Pseudomonas aeruginosa: patogênese, fatores de virulência, resistência a antibióticos, interação com o hospedeiro, avanços tecnológicos e terapêuticas emergentes

Sep 24, 2023

Transdução de sinal e terapia direcionada volume 7, Número do artigo: 199 (2022) Cite este artigo

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Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) é um patógeno oportunista Gram-negativo que infecta pacientes com fibrose cística, queimaduras, imunodeficiência, doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), câncer e infecção grave que requer ventilação, como COVID-19. A P. aeruginosa também é uma bactéria modelo amplamente utilizada em todas as áreas biológicas. Além de esforços contínuos e intensos na compreensão da patogênese bacteriana de P. aeruginosa, incluindo fatores de virulência (LPS, detecção de quorum, sistemas de dois componentes, sistemas de secreção de 6 tipos, vesículas de membrana externa (OMVs), CRISPR-Cas e sua regulação), rápida houve progresso no estudo da interação hospedeiro-patógeno, particularmente redes imunes do hospedeiro envolvendo autofagia, inflamassoma, RNAs não codificantes, cGAS, etc. Além disso, numerosos avanços tecnológicos, como bioinformática, metabolômica, scRNA-seq, nanopartículas, triagem de drogas , e terapia fágica, têm sido usados ​​para melhorar nossa compreensão da patogênese de P. aeruginosa e defesa do hospedeiro. No entanto, ainda há muito a ser descoberto sobre as interações entre P. aeruginosa e as respostas imunes do hospedeiro, incluindo mecanismos de resistência a drogas por fatores de virulência bacterianos conhecidos ou não anotados, bem como vias de sinalização de células de mamíferos. O uso generalizado de antibióticos e o lento desenvolvimento de antimicrobianos eficazes apresentam desafios assustadores e necessitam de novas plataformas teóricas e práticas para rastrear e desenvolver novos medicamentos com mecanismo testado para tratar infecções intratáveis, especialmente aquelas causadas por cepas multirresistentes. Beneficiado pelo avanço em ferramentas de pesquisa e tecnologia, a dissecação das características desse patógeno entrou em detalhes moleculares e mecanísticos, bem como em visões dinâmicas e holísticas. Aqui, revisamos exaustivamente o progresso e discutimos o status atual dos traços biofísicos, comportamentos, fatores de virulência, reguladores invasivos e padrões de defesa do hospedeiro contra a infecção de P. aeruginosa, que apontam novas direções para futuras investigações e adicionam ao design de novos e/ou terapias alternativas para combater este patógeno clinicamente significativo.

Pseudomonas aeruginosa é um patógeno oportunista multirresistente (MDR), causando infecção aguda ou crônica em indivíduos imunocomprometidos com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), fibrose cística, câncer, traumas, queimaduras, sepse e pneumonia associada à ventilação mecânica (PAV). incluindo aqueles causados ​​por COVID-19.1,2,3 P. aeruginosa em estados de biofilme pode sobreviver em uma atmosfera hipóxica ou outros ambientes extremamente hostis.4,5 Além disso, os tratamentos da infecção por P. aeruginosa são extremamente difíceis devido às suas rápidas mutações e adaptação para ganhar resistência a antibióticos.6 Além disso, P. aeruginosa também é um dos principais patógenos que causam infecções hospitalares, que são amplamente encontradas em dispositivos médicos (ventilação) porque tendem a prosperar em superfícies molhadas.7 É importante ressaltar que P. aeruginosa é um dos patógenos MDR ESKAPE, que significa patógenos Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, P. aeruginosa e Enterobacter. P. aeruginosa com resistência a arbapenem está listado entre o grupo "crítico" de patógenos pela OMS, que precisa urgentemente de novos antibióticos nas clínicas.8

Estudos epidemiológicos mostraram que quase 700.000 pessoas morreram de infecções bacterianas resistentes a antibióticos a cada ano. A P. aeruginosa que foi isolada de populações europeias com uma resistência combinada foi de 12,9%.9 A infecção hospitalar causada por P. aeruginosa continua a produzir resistência a antibióticos convencionalmente eficazes, tornando-se um problema principal de saúde.10 A pesquisa EPINE de 2016 descobriu que Escherichia coli e P. aeruginosa são a causa mais comum de infecções hospitalares na Espanha, P. aeruginosa respondendo por 10,5% das infecções bacterianas clinicamente isoladas.11 Os HCAIs de 2011–2012 relatam que P. aeruginosa causou quase 9% das infecções nosocomiais, que é o quarto patógeno mais comum dos hospitais europeus.12 Da mesma forma, 7,1% das HCAI são causadas por P. aeruginosa nos Estados Unidos.13 Além disso, o Centro Europeu de Prevenção e Controle de Doenças (ECDC) de 2016 relatou que P. aeruginosa causa uma variedade de infecções adquiridas em UTI hospitalar, incluindo surtos de pneumonia, infecções do trato urinário e infecções da corrente sanguínea.9,10,14,15 Além disso, dados da China Antimicrobial Surveillance Network (CHINET) (http://www.chinets. com/) identificou 301.917 cepas patogênicas clinicamente isoladas e descobriu que P. aeruginosa foi a quarta infecção nosocomial depois de Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae e Staphylococcus aureus, respondendo por 7,96%. Ao todo, P. aeruginosa não é um local, mas uma grande ameaça global para a saúde humana.