メチシリン耐性菌に対するイダルビシンの抗菌活性に関する研究

Insights into idarubicin antimicrobial activity against methicillin-resistant .

• Pengfei She
• Shijia Li
• Linying Zhou
• Zhen Luo
• Jinfeng Liao
• Lanlan Xu
• Xianghai Zeng
• Ti Chen
• Yaqian Liu
• Yong Wu

抄録

背景:

MRSA は、コミュニティ環境や医療現場での大きな懸念事項です。バイオフィルムやパーシスター細胞の出現により，抗菌薬耐性が大幅に増加している．この問題を解決するために，新規抗菌薬の開発が急務となっている．

BACKGROUND: MRSA is a major concern in community settings and in health care. The emergence of biofilms and persister cells substantially increases its antimicrobial resistance. It is very urgent to develop new antimicrobials to solve this problem.

目的:

イダルビシンは，その抗菌効果とその基礎となるメカニズムを評価するために，プロファイリングを行った。

OBJECTIVE: Idarubicin was profiled to assess its antimicrobial effects and , and the underlying mechanisms.

方法:

MRSAに対するイダルビシンの抗菌効果をタイムキル解析により検討した。イダルビシンの抗菌効果はクリスタルバイオレット染色およびXTT染色により評価し、その後レーザー共焦点顕微鏡観察により評価した。また，透過型電子顕微鏡，全原子分子動力学シミュレーション，SYTOX染色法，表面プラズマ共鳴法，DNAジラーゼ阻害法を用いて，抗菌効果の発現機構を検討した。また，創傷および皮下膿瘍感染症における抗菌効果についても検討した。

METHODS: We investigated the antimicrobial effects of idarubicin against MRSA by time-kill analysis. The antibiofilm efficacy of idarubicin was assessed by crystal violet and XTT staining, followed by laser confocal microscopy observation. The mechanisms underlying the antimicrobial effects were studied by transmission electron microscopy, all-atom molecular dynamic simulations, SYTOX staining, surface plasma resonance, and DNA gyrase inhibition assay. Further, we addressed the antimicrobial efficacy in wound and subcutaneous abscess infection .

結果:

イダルビシンは脂質二重膜を破壊し、DNAトポイソメラーゼIIAサブユニットを阻害することでMRSA細胞を死滅させ、ホスフォマイシンとの相乗的な抗菌効果を示した。単回投与のホスフォマイシンとの相乗効果と細胞保護剤アミホスティンの添加により、イダルビシンの細胞毒性と心毒性は抗菌作用に影響を与えることなく有意に減少した。また，イダルビシン単独またはホスフォマイシンとの併用により，MRSA感染症モデルの皮下膿瘍マウスにおいて，かなりの有効性を示した。また，イダルビシンは耐性化する可能性が低く，優れた抗生物質効果を示した。

RESULTS: Idarubicin kills MRSA cells by disrupting the lipid bilayers and interrupting the DNA topoisomerase IIA subunits, and idarubicin shows synergistic antimicrobial effects with fosfomycin. Through synergy with a single dose treatment fosfomycin and the addition of the cell protector amifostine, the cytotoxicity and cardiotoxicity of idarubicin were significantly reduced without affecting its antimicrobial effects. Idarubicin alone or in combination with fosfomycin exhibited considerable efficacy in a subcutaneous abscess mouse model of MRSA infection. In addition, idarubicin also showed a low probability of causing resistance and good postantibiotic effects.

結論:

イダルビシンとその類似体は、MRSA関連感染症の治療のための新しいクラスの抗菌薬になる可能性があります。

CONCLUSIONS: Idarubicin and its analogs have the potential to become a new class of antimicrobials for the treatment of MRSA-related infections.