Le mécanisme de résistance d’Escherichia coli induit par l’ampicilline en laboratoire

Introduction

Escherichia coli pathogène provoque souvent de la diarrhée, une septicémie et d’autres symptômes cliniques, et reste l’un des principaux agents pathogènes intestinaux affectant la santé humaine et animale. L’ampicilline (AMP), un antibiotique β-lactame semi-synthétique, est largement utilisée pour traiter l’infection à E. coli chez l’homme et le bétail, mais son taux de résistance a récemment augmenté.1-3 AMP fonctionne sur le stade de réplication actif des bactéries, inhibant la synthèse de la paroi cellulaire bactérienne. Les bactéries résistent souvent à de tels antibiotiques de la manière suivante: code la β-lactamase, modifie la protéine cible dans la paroi cellulaire, réduit la perméabilité de la membrane externe et augmente l’expression de la pompe d’efflux du médicament. Les médicaments antibactériens sont utilisés par les animaux et se propagent ensuite dans l’environnement via les excréments, ce qui non seulement pollue l’environnement, mais nuit également à la santé humaine et au développement durable de l’industrie de l’élevage.4,5

Il a été démontré que le séquençage du génome entier guide la prévention et le contrôle de la résistance bactérienne.6 Le polymorphisme de nucléotide unique (SNP) se réfère principalement au polymorphisme de séquence d’ADN causé par la variation d’un nucléotide unique au niveau génomique, et l’analyse de reséquençage pour filtrer les différents SNP peut étudier plus directement la résistance aux médicaments. Nous avons simulé le processus des antibiotiques cliniques dans les organismes en utilisant la méthode d’induction en laboratoire de l’AMP, et avons exploré la relation entre le degré de résistance aux médicaments et le site de mutation. Dépistage du polymorphisme nucléotidique unique non synonyme (non-SNP) entre souches résistantes aux médicaments et sensibles pour comprendre le rôle du non-SNP dans les souches résistantes aux médicaments. Le but de cette étude est de comprendre la loi et le mécanisme de résistance aux médicaments d’E. coli, de fournir de nouvelles cibles pour le développement de nouveaux antibiotiques, de faire l’utilisation rationnelle des antibiotiques et de résoudre l’apparition et le traitement multiples de la résistance aux médicaments d’E. coli dans la pratique clinique.

Matériaux et méthodes

Isolats bactériens et réactif

La souche d’E. coli utilisée dans cette étude (E. coli 15743) a été isolé à partir d’un échantillon de selles d’un patient dans un hôpital de Suixian, dans la province du Henan, en Chine, en 2015. La caractérisation de cette souche par la méthode de diffusion sur papier de Kirby Bauer (K-B) a montré que la souche était sensible à huit classes de 20 antibiotiques. E. coli ATCC 25922 a été utilisé comme témoin pour notre étude.

Milieu de bouillon M-H et milieu solide M-H (société Oxoid, Royaume-Uni), Papier pharmaceutique sensible (société microbienne Hangzhou Binhe, Hangzhou, Chine), Produits standard AMP (Institut chinois d’identification des médicaments, Pékin, Chine), Kit d’extraction d’ADN (société de biotechnologie Shanghai Laifeng, Shanghai, Chine). Illumina Hiseq a été réalisé à Shanghai Lingen Biotechnology Co., Ltd.

L’E. coli utilisé dans l’expérience a été isolé spécifiquement pour cette étude. L’étude a été approuvée par le Comité d’éthique des sciences de la vie de l’Université de Zhengzhou, et le patient a également signé un consentement éclairé écrit.

Processus d’induction

La concentration inhibitrice minimale (CMI) a été déterminée par la méthode de dilution par microbroulis.7-9 La souche d’E. coli (isolée de clinique et ayant une valeur CMI) sensible à l’AMP a été cultivée en milieu solide MH, culture à 37 ° C après 18-24 heures, prélever une seule colonie dans un milieu liquide M-H de 8 mL pour l’amplification des bactéries. La solution bactérienne ci-dessus a été cultivée dans un milieu liquide M-H contenant respectivement 1 / 2 AMPÈRES et la concentration en AMP a été continuellement augmentée pendant le processus de sous-culture. Lorsque la concentration d’antibiotiques atteignait 16 µg / mL, 8 µg / mL étaient augmentés à chaque fois et chaque concentration était repiquée deux fois. Lorsque la valeur du changement de CMI d’un médicament était supérieure ou égale à quatre fois la CMI avant et après l’induction, on a considéré que le changement de CMI après l’induction avait une signification significative.10 Le milieu de culture du bouillon M-H sans antibiotiques a été utilisé comme témoin pendant tout le processus.

Typage de séquence multicocus (MLST) de E. les souches de coli ont été classées par sept paires de gènes d’entretien ménager contenant adk, fumC, gyrB, icd, mdh, purA et recA.

Test de sensibilité

La méthode de diffusion du papier de Kirby Bauer a été utilisée pour cribler E. coli qui était sensible à huit types d’antibiotiques, y compris les aminoglycosides, les pénicillines, les céphalosporines, la tétracycline, les inhibiteurs de la β-lactamase, les carbamates, les sulfamides et les quinolones. Les souches induites ont été répétées à l’aide d’un test de sensibilité au médicament. L’interprétation des données a été effectuée conformément aux lignes directrices 2016 du Clinical and Laboratory Standards Institute.11

Tout d’abord, nous avons induit une résistance d’E. coli à l’AMP, en cultivant E. coli avec une augmentation progressive de la concentration d’AMP (2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, et 256 µg/mL). Après avoir obtenu une souche de résistance, nous avons comparé le spectre de résistance de 20 antibiotiques entre la souche induite (E. coli 15743-256, induite à 256 µg / mL) et la souche originale (E. coli 15743) en effectuant des tests de sensibilité au médicament. La suspension bactérienne a été étalée sur une plaque de gélose, avec un papier en petits morceaux circulaires contenant différents antibiotiques, et cultivée à 37 ° C pendant 16-20 heures. Le diamètre de l’anneau antimicrobien a été mesuré.

WGS et analyse de reséquençage

Les souches aux valeurs CMI de 32 et 256 ont été nommées E. coli 15743-32 et E. coli 15743-256, respectivement. L’analyse du génome entier a été réalisée sur les souches sensibles primaires et le reséquençage a été effectué sur des souches résistantes induites. Les résultats du reséquençage ont été comparés à ceux de la carte originale. Dépistage des non-SNP qui peuvent affecter la fonction protéique.

Le séquençage a été effectué par Shanghai ling’en Biotechnology Co. Ltd. (Shanghai, Chine). Illumina Hiseq combiné à une technologie de séquençage de troisième génération a été utilisé pour compléter le séquençage génomique des souches dans ce projet.

RT-PCR

Retirer l’ADN transcrit inverse du congélateur à 4 °C et préparer la concentration souhaitée du réactif selon les instructions. Allumez l’instrument ABI Fast7500, réglez 95 °C pendant 30 s, réagissez pendant 40 cycles, 95°C pendant 3 s, 60 °C pendant 30 s et dissolvez la courbe à 95 °C pendant 15 s, 60 °C pendant 60 s et 95 °C pendant 15 s. Ajouter l’échantillon dans le tube EP à 8 rangées, trois puits de réplication par échantillon et éliminer les bulles par centrifugation. La valeur CT moyenne de chaque échantillon a été enregistrée une fois la réaction terminée. Le niveau d’expression relatif du gène d’intérêt a été calculé en utilisant le 2−ΔΔCT. (ΔCT = valeur CT du gène cible – valeur CT du gène de référence interne. ΔΔCT = échantillon expérimental ΔCT – groupe témoin ΔCT.

Analyse bioinformatique

Un logiciel de MODÈLE SUISSE a été utilisé pour analyser la séquence d’acides aminés de la protéine codée avant et après la mutation du gène, et prédire la structure tertiaire de la protéine.12,13

Analyse statistique

SPSS17.0 a été utilisé pour l’analyse de régression linéaire simple et l’équation de régression a été testée. La taille d’un test était de 0,05 (α = 0,05).

Résultats

Résultats des tests de sensibilité aux médicaments

Nos données ont montré qu’E. coli 15743 était sensible à 20 antibiotiques différents. Après l’induction, E. coli 15743-256 était résistant à l’AMP, à la pipéracilline, au céfuroxime, à la céfazoline, à la céfoxitine, à l’AMP/sulbactam, à l’amoxicilline/acide clavulanique, à la pipéracilline/tazobactam et à l’aztréonam, mais il restait sensible aux 11 antibiotiques restants (Tableau 1, à noter que les intermédiaires étaient également définis comme une résistance aux médicaments). Nos résultats ont indiqué que l’E. coli sensible d’origine était non seulement induite résistante à l’AMP, mais aussi résistante à une variété d’autres antibiotiques et est devenue multirésistante au cours de l’induction.

Tableau 1 Diamètre de l’anneau antibactérien d’Escherichia coli

L’apparition d’une résistance aux médicaments (déterminée par la valeur de la CMI) pendant l’induction

Pour étudier la cinétique de la résistance aux médicaments, nous avons cultivé E. coli avec une concentration croissante d’AMP pendant différentes périodes et mesuré la CMI à chaque concentration comme indiqué dans le tableau 2. Une analyse de régression a été effectuée sur la valeur de la CMI et le temps d’induction en utilisant SPSS 17.0. L’équation de régression était y = 1,0435lnx – 0,7316. L’effet d’ajustement de l’équation a été évalué, R2 = 0,9605, P < 0,05. La valeur CMI atteignant 32 µg / mL est la valeur critique, et la valeur CMI a augmenté plus rapidement avant d’atteindre 32 µg / mL qu’après (tableau 2).

Tableau 2 La valeur MIC de E. coli 15743 au fil du temps et de la concentration induite

Pendant ce temps, la partie dont la valeur MIC est inférieure ou égale à 32 µg / mL a été sélectionnée pour l’analyse de régression et l’équation de régression était y = 0,0358 x + 1,2812. L’effet d’ajustement de l’équation a été évalué, R2 = 0,991, P < 0,05. La valeur CMI d’E. coli 15743 a augmenté avec l’augmentation de la concentration d’induction et du temps d’induction (figure 1).

Figure 1 Le changement de la valeur MIC au fil du temps.Abréviation : MIC, concentration inhibitrice minimale.

Résultats MLST

Pour démontrer que la souche induite (E. coli 15743-256) était bien dérivée de la souche originale (E. coli 15743), nous avons réalisé des MLST de deux souches ci-dessus. L’ADN génomique a été extrait par kit d’extraction d’ADN bactérien, amplifié par PCR et séquencé par Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. La recherche par blast de la base de données NCBI a indiqué que ces deux souches sont identiques, de type MLST, adk-13, fumC-363, gyrB-302, cim-97, mdh-17, purA-94 et recA-93. Nos données indiquent que le processus d’induction n’a pas été contaminé et que la souche résistante E. coli 15743-256 a été dérivée de la souche sensible E. coli 15743.

Analyse du génome entier

E. coli 15743 contenait 4408 gènes, 22 ARNr et 85 ARNt. La densité du gène était de 0,945 kb, la teneur en GC était de 51.7%, le pourcentage de gènes était de 88,3%, la longueur de la région intergénique était de 545 151, la teneur en GC de la région intergénique était de 42,6% et la région intergénique représentait 11,7% du génome. Les caractéristiques des génomes d’E. coli 15743 sont résumées à la figure 2. E. coli 15743 ne contenait pas de plasmides.

Figure 2 La carte génomique d’E. coli 15743.Remarques: Le cercle le plus à l’extérieur de la carte du cercle est le logo de la taille du génome, chaque échelle est de 0,1 Mp. Les deuxième et troisième cercles sont des CDS sur les chaînes positives et négatives, et les différentes couleurs indiquent différentes classifications de COG des CDS. Le quatrième cercle est l’ARNr ou l’ARNt. Le cinquième cercle est la teneur en GC, et la partie rouge vers l’extérieur indique que la teneur en GC dans la région est supérieure à la teneur moyenne en GC du génome entier. Plus la valeur de crête est élevée, plus la différence par rapport à la teneur moyenne en GC est grande, et la partie bleue vers l’intérieur indique que la teneur en GC dans la région est faible. Pour la teneur moyenne en GC du génome entier, un pic plus élevé indique une plus grande différence par rapport à la teneur moyenne en GC. Le cercle le plus à l’intérieur est la valeur d’inclinaison GC. L’algorithme spécifique est G-C ou G + C. Lorsque la valeur est positive au sens biologique, la chaîne positive a tendance à transcrire les CDS. Lorsqu’elle est négative, la chaîne négative a tendance à transcrire les CD.Abréviation: COG, Grappes de Groupes orthologues de protéines.

La carte génomique de la souche comprend la distribution des gènes sur les chaînes de justice et antisens, la classification fonctionnelle des grappes de Groupes orthologues de protéines (COG), la teneur en GC, l’îlot génomique et les gènes homologues, qui peuvent afficher pleinement les caractéristiques du génome.

COG

La classification fonctionnelle de COG de E. coli 15743 a montré que la plupart des gènes étaient liés au transport et au métabolisme des acides aminés, au transport et au métabolisme des glucides, à la production et à la conversion d’énergie, à la prédiction générale des fonctions uniquement, au transport et au métabolisme des ions inorganiques et à la biogenèse de l’enveloppe cellulaire (figure 3).

Figure 3 La classification fonctionnelle des COG d’E. coli 15743.Abréviation: COG, Grappes de groupes orthologues de protéines.

Non-SNPs

Pour déterminer s’il y avait un changement dans le génome d’E. coli après induction de la souche originale, nous avons effectué un séquençage à l’échelle du génome des souches résistantes induites (E. coli 15743-32 et E. coli 15743-256) et a analysé le nombre de mutations et le site de la mutation.

Par rapport à la souche originale d’E. coli (E. coli 15743), il y avait neuf souches non-SNP dans deux souches résistantes aux médicaments induites, dont trois non-SNP partagées, qui étaient présentes dans les gènes orf00819, orf01200 et orf02235. D’autres non-SNP étaient présents dans les gènes orf01916, orf00490, orf03479, orf04094. Trois mutations non-SNPs se sont produites dans le gène orf03479, et une seule mutation SNP s’est produite dans chacun des gènes restants. Trois non-SNP se trouvaient dans des gènes codant pour les protéines de la membrane cellulaire. Trois étaient dans des gènes avec des fonctions inconnues. L’un était lié au transport et au métabolisme des ions inorganiques, l’autre à la transcription et l’autre aux mécanismes de transduction du signal (tableau 3).

Tableau 3 Les résultats d’analyse non-SNPs d’E. coli 15743-32 et E. coli 15743-256

Nos données ont montré qu’il y avait quatre non-SNP chez E. coli 15743-32, qui étaient sur quatre gènes. Il y avait huit non-SNP chez E. coli 15743-256, répartis sur six gènes. La classification fonctionnelle de COG a montré que la plupart des gènes étaient liés au transport et au métabolisme des acides aminés, au transport et au métabolisme des glucides, à la production et à la conversion d’énergie, à la prédiction générale des fonctions uniquement, au transport et au métabolisme des ions inorganiques et à la biogenèse de l’enveloppe cellulaire.

RT-PCR

Re-séquençage du génome entier d’E. coli 15743-32 et d’E. coli 15743-256, détection quantitative en temps réel par PCR fluorescente de gènes de consensus. Les gènes dans lesquels les SNP non présents ont été dépistés, et E. coli 15743-32 et E. coli 15743-256 avait trois gènes identiques (orf00819, orf01200, orf02235), et les niveaux d’expression de ces gènes dans chaque souche de génération sont illustrés à la figure 4A–C, respectivement.

Figure 4 Résultats de l’expression de l’ARNm dans différentes générations de souches.

La RT-PCR a montré que les gènes orf01200, orf00819, orf02235 présentaient une expression élevée chez des souches résistantes (E. coli 15743-32, E. coli 15743-64, E. coli 15743-128, E. coli 15743-256).

Prédiction de la structure des protéines

La structure tertiaire ne change que dans les protéines codées par les gènes orf01200 et orf04094, et les résultats prédits sont présentés dans les figures 5 et 6.

Figure 5 La structure tertiaire de la protéine codée par gène orf01200.Notes : (A) Avant la mutation; (B) après la mutation.

Figure 6 La structure tertiaire de la protéine codée par le gène orf04094.Notes : (A) Avant la mutation; (B), après la mutation.

Avant la mutation d’orf01200, 2hrt.1.A a été choisi comme protéine modèle de référence (figure 5A). La gamme de modèles d’infrastructure résiduelle était de 2 à 1033, la similitude de séquence était de 0.59, et la couverture du modèle était de 1,00. Après la mutation d’orf01200, 1iwg.1.A a été choisi comme protéine modèle de référence (figure 5B). La gamme de modèles d’infrastructure résiduelle était de 7 à 1036, la similitude de séquence était de 0,59 et la couverture du modèle était de 1,00.

Avant la mutation d’orf04094, 4cti.1.B a été choisi comme protéine modèle de référence (figure 6A). La gamme de modèles d’infrastructure résiduelle était de 184 à 436, la similitude de séquence était de 0,56 et la couverture du modèle était de 0,59. Après la mutation d’orf04094, 3ib7.1.A a été choisi comme protéine modèle de référence (figure 6B). La gamme de modèles d’infrastructure résiduelle était de 10 à 262, la similitude de séquence était de 0,33 et la couverture du modèle était de 0,91.

Discussion

L’analyse de régression de la CIM et du temps d’induction a montré que la valeur de la CIM de la souche augmentait avec l’augmentation de la pression antibiotique exogène et du temps d’induction. Liu et al ont montré que lors de l’induction de la résistance à E. coli par l’imipénème, la valeur de la CMI augmentait avec le temps.14 Même lorsque la concentration induite atteignait 128 fois la valeur MIC de la souche primaire, l’induction se poursuivait et la valeur MIC continuait d’augmenter avec l’induction. Conformément aux résultats de cette étude, la valeur CMI d’E. coli a augmenté avec le temps et la concentration induite. Il montre que si la dose n’est pas limitée, la résistance de la souche deviendra de plus en plus grave.

L’AMP a été induite à E. coli 15743 pendant 63 heures (la CMI a atteint 32 µg/mL), et la valeur de la CMI était huit fois supérieure à celle de la souche sensible. Auparavant, la valeur MIC augmentait rapidement, alors que lorsqu’elle était induite à une valeur MIC de 32 µg / mL, l’induction se poursuivait et le taux de croissance de la valeur MIC diminuait. Considérant que la résistance bactérienne peut survenir peu de temps avant d’atteindre le seuil de résistance aux médicaments (valeur CMI de 32 µg / mL). Après avoir atteint la valeur critique, les bactéries peuvent être paresseuses et se développer lentement, mais la valeur de la MIC continue d’augmenter. On pense également que cette souche active certains mécanismes de résistance et modifie le statut de résistance aux médicaments de la bactérie.

Zhang et al, ont montré que le chloramphénicol induisait Shigella sensible à l’état de résistance aux médicaments, et son spectre de résistance aux médicaments changerait.10 En conséquence, Shigella était non seulement résistant au chloramphénicol, mais également résistant à d’autres types d’antibiotiques. Conformément aux résultats de cette étude, le spectre de résistance aux médicaments d’E. coli a été amplifié après l’induction. Les résultats ont montré que E. coli 15743-256 était non seulement résistant à l’AMP, mais aussi à la pipéracilline, à la céfuroxime, à la céfazoline, à la céfoxitine, à l’AMP / sulbactam, à l’amoxicilline / acide clavulanique, à la pipéracilline / tazobactam et à l’aztréonam. On considère que lors de l’induction d’E. coli par AMP, le système d’expression d’AcrAB-TolC est activé, ou plus d’un des multiples systèmes de pompe d’efflux est activé, et il existe d’autres mécanismes de résistance autres que le mécanisme d’efflux.

Le mécanisme moléculaire de la résistance bactérienne n’est toujours pas clair. Afin d’étudier le mécanisme moléculaire spécifique de E. résistance à coli à l’AMP, une analyse des WGS bactériens a été réalisée. Les résultats du séquençage ont été comparés à la séquence de référence et 20 SNP ont été sélectionnés à partir de la séquence d’E. coli 15743-32, dont 4 étaient des SNP non synonymes. Vingt-six SNP ont été sélectionnés à partir de la souche d’E. coli 15743-256, dont huit étaient des SNP non synonymes. Xiang et al ont montré que le niveau de résistance des souches mutantes était plus élevé que celui des souches non mutantes, et qu’il y avait une réaction quantitative entre les mutations ponctuelles et les niveaux de résistance bactérienne, et que des mutations génétiques multiples pouvaient améliorer la résistance des bactéries aux antibiotiques.15 Conformément aux résultats de cette étude, le nombre de gènes mutants chez E. coli 15743-32 était inférieur à E. coli 15743-256, ce qui indique que le nombre de mutations peut être lié au degré de résistance aux médicaments et que plus il y a de sites de mutation, plus le degré de résistance aux médicaments est élevé.

Après séquençage, les non-SNP criblés dans cette expérience ont été distribués dans les gènes d’orf00490, orf00819, orf01916, orf01200, orf02235, orf03479 et orf04094. Parmi eux, les gènes orf00490, orf00819 et orf01916 sont impliqués dans la synthèse de la paroi cellulaire. Les annotations dans KEGG sont la sous-unité D de la fumarate réductase (frdD), la protéine de division cellulaire ftsI (protéine de liaison à la pénicilline 3) et la protéine de la membrane externe de la porine OmpD, respectivement. Des études ont montré que le gène frd code une enzyme FRD pour catalyser la conversion entre la fumarate réductase et la succinate déshydrogénase.16 Il a également été constaté que l’amplification du gène frdD à l’aide d’un vecteur plasmidique peut augmenter le rendement en acide succinique.17,18 En combinaison avec cette étude, on considère que le gène frdD est impliqué dans certaines voies métaboliques, peut-être associées à la résistance à l’AMP. Chez E. coli, les principales cibles des antibiotiques β-lactames sont PBP1 (maintien de la morphologie cellulaire), PBP2 (maintien de la tension et de la forme des bâtonnets d’E. coli) et PBP3 (liée à la division bactérienne). Le PBP3 est un composant central des protéines de division cellulaire qui catalysent la réticulation des peptidoglycanes de la paroi cellulaire pendant la division cellulaire.19-22 Des études ont montré que la régulation négative de la protéine OmpD et de l’expression des gènes OmpD dans les biofilms bactériens entraîne une diminution de la perméabilité de la membrane cellulaire et une résistance accrue aux antibiotiques.23,24 Conformément aux résultats de cette étude, la mutation du gène OmpD initie un mécanisme de résistance bactérienne aux antibiotiques β-lactames, et la diminution de la perméabilité de la membrane cellulaire d’E. coli est l’une des raisons de l’augmentation de la résistance à l’AMP. On considère que ces changements dans la fonction des protéines codées par des gènes impliqués dans la synthèse de la paroi cellulaire affectent la résistance des bactéries à l’AMP.

Les gènes orf04094, orf01200, orf02235 sont annotés dans KEGG en tant qu’histidine kinase du capteur de pression osmotique (envZ), gène de la pompe d’efflux multi-médicaments (acrB) et protéine de résistance multi-médicaments impliquée dans la régulation transcriptionnelle (marR). Ces dernières années, le mécanisme d’efflux actif est la principale raison de la résistance aux médicaments multiple des bactéries.25-27 Étant donné que la majeure partie du système d’effluents transporte largement les substrats et que de nombreux systèmes d’effluents actifs peuvent exister dans les mêmes bactéries, ce système peut entraîner une résistance bactérienne à divers médicaments antibactériens de structures complètement différentes, à savoir une résistance multiple. Dans l’étude de Marlen Adler, les mutations du gène ftsI seul n’augmentaient pas la résistance aux antibiotiques, alors que les mutations des gènes ftsI et envZ augmentaient la CMI des antibiotiques plusieurs fois. Cohen et al ont démontré que la fonction de la protéine inhibitrice codée par le gène MarR muté serait réduite et que l’effet de la bactérie sur la résistance multiple des antibiotiques était faible lorsque la mutation MarR n’était détectée que.28 Merric et coll. ont constaté que E. coli ne présentait que de faibles niveaux de résistance multi-médicamenteuse lorsque le gène MarR était muté.29 Les résultats de cette étude ont montré que plusieurs gènes étaient simultanément mutés et que la résistance d’E. coli à l’AMP augmentait.

Le gène orf03479 est annoté en tant que protéine de répétition G (VgrG) de la valine glycine dans KEGG. Le système de sécrétion de type VI (T6SS) est un système lié aux phages qui existe dans de nombreux pathogènes bactériens, tels que E. coli, Pseudomonas aeruginosa et Burkholderia cenocepacia. Les facteurs effecteurs peuvent être sécrétés par les bactéries extracellulaires et le système de sécrétion de protéines est étroitement lié à la virulence des bactéries pathogènes. Wang Jianfeng et al, ont montré que la mutation du gène VgrG affecte la toxicité et la résistance aux médicaments des bactéries, mais la fonction de la protéine de répétition de la valine du glutamate n’est toujours pas claire.30 Cette étude considère que le gène VgrG peut être associé à une résistance à l’AMP, et son mécanisme nécessite une investigation plus approfondie.

En résumé, la fonction COG de ces gènes mutants est liée à l’origine des membranes cellulaires, au transport et au métabolisme des ions inorganiques, aux mécanismes de transcription et de transduction du signal. Des études ont montré que sous un stress antibiotique, les bactéries peuvent prendre à la fois une défense active et une défense passive pour assurer leur survie.31 En défense passive, les bactéries se rendent dormantes, réduisent la vitalité de la vie et bloquent la combinaison d’antibiotiques et de cibles pour réduire l’effet destructeur des antibiotiques. En défense active, ils augmentent l’activité de la pompe d’efflux pour augmenter l’efflux des antibiotiques et réduire l’accumulation d’antibiotiques dans les bactéries, réduisant ainsi l’effet destructeur des antibiotiques sur les bactéries. Cette étude suggère que la résistance d’E. coli à l’AMP est une combinaison de systèmes de défense active et de systèmes de défense passive. La résistance aux médicaments peut survenir peu de temps avant que la valeur de la CMI bactérienne n’atteigne le seuil de résistance aux médicaments. Les gènes frdD, ftsI, acrB, OmpD, marR, VgrG et envZ sont associés à la résistance à l’AMP. Ces études aideront à améliorer le mécanisme moléculaire d’E. coli résistant aux antibiotiques β-lactames, et fourniront une base de recherche pour la prévention et le contrôle des bactéries multirésistantes et les cibles des nouveaux antibiotiques.