Perfil Proteômico e Metabolômico de Staphylococcus aureus resistente à meticilina versus sensível à meticilina utilizando um protocolo de extração simultânea

Introdução Entender a biologia do Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) é crucial para desbloquear insights para novas metas em nossa luta contra este patógeno prioritário resistente a antimicrobianos. Embora o perfil proteômico e metabolômico ofereça o potencial para elucidar tais marcadores biológicos, relatos de abordagens metodológicas para realizá-lo em isolados de S. aureus permanecem limitados. Descrevemos o uso de um método de extração de metanol de dupla funcionalidade para a extração simultânea de proteínas e metabolites de S. aureus e relatamos a análise comparativa dos perfis proteômicos e metabolômicos de MRSA versus S. aureus sensível à meticilina (MSSA). Métodos Linhagens bacterianas de referência MRSA ATCC43300 e MSSA ATCC25923 foram utilizadas. A metodologia convencional de ureia foi utilizada para a extração de proteínas e um método baseado em metanol foi utilizado para a extração simultânea de proteínas e metabolites. O perfil proteômico e metabolômico foi realizado utilizando espectrometria de massa TimsTOF. O processamento de dados foi realizado utilizando a versão 2.1.4.0 do MaxQuant. Resultados Este estudo representa o primeiro relato sobre a utilização do método de extração de metanol para a extração simultânea de proteínas e metabolites em bactérias Gram-positivas. Nossas descobertas demonstram boa performance do método para a extração dual de proteínas e metabolites de S. aureus com demonstração de reprodutibilidade. A comparação das cepas de MRSA e MSSA revelou 407 proteínas com níveis de expressão significativamente diferentes. A análise de enriquecimento dessas proteínas revelou vias distintas envolvidas na degradação de ácidos graxos, metabolismo e resistência a beta-lactâmicos. A proteína de ligação à penicilina PBP2a, o determinante chave da resistência ao MRSA, exibiu padrões de expressão distintos em isolados de MRSA. A análise metabolômica identificou 146 metabolites, com apenas um exclusivo para o MRSA. As vias enriquecidas identificadas estavam relacionadas ao metabolismo e biossíntese de arginina. Conclusão Nossas descobertas demonstram a eficácia do método de extração dual à base de metanol, fornecendo percepções simultâneas sobre as paisagens proteômicas e metabolômicas das cepas de S. aureus. Essas descobertas demonstram a utilidade do perfil proteômico e metabolômico para elucidar a base biológica da resistência antimicrobiana.