Virtaus

Biologiassa efflux on mekanismi, jolla solut hylkäävät myrkylliset yhdisteet ulkopuolelle: antibiootit , raskasmetallit, lääkkeet jne. Efflux on aktiivinen , energiasta riippuvainen kuljetusmekanismi , jonka tarjoavat kalvon läpi kulkevat proteiinit .

Monet ulosvirtausjärjestelmät löytyvät bakteereista , mutta myös eukaryoottisoluista . Efflux mekanismit edistävät muun muassa, että resistenssin erilaisia lääkkeettömillä kuten antibioottiresistenssiä tai vastustuskyvyn syöpälääkkeiden chemotherapies . Joidenkin ulosvirtauspumppujen laaja kirjo voi johtaa monilääkeresistenssin fenotyyppien esiintymiseen .

Virtaus bakteereihin

Virtausjärjestelmiä löytyy useimmista bakteereista. On olemassa erityyppisiä ulosvirtauspumppuja, jotka eroavat toisistaan ​​rakenteeltaan, järjestelyltään kalvossa, pumppaamiseen käytetystä energialähteestä ja molekyyleistä, joista ne poistuvat. Ne luokitellaan viiteen perheeseen:

• RND (Resistance-Nodulation-Division) -ryhmä, spesifinen gramnegatiivisille bakteereille . Nämä pumput kulkevat näiden bakteerien kahden kalvon läpi kolmikokoonpanon avulla: sisäkalvon vaihe ja ulkokalvon vaihe , joka on yhdistetty periplasmivaiheella . Tämän perheen proteiinit ovat suurelta osin mukana antibioottien ulosvirtauksessa. Niiden energialähde on protonigradientti kalvon poikki.
• ABC-kuljettajien ( ATP : tä sitovaa kasetti ). Tämä on erittäin suuri koko elinkaaren pumppujen perhe, joka käyttää ATP: n hydrolyysiä energialähteenä kuljetuksen varmistamiseksi.
• MFS perhe ( Major helpottajana Yläheimo ), edustettuna kaikissa eliölajien, sisältää erilaisia kantajia, joista osa on erikoistunut lääkevuoto-. Nämä proteiinit ovat 12 tai 14 transmembraaninen heliksejä ja ovat kotransporttereita kytketty protoni membraanin läpi.
• SMR perhe ( Small monilääkeaineresistenssin ). Sen kuljettimet koostuvat yleensä 100-200 aminohappotähteestä ja 4 kalvon läpi kulkevasta heliksestä. Ne toimivat yleensä homodimeereinä . Jotkut SMR-kuljettimet koostuvat kahdesta eri mutta homologisesta alayksiköstä . Sen proteiinien tarkka rakenne ja topologia on kuitenkin edelleen kiistanalainen.
• MATE perhe ( Moniresistenssi ja myrkyllistä yhdistettä puristamiseen ). Ne löytyvät elävien olentojen kolmesta ryhmästä (bakteerit, arkeot ja eukaryootit). Ne mahdollistavat endogeenisten kationien , lipofiilisten aineiden tai jopa endogeenisten ksenobioottien viennin . Tämä on viimeksi tunnettu perhe viiden tunnetun perheen joukossa. Tällä hetkellä noin 20 MATE-kuljettajaa on karakterisoitu.

Tärkeys bakteeriresistenssissä

Tämän ulosvirtausjärjestelmän avulla bakteerit voivat hylätä antibiootteja ympäristössään, mikä tekee siitä tärkeän resistenssitekijän. On olemassa useita tekijöitä, jotka selittävät näiden pumppujen merkityksen bakteeriresistenssin kehittymisessä:

• Bakteerit pystyvät ilmentämään useita erilaisia ​​pumppuja kalvollaan. Genomi on Escherichia coli sisältää esimerkiksi geenit, jotka koodaavat kolmea RND pumput, MFS neljä pumppua, pumpun ja SMR MATE pumppu. Kukin näistä pumpuista vapauttaa yhden tai useamman erityyppisen molekyylin.
• Jotkut pumput ovat spesifisiä tietyntyyppisille substraateille, mutta toiset voivat tyhjentää useita erityyppisiä yhdisteitä, kuten AcrAB-TolC-pumppu, mikä sallii suuremman resistenssin spektrin ja vähentää samalla tarvittavien geenien määrää ja kulutetun väriaineen määrää.
• Geenit, jotka koodaavat effluksipumppujen löytyvät kromosomeissa ja / tai bakteerien plasmidit . Jos geeni löytyy kromosomista, voidaan ottaa käyttöön luonnollinen valintamekanismi, joka aiheuttaa mutaatioiden ilmentymisen, jotka ilmentävät näitä geenejä yli sallien resistenssin kehittymisen. Jos geeni löytyy plasmideista, niiden on myös mahdollista levittää tätä resistenssigeeniä bakteeripopulaation kautta.
• Efflux-pumput osallistuvat myös biofilmien muodostumiseen , jotka itse osallistuvat antibioottiresistenssiin.

Uusia ulosvirtauspumpun estäjämolekyylejä kehitetään parhaillaan. Niiden antaminen yhdessä antibiootin kanssa, jonka nämä pumput normaalisti erittävät, palauttaisi tämän antibiootin aktiivisuuden ja rajoittaisi siten bakteeriresistenssiä.

Virtaus eukaryooteissa

Ihmisten tärkein ulosvirtausjärjestelmä on P-glykoproteiini , jonka Juliano ja Ling löysivät vuonna 1976 ja joka kuuluu ABC-kuljettajaperheeseen. Ne moduloivat kertyminen antimikrobisten aineiden sisään fagosyytteihin ja niillä on tärkeä rooli kuljetusta epiteelin poikki, poisto sappineste hepatosyyttien , toimivat veren ja istukan esteiden, sekä munuaisten kautta myrkkyjä.. Sen kuljettajat ovat yksi tärkeimmistä syistä syöpälääkkeiden molekyyliresistenssiin eukaryoottisoluissa.

Huomautuksia ja viitteitä

1. Vincent Cattoir , "  Efflux- pumput ja antibioottiresistenssi bakteereissa  ", Pathologie Biologie , voi.  52, n °  10,2004, s.  607-616 ( DOI  10.1016 / j.patbio.2004.09.001 , luettu verkossa , käytetty 14. tammikuuta 2017 )
2. Keith Poole , "  Efflux-pumput antimikrobisena resistenssimekanismina  ", Annals of Medicine , voi.  39, n o  3,1. st tammikuu 2007, s.  162–176 ( ISSN  0785-3890 , PMID  17457715 , DOI  10.1080 / 07853890701195262 , luettu verkossa , käytetty 15. tammikuuta 2017 )
3. Monique Putman , Hendrik W. van Veen ja Wil N. Konings , "  Molecular Properties of Bacterial Multidrug Transporter  ", Microbiology and Molecular Biology Reviews , voi.  64, n o  4,15. tammikuuta 2017, s.  672–693 ( ISSN  1092-2172 , PMID  11104814 , PMCID  99009 , luettu verkossa , käytetty 15. tammikuuta 2017 )
4. MD Marger ja MH Saier , "  Transmembraanisten avustajien pääperhe, joka katalysoi uniporttia, symporteriä ja antiporteriä  " Trends in Biochemical Sciences , voi.  18, n o  1,1. st tammikuu 1993, s.  13–20 ( ISSN  0968-0004 , PMID  8438231 , luettu verkossa , käytetty 15. tammikuuta 2017 )
5. Dijun Vuodesta Hendrik W van Veen , Satoshi Murakami ja Klaas M Pos "  rakenne ja mekanismi yhteistyön bakteeri monilääketransportterit  " Current Opinion in Structural Biology , voi.  33,1 kpl elokuu 2015, s.  76-91 ( ISSN  0959-440X , DOI  10,1016 / j.sbi.2015.07.015 , lukea verkossa , pääsee 30 toukokuu 2019 )
6. “  Scopus-esikatselu - Scopus - Tervetuloa Scopukseen  ” , osoitteessa www.scopus.com (käytetty 30. toukokuuta 2019 )
7. (in) LJV Piddock ja MA Webber , "  Bakteerien ulosvirtauspumppujen merkitys antibioottiresistenssissä  " , Journal of Antimicrobial Chemotherapy , voi.  51, n o  1,1. st tammikuu 2003, s.  9–11 ( ISSN  0305-7453 , DOI  10.1093 / jac / dkg050 , lue verkossa , käytetty 30. toukokuuta 2019 )
8. (in) Ben F. Luisi , Wah Chiu , Henrietta Venter ja Thelma Ohene-Agyei , "  Monilääkevirtauksen AcrAB-TolC-pumpun rakenne  " , Nature , voi.  509, n °  7501,Toukokuu 2014, s.  512–515 ( ISSN  1476-4687 , DOI  10.1038 / nature13205 , luettu verkossa , käytetty 30. toukokuuta 2019 )
9. (sisään) Siham Berra , "  Ulosvirtauspumpun Tpo1 yliekspressointi johtaa bleomysiiniresistenssiin Saccharomyces cerevisiaessa  " , Montrealin yliopisto (opinnäytetyö) ,3. elokuuta 2012( lue verkossa , kuultu 30. toukokuuta 2019 )
10. (in) N. Atac , O. Kurt Azap I Dolapci ja A. Yeşilkaya , "  The Role of AcrAB-tolC effluksipumppujen ovat kinoloniresistenssiä E. coli ST131  " , Current Microbiology , voi.  75, n °  12,1. st joulukuu 2018, s.  1661–1666 ( ISSN  1432-0991 , DOI  10.1007 / s00284-018-1577-y , luettu verkossa , käytetty 30. toukokuuta 2019 )
11. Ilyas Alav , J Mark Sutton ja Khondaker Miraz Rahman , “  Bakteerien ulosvirtauspumppujen rooli biofilmin muodostumisessa  ”, Journal of Antimicrobial Chemotherapy , voi.  73, n o  8,1 kpl elokuu 2018, s.  2003–2020 ( ISSN  0305-7453 , DOI  10.1093 / jac / dky042 , luettu verkossa , käytetty 16. huhtikuuta 2021 )
12. Sara M. Soto , ”  Ulosvirtauspumppujen rooli biokalvoon upotettujen bakteerien antibioottiresistenssissä  ”, Virulence , voi.  4, n o  3,1. st huhtikuu 2013, s.  223-229 ( ISSN  2150-5594 , pMID  23380871 , PMCID  PMCPMC3711980 , DOI  10,4161 / viru.23724 , lukea verkossa , pääsee 30 toukokuu 2019 )
13. (in) Xian-Zhi Li, "  Antibioottien ulosvirtauksen välittämän resistenssin haaste gramnegatiivisissa bakteereissa  " , Clinical Microbiology Reviews ,huhtikuu 2015, s.  337-418 ( lue verkossa )
14. Momen Askoura , Walid Mottawea , Turki Abujamel ja Ibrahim Taher , "  Efflux pump inhibiittorit (EPI) uusina mikrobilääkkeinä Pseudomonas aeruginosaa vastaan  ", The Libyan Journal of Medicine , voi.  6,13. toukokuuta 2011( ISSN  1993-2820 , PMID  21594004 , PMCID  PMCPMC3096568 , DOI  10.3402 / ljm.v6i0.5870 , luettu verkossa , käytetty 30. toukokuuta 2019 )
15. RL Juliano ja V. Ling , “  Pinnan glykoproteiini, joka moduloi lääkkeen läpäisevyyttä kiinanhamsterin munasarjasolumutanteissa  ”, Biochimica Et Biophysica Acta , voi.  455, n °  1,11. marraskuuta 1976, s.  152–162 ( ISSN  0006-3002 , PMID  990323 , luettu verkossa , käytetty 30. toukokuuta 2019 )
16. PO Ughachukwu ja PC Unekwe , "  Efflux Pump-Mediated Resistance in Chemotherapy  ", Annals of Medical and Health Sciences Research , voi.  2 n o  22012, s.  191–198 ( ISSN  2141-9248 , PMID  23439914 , PMCID  PMCPMC3573517 , DOI  10.4103 / 2141-9248.105671 , luettu verkossa , käytetty 30. toukokuuta 2019 )

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• Antibioottinen vastustuskyky
• Glykoproteiini P