Isolatie van lipoproteïne deeltjes uit kippenei dooier voor de studie van bacteriële pathogeen vetzuur opname in membraan fosfolipiden

Methicillaire-resistente S. aureus (MRSA) is de belangrijkste oorzaak van de gezondheidszorg-geassocieerde infectie en de bijbehorende antibioticaresistentie is een aanzienlijke klinische uitdaging^1,2,3. Daarom is de ontwikkeling van nieuwe therapeutische strategieën een hoge prioriteit. Een veelbelovende behandelingsstrategie voor gram-positieve pathogenen is remming van de vetzuur synthese, een vereiste voor membraan fosfolipide productie die, in S. aureus, omvat dunlaag GLYCEROL (PG), lysyl-PG, en cardiolipine⁴. Bij bacteriën, vetzuur productie vindt plaats via de vetzuur synthese II Pathway (fasii)⁵, die aanzienlijk verschilt van de eukaryotische tegenhanger, waardoor fasii een aantrekkelijk doelwit voor de ontwikkeling van antibiotica^5,6 . FASII remmers richten voornamelijk op FabI, een enzym vereist voor vetzuur koolstofketen rek⁷. De Fabi-remmer triclosan wordt in grote lijnen gebruikt in consumenten-en medische goederen^8,9. Er worden extra Fabi-remmers ontwikkeld door verschillende farmaceutische bedrijven voor de behandeling van S. aureus -infectie^{10,11,12,13,14 ,15,16,17,18,19,20,21,22,23 ,24,25,26}. Echter, veel gram-positieve pathogenen, waaronder S. aureus, zijn geschikt voor het opruimen van exogene vetzuren voor fosfolipide synthese, omzeilen van fasii remming^27,28,29. Zo wordt het klinische potentieel van fasii remmers besproken als gevolg van aanzienlijke lacunes in onze kennis van de bronnen van gastheer vetzuren en de mechanismen waarmee pathogenen vetzuren uit de gastheer^27,28extract. Om deze lacunes aan te pakken, ontwikkelden we een onbevooroordeelde lipidomische analysemethode om de opname van exogene vetzuren uit lipoproteïne deeltjes in membraan fosfolipiden van S. aureuste monitoren.

Tijdens sepsis, gastheer lipoproteïne deeltjes vertegenwoordigen een potentiële bron van gastheer-afgeleide vetzuren binnen de vasculatuur, als een meerderheid van de gastheer vetzuren worden geassocieerd met de deeltjes³⁰. Lipoproteïnen bestaan uit een hydrofiele schil bestaande uit fosfolipiden en eiwitten die een hydrofobe kern van triglyceriden en cholesterol esters³¹omsluiten. Vier belangrijke klassen van lipoproteins-chylomicron, zeer lage dichtheid lipoproteïne, high-density lipoproteïne, en low-density lipoproteïne (LDL) — worden geproduceerd door de gastheer en de functie als lipide vervoer voertuigen, leveren van vetzuren en cholesterol van en naar cellen hosten via de vasculatuur. LDLs zijn overvloedig in veresterd vetzuur, met inbegrip van triglyceriden en cholesterol esters³¹. We hebben eerder aangetoond dat zeer gezuiverde menselijke Ldl’s een levensvatbare bron van exogene vetzuren voor PG-synthese zijn, waardoor een mechanisme wordt geboden voor de bypass van de FASII-remmer³². Zuiverende menselijke Ldl’s kunnen technisch uitdagend en tijdrovend zijn, terwijl commerciële bronnen van gezuiverde menselijke Ldl’s buitensporig duur zijn om routinematig te gebruiken of grootschalige bacteriële schermen uit te voeren. Om deze beperkingen aan te pakken, hebben we een procedure voor de verrijking van LDLs van kip eierdooier, een rijke bron van lipoproteïne deeltjes³³gewijzigd. We hebben met succes ongerichte, hoge-resolutie/nauwkeurige massaspectrometrie en tandem massaspectrometrie gebruikt om de opname van menselijke LDL-afgeleide vetzuren in het membraan van S. aureus³²te monitoren. In tegenstelling tot eerder gemelde methoden, deze aanpak kan kwantificeren individuele vetzuur-isomeren voor elk van de drie belangrijkste Staphylococcus fosfolipide typen. Oliezuur (18:1) is een onverzadigd vetzuur aanwezig in alle gastheer lipoproteïne deeltjes die gemakkelijk is opgenomen in S. aureus fosfolipiden^29,30,32. S. aureus is niet geschikt voor oliezuur synthese²⁹; Daarom, de hoeveelheid fosfolipide-opgenomen oliezuur stelt de aanwezigheid van gastheer lipoprotein-afgeleide vetzuren binnen de Staphylococcus membraan²⁹. Deze fosfolipide soorten kunnen worden geïdentificeerd door de State-of-the-art massaspectrometrie methode hier beschreven, het aanbieden van een ongekende resolutie van de membraan samenstelling van S. aureus gekweekt in de aanwezigheid van een vetzuur bron het waarschijnlijk ontmoetingen tijdens infectie.