Staphylococcus aureus-Resistenz gegen menschliche Defensine und Umgehung der Neutrophilen-Tötung durch den neuartigen Virulenzfaktor Mprf basiert auf der Modifikation von Membranlipiden mit l-Lysin

Defensine, antimikrobielle Peptide des angeborenen Immunsystems, schützen menschliche Schleimhautepithelien und Haut vor mikrobiellen Infektionen und werden in großen Mengen von Neutrophilen produziert. Der bakterielle Erreger Staphylococcus aureus ist aufgrund eines unbekannten Resistenzmechanismus unempfindlich gegen Defensine. Wir beschreiben ein neuartiges staphylokokken-Gen, mprF, das die Resistenz gegen mehrere Wirtsverteidigungspeptide wie Defensine und Protegrine bestimmt. Ein mprF-Mutantenstamm wurde von menschlichen Neutrophilen erheblich schneller abgetötet und zeigte eine abgeschwächte Virulenz bei Mäusen, was auf eine Schlüsselrolle der Defensinresistenz in der Pathogenität von S. aureus hinweist. Die Analyse der Membranlipide zeigte, dass der mprF-Mutant Phosphatidylglycerol nicht mehr mit l-Lysin modifiziert. Da diese ungewöhnliche Modifikation zu einer reduzierten negativen Ladung der Membranoberfläche führt, basiert die MprF-vermittelte Peptidresistenz höchstwahrscheinlich auf der Abstoßung der kationischen Peptide. Dementsprechend führte die Inaktivierung von mprF zu einer erhöhten Bindung antimikrobieller Peptide durch die Bakterien. MprF hat keine Ähnlichkeit mit Genen bekannter Funktion, aber verwandte Gene wurden in den Genomen mehrerer Pathogene, einschließlich Mycobacterium tuberculosis, Pseudomonas aeruginosa und Enterococcus faecalis, identifiziert. MprF stellt somit einen neuartigen Virulenzfaktor dar, der von allgemeiner Relevanz für bakterielle Pathogene sein könnte und ein neues Ziel für den Angriff auf multiresistente Bakterien darstellt.