Genetische Analyse der Colistinresistenz bei Salmonella enterica Serovar Typhimurium

Colistin ist ein zyklisches kationisches Peptid, das gramnegative Bakterien durch Interaktion mit und Störung der äußeren Membran abtötet. Wir isolierten 44 unabhängige Mutanten von Salmonella enterica serovar Typhimurium mit verringerter Empfindlichkeit gegenüber Colistin und identifizierten 27 unterschiedliche Missense-Mutationen in den Genen pmrA und pmrB (die den Regulator und Sensor eines zweikomponentigen Regulierungsystems kodieren), die eine erhöhte Resistenz verliehen. Im Vergleich der beiden homologen Sensor-Kinasen, PmrB und EnvZ, wurden die 22 identifizierten Missense-Mutationen in pmrB in vier verschiedenen strukturellen Domänen des Proteins lokalisiert. Alle fünf pmrA-Mutationen befanden sich in der Phosphatempfänger-Domäne des Regulatorproteins. Die Mutanten traten mit einer Mutationsrate von 0,6 x 10(-6) pro Zelle pro Generation auf. Die MICs von Colistin für die Mutanten erhöhten sich um das 2- bis 35-Fache, und das Ausmaß der Abtötung war im Vergleich zum empfindlichen Stamm um mehrere Größenordnungen verringert. Die Wachstumsraten der Mutanten waren sowohl in nährstoffreichem Medium als auch in M9-Glycerol-Minimalmedium leicht reduziert, während das Wachstum bei Mäusen unbeeinflusst von den pmrA- und pmrB-Mutationen zu sein schien. Die geringen Fitnesskosten und die hohe Mutationsrate deuten darauf hin, dass Mutanten mit verringerter Empfindlichkeit gegenüber Colistin in klinischen Umgebungen entstehen könnten.