항균 저항성 극복을 위한 면역글로불린 유사 도메인을 포함하는 플라스미드 암호화 단백질 표적화

Core Concepts

플라스미드 매개 항균 저항성 전파에 관여하는 면역글로불린 유사 도메인을 포함하는 단백질을 표적화하여 항균 저항성을 극복할 수 있다.

Abstract

이 연구는 항균 저항성(AMR)에 대한 새로운 접근법을 제시한다. AMR은 전 세계적으로 심각한 보건 문제이며, 백신 개발이 중요한 전략 중 하나이다. 연구진은 IncHI 플라스미드에 의해 암호화되는 큰 분자량의 단백질 RSP가 항원성을 가지며, 이를 이용한 백신이 IncHI 플라스미드를 보유한 내성 살모넬라 감염에 대한 보호 효과를 보였다. 또한 RSP 단백질에 특이적인 나노바디를 개발하여 IncHI 플라스미드의 접합 전달을 방해할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 플라스미드 매개 AMR에 대한 새로운 치료법 개발의 가능성을 시사한다.

Stats

항생제 처리된 야생형 살모넬라 감염 마우스의 생존률은 100%였지만, 내성 플라스미드 보유 살모넬라 감염 마우스의 생존률은 항생제 처리 여부와 관계없이 약 60%였다.
RSP 단백질 면역화는 내성 살모넬라 감염 마우스의 생존률을 유의하게 향상시켰다.
RSP 단백질 면역화는 내성 살모넬라 감염 마우스의 장내 IgA 농도와 혈청 IgG 농도를 증가시켰다.
RSP 특이적 나노바디를 발현하는 대장균은 R27 플라스미드의 접합 전달을 크게 감소시켰다.

Quotes

"플라스미드 매개 AMR 전파에 직접 관련된 항원을 표적화하면 특정 미생물에 국한되지 않고 해당 내성 플라스미드를 보유한 모든 세균에 대한 보호 효과를 기대할 수 있다."
"RSP 단백질 특이적 나노바디를 발현하는 대장균은 R27 플라스미드의 접합 전달을 약 1000배 감소시켰다."

Key Insights Distilled From

Targeting plasmid-encoded proteins that contain immunoglobulin-like domains to combat antimicrobial resistance

by Prieto,A., M... at www.biorxiv.org 12-12-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.12.12.571265v1

Deeper Inquiries

플라스미드 매개 AMR 전파를 억제하기 위한 다른 접근법은 무엇이 있을까?

플라스미드 매개 AMR 전파를 억제하는 다른 접근법 중 하나는 플라스미드 암호화 단백질을 타겟팅하는 것입니다. 이 연구에서는 IncHI, IncA/C 및 IncP2와 같은 다양한 플라스미드에서 발현되는 큰 분자량의 박테리아 Ig와 유사한 도메인을 가진 단백질을 타겟팅하여 AMR 전파를 억제하는 전략을 제시하고 있습니다. 이러한 플라스미드 암호화 단백질을 백신 항원으로 사용하거나 특이적 나노바디를 이용하여 치료적으로 활용함으로써 AMR 전파를 억제하는 데 효과적일 수 있습니다.

RSP 단백질 이외에 다른 플라스미드 암호화 단백질들도 백신 항원으로 활용될 수 있을까?

RSP 단백질 외에도 다른 플라스미드 암호화 단백질들이 백신 항원으로 활용될 수 있습니다. IncHI, IncA/C 및 IncP2와 같은 다양한 플라스미드에서 발현되는 큰 분자량의 박테리아 Ig와 유사한 도메인을 가진 단백질들은 백신 항원으로 유망한 후보입니다. 이러한 단백질들은 플라스미드에 직접적으로 연결되어 있어 특정 미생물뿐만 아니라 해당 저항성 플라스미드를 보유한 모든 미생물에 대한 보호 효과를 확장할 수 있습니다.

RSP 단백질 특이적 나노바디의 치료적 활용 가능성은 어떠할까?

RSP 단백질 특이적 나노바디는 플라스미드 전파를 억제하는 데 치료적으로 활용될 수 있는 매우 유망한 전략입니다. 이 연구에서는 RSP 단백질을 타겟팅하는 나노바디가 IncHI 플라스미드를 보유한 살모넬라 세균의 전이를 방해하는 데 효과적임을 입증했습니다. 이러한 나노바디는 치료적인 목적으로 살모넬라 감염을 제어하는 데 활용될 수 있으며, 특히 식도균 Nissle 1917과 같은 프로바이오틱 박테리아에 RSP 특이적 나노바디를 발현하여 천연 환경에서 IncHI 플라스미드의 전이를 제한하는 데 도움이 될 수 있습니다. 나노바디는 열 및 산에 안정성이 뛰어나며 용해성이 높아 경구 투여로 소화기 감염을 통제하는 데 잠재적으로 유용할 수 있습니다.