1. TỔNG QUAN
1.9.4.Cơ chế kháng quinolone
Có 3 cơ chế kháng quinolone đã được miêu tả ở vi khuẩn Gram âm: đột
biến gen mục tiêu; bảo vệ mục tiêu thông qua protein Qnr và giảm sự tích lũy
tính của bơm đẩy thuốc). Gen qnr qua trung gian plasmid gây kháng fluoroquinolone ở mức thấp trên các loài vi khuẩn khác nhưng chưa được miêu tả ở Campylobacter (Hình 1.5).
Hình 1.5 Các cơ chế kháng quinolone bao gồm(1) Đột biến gen mục tiêu, (2) sự bảo vệ mục tiêu thông qua plasmid, (3) + (4) giảm sự tích lũy kháng
sinh nội bào (giảm tính thấm của màng + thông qua bơm đẩy thuốc)
1.9.4.1. Các đột biến gen mục tiêu
Ở vi khuẩn Gram âm, DNA gyrase là mục tiêu chủ yếu và DNA topoisomerase IV là mục tiêu thứ yếu của fluoroquinolone. Hai tiểu đơn vị của
DNA gyrase được mã hóa bởi gen gyrA và gyrB và hai tiểu đơn vị của
topoisomerase IV là sản phẩm của các gen parC và parE. Sự kháng với các loại
kháng sinh fluoroquinolone bắt nguồn từ sự thay thế một hay các amino acid
trong một vùng mục tiêu tương ứng gọi là “vùng quy định kháng quinolone” (Quinolone resistance determining region – QRDR) của enzyme DNA gyrase và topoisomerase IV.
Ở Campylobacter, emzyme mục tiêu của fluoroquinolone chỉ có DNA
gyrase, còn enzyme topoisomerase IV không có bằng chứng cho thấy có tồn tại ở vi khuẩn này. Cho đến nay chỉ có một bài báo duy nhất của Gibreel và các
giả từ rất nhiều phòng thí nghiệm khác đã cố gắng khuếch đại gen parC nhưng đều không thành công, thậm chí họ đã sử dụng cùng chủng C. jejuni và các mồi
khuếch đại gen parCmà Gibreel đã sử dụng [8],[77]. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu bộ gen đã thử BLAST trình tự gen của parC đã được miêu tả ở C. jejuni
hay trình tự của gen parC của E. coli trên bộ gen đã được giải trình tự của C. jejuni NCTC 11168, RM 1221 và C. coliRM 2228 đều không tìm thấy kết quả nào tương đồng. Họ đề nghị rằng không có gen parC ở vi khuẩn
Campylobacter.
Sự vắng mặt của enzyme topoisomerase IV dẫn đến sự biến đổi của DNA gyrase là cơ chế chính dẫn đến sự kháng fluoroquinolone ở
Campylobacter. Theo kết quả của nhiều nghiên cứu trước đây cho thấy sự biến đổi duy nhất của tiểu đơn vị GyrA mà chuyển Threonin thành Isoleucin ở codon 86 ( tương ứng với vị trí 83 ở GyrA của E. coli ) là đã đủ để gây ra một
kiểu hình kháng với fluoroquinolone ở Campylobacter. Còn các đột biến ở
GyrB thì đều là các đột biến im lặng, không tác động đến tính kháng
fluoroquinolone [77].
Những đột biến khác của tiểu đơn vị GyrA cũng giúp vi khuẩn kháng
fluoroquinolone. Những đột biến thường xảy ra và gây kháng ở mức độ vừa
phải bao gồm Asp90→Asn và Thr86→Lys. Ngoài ra còn có đột biến không
xuất hiện thường xuyên là Thr86→Ala, Asp90→Tyr và những đột biến đôi gây
ra sự biến đổi ở hai amino acid như Thr86→Ile và Pro104→Ser hay
Thr86→Ile và Asp90→Asn [77].
1.9.4.2. Giảm nồng độ kháng sinh nội bào
Sự kháng với các loại kháng sinh thông qua sự giảm tính thấm của màng ngoài tế bào chưa được miêu tả ở Campylobacter. Ở C. jejuni, có hai kênh
xuyên màng (porin) đã được miêu tả là MOMP (major outer membrane protein) và Omp50. Tuy nhiên không có sự biến đổi nào về mặt biểu hiện hay (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
trong trình tự của hai kênh xuyên màng này được tìm thấy là có liên quan tới sự
Cơ chế khác liên quan tới sự kháng fluoroquinolone ở Campylobacter là thông qua các hệ thống bơm đẩy thuốc ra ngoài – efflux pump. CmeABC là hệ
thống bơm đẩy thuốc tốt nhất ở Campylobacter, góp phần vào sự kháng thuốc
từ bên trong [35]. Hệ thống bơm họat động hiệu quả với phổ rộng các kháng
sinh bao gồm cả fluoroquinolone. Operon cmeABC phân bố rộng rãi trong các chủng Campylobacter ngay cả ở các chủng hoang dại.
Bơm CmeABC bao gồm 3 thành viên là một kênh xuyên màng ngoài - CmeC, một protein vận chuyển thuốc nằm ở màng trong - CmeB và một
protein nằm ở giữa màng ngoài và màng trong – CmeA. Ba protein này được
mã hóa bởi một operon gồm 3 gen là cmeABC và ba protein này phối hợp với
nhau tạo nên một kênh xuyên màng có vai trò đẩy thuốc trực tiếp ra ngoài tế
bào Campylobacter.
CmeABC được điều hòa biểu hiện bởi yếu tố ức chế phiên mã – CmeR. Gen cmeR nằm phía trước operon cmeABC và mã hóa cho một protein gồm 210
amino acid. CmeR được phiên mã cùng hướng với cmeABC và vùng gen nằm
giữa cmeR và cmeA chứa một đoạn trình tự lặp lại gồm 16 bp thuộc vị trí
promoter của operon cmeABC. Với chức năng là chất ức chế phiên mã, cmeR
gắn trực tiếp vào đoạn trình tự lặp lại ở vùng promoter này và ức chế sự phiên mã của operon cmeABC.
Những đột biến ở vùng trình tự 16 bp (5’-TGTAATAAATATTACA-3’) của vùng gắn cmeR trên promoter dẫnđến sự biểu hiện vượt mức của cmeABC,
làm tăng cường sự kháng với nhiều kháng sinh trong đó có fluoroquinolone.
Bơm CmeABC hoạt động phối hợp với đột biến gen gyrA để tạo ra mức độ
Hình 1.6 Tổ chức gen của operon cmeABC và những đặc điểm về trình tự
của vùng gen nằm giữa cmeR - cmeABC [59]
Chú thích: Vùng trình tự in đậm là vùng trình tự 16 bp (5’- TGTAATAAATATTACA-3’)