et posséder les outilsnécessaires pour l'ingénierie génétique sont essentiels pour réaliser des études de génomiquefonctionnelle. Donc, le premier volet de cette thèse a été l’analyse de la séquence génomique et lacuration manuelle de l'annotation, ce qui nous a conduits à évaluer le vaste potentiel génétique de T.versatilis pour la production et la sécrétion d'enzymes hydrolytiques impliquées dans la dégradationde la lignocellulose. Deuxièmement, un système de délétion des gènes initialement conçu pourAspergillus niger a été adapté à T. versatilis. Cette méthode permet le recyclage du marqueur desélection et est efficace dans des souches dont le système NHEJ est actif (Delmas, et al., 2014, AEM).Au cours de ce travail, deux mutants de délétion de T. versatilis ont été obtenus: ΔxlnR et ΔclrA.La première approche mise en place pour avoir une meilleure compréhension des réseaux derégulation via une vue globale du transcriptome, fut l’utilisation de la technique de RNAseq sur troiséchantillons issus de la souche sauvage de T. versatilis exposée au glucose, à la paille de blé et auglucose et paille de blé simultanément comme sources de carbone, respectivement. Les données ontmontré une augmentation massive des niveaux d’expression de nombreux gènes, en particulier ceuxcodant pour des enzymes hydrolytiques, lorsque le mycélium est exposé à la lignocellulose. Enfin, la dernière partie du projet s’est appuyée sur la la RT-qPCR, technique appropriée pourétudier un nombre limité de gènes dans une grande variété de conditions. Toutefois la normalisationdes données est une étape essentielle du flux de travail qui peut conduire à une interprétationbiologique incorrecte de la régulation des gènes. Le travail effectué sur les données de RNAseq nousa amené à reconsidérer la nature des gènes de référence classiquement utilisés, puisque la plupartd'entre eux présentaient des changements d'expression considérables en présence de lignocellulose.En conséquence, un nouvel ensemble de gènes de référence putatifs a été identifié et la stabilité deleur expression validée par RT-qPCR chez T. versatilis cultivé dans plus de 30 conditions différentes.Des jeux de données de RNAseq de 18 champignons filamenteux phylogénétiquement éloignés ontpar ailleurs été collectés, afin de démontrer que la sélection des gènes candidats pour lanormalisation des données de RT-qPCR chez T. versatilis peut être étendue à d'autres champignons(Llanos et al., 2014, BMC Genomics). Ces aspects méthodologiques validés, nous avons enfin réaliséune étude plus détaillée de la transcription d'un groupe de gènes d'intérêt par RT-qPCR, dans unegrande variété de conditions et 2 souches différentes, la souche sauvage et la mutante ΔxlnR.L'analyse de ces données a permis d'identifier des gènes aux profils d'expression similaires, quirépondent de la même façon aux substrats inducteurs et qui partagent probablement les mêmesmécanismes de régulation

Citrus reticulata peel oil as an antiatherogenic agent: Hypolipogenic effect in hepatic cells, lipid storage decrease in foam cells, and prevention of LDL oxidation

Background and aims: Hypercholesterolemia and oxidative stress are two of the most important risk factors for atherosclerosis. The aim of the present work was to evaluate mandarin (Citrus reticulata) peel oil (MPO) in cholesterol metabolism and lipid synthesis, and its antioxidant capacity. Methods and results: Incubation of hepatic HepG2 cells with MPO (15–60 μL/L) reduced cholesterogenesis and saponifiable lipid synthesis, demonstrated by [14C]acetate radioactivity assays. These effects were associated with a decrease in a post-squalene reaction of the mevalonate pathway. Molecular docking analyses were carried out using three different scoring functions to examine the cholesterol-lowering property of all the components of MPO against lanosterol synthase. Docking simulations proposed that minor components of MPO monoterpenes, like alpha-farnesene and neryl acetate, as well the major component, limonene and its metabolites, could be partly responsible for the inhibitory effects observed in culture assays. MPO also decreased RAW 264.7 foam cell lipid storage and its CD36 expression, and prevented low-density lipoprotein (LDL) lipid peroxidation. Conclusion: These results may imply a potential role of MPO in preventing atherosclerosis by a mechanism involving inhibition of lipid synthesis and storage and the decrease of LDL lipid peroxidation.Fil: Castro, María Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Llanos, Manuel. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Química Medicinal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Rodenak Kladniew, Boris Emilio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Gavernet, Luciana. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Química Medicinal; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Galle, Marianela Edith. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Crespo, Rosana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; Argentin

Higher levels of Pseudomonas aeruginosa LasB elastase expression are associated with early-stage infection in cystic fibrosis patients

Abstract Pseudomonas aeruginosa is a common pathogen in cystic fibrosis (CF) patients and a major contributor to progressive lung damage. P. aeruginosa elastase (LasB), a key virulence factor, has been identified as a potential target for anti-virulence therapy. Here, we sought to differentiate the P. aeruginosa isolates from early versus established stages of infection in CF patients and to determine if LasB was associated with either stage. The lasB gene was amplified from 255 P. aeruginosa clinical isolates from 70 CF patients from the Toulouse region (France). Nine LasB variants were identified and 69% of the isolates produced detectable levels of LasB activity. Hierarchical clustering using experimental and clinical data distinguished two classes of isolates, designated as ‘Early’ and ‘Established’ infection. Multivariate analysis revealed that the isolates from the Early infection class show higher LasB activity, fast growth, tobramycin susceptibility, non-mucoid, pigmented colonies and wild-type lasR genotype. These traits were associated with younger patients with polymicrobial infections and high pFEV1. Our findings show a correlation between elevated LasB activity in P. aeruginosa isolates and early-stage infection in CF patients. Hence, it is this patient group, prior to the onset of chronic disease, that may benefit most from novel therapies targeting LasB

A combined ligand and target-based virtual screening strategy to repurpose drugs as putrescine uptake inhibitors with trypanocidal activity

Chagas disease, also known as American trypanosomiasis, is a neglected tropical disease caused by the protozoa Trypanosoma cruzi, affecting nearly 7 million people only in the Americas. Polyamines are essential compounds for parasite growth, survival, and differentiation. However, because trypanosomatids are auxotrophic for polyamines, they must be obtained from the host by specific transporters. In this investigation, an ensemble of QSAR classifiers able to identify polyamine analogs with trypanocidal activity was developed. Then, a multi-template homology model of the dimeric polyamine transporter of T. cruzi, TcPAT12, was created with Rosetta, and then refined by enhanced sampling molecular dynamics simulations. Using representative snapshots extracted from the trajectory, a docking model able to discriminate between active and inactive compounds was developed and validated. Both models were applied in a parallel virtual screening campaign to repurpose known drugs as anti-trypanosomal compounds inhibiting polyamine transport in T. cruzi. Montelukast, Quinestrol, Danazol, and Dutasteride were selected for in vitro testing, and all of them inhibited putrescine uptake in biochemical assays, confirming the predictive ability of the computational models. Furthermore, all the confirmed hits proved to inhibit epimastigote proliferation, and Quinestrol and Danazol were able to inhibit, in the low micromolar range, the viability of trypomastigotes and the intracellular growth of amastigotes.Fil: Llanos, Manuel A.. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; ArgentinaFil: Alberca, Lucas Nicolás. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ruiz, María Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; ArgentinaFil: Sbaraglini, María L.. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; ArgentinaFil: Miranda, Cristian Gabriel. 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: Pino Martínez, Agustina María. 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: Fraccaroli, Laura Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; ArgentinaFil: Carrillo, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; ArgentinaFil: Alba Soto, Catalina Dirney. 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: Gavernet, Luciana. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Talevi, Alan. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Discovery of ANT3310, a Novel Broad-Spectrum Serine β-Lactamase Inhibitor of the Diazabicyclooctane Class, Which Strongly Potentiates Meropenem Activity against Carbapenem-Resistant Enterobacterales and Acinetobacter baumannii

The diazabicyclooctanes (DBOs) are a class of serine β-lactamase (SBL) inhibitors that use a strained urea moiety as the warhead to react with the active serine residue in the active site of SBLs. The first in-class drug, avibactam, as well as several other recently approved DBOs (e.g., relebactam) or those in clinical development (e.g., nacubactam and zidebactam) potentiate activity of β-lactam antibiotics, to various extents, against carbapenem-resistant Enterobacterales (CRE) carrying class A, C, and D SBLs; however, none of these are able to rescue the activity of β-lactam antibiotics against carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii (CRAB), a WHO “critical priority pathogen” producing class D OXA-type SBLs. Herein, we describe the chemical optimization and resulting structure–activity relationship, leading to the discovery of a novel DBO, ANT3310, which uniquely has a fluorine atom replacing the carboxamide and stands apart from the current DBOs in restoring carbapenem activity against OXA-CRAB as well as SBL-carrying CRE pathogens.Peer reviewe