Zbylé geny rezistence s vysokou a střední prioritou

Gen & třída enzymu 

Přesný název & molekulární funkce

Šíření v prostředí (One Health) 

Klinické riziko & dopad na pacienty

tet(G) 

Typ: Efluxní pumpa (MFS) 

Antibiotika: Tetracykliny, doxycyklin

Tetracycline resistance protein G (tet(G)) 

Kóduje transmembránový proton-dependentní efluxní transportér ze superrodiny MFS. Aktivně vyčerpává tetracyklin a doxycyklin z cytoplazmy ven z buňky.

Akvakultura, zemědělské odpady, rybniční kaly 

Genotypický prvek vodního prostředí a akvakultur, kde byl masivně selektován používáním tetracyklinů v chovech ryb a drůbeže. Šíří se na plazmidech i jako součást inzerčních elementů.

Selhání širokospektré tetracyklinové terapie 

Znemožňuje léčbu tetracyklinem a doxycyklinem u respiračních i močových infekcí. Nefunguje však na moderní glycylcykliny (tigecyklin), které tomuto efluxnímu mechanismu odolávají.

mphE 

Typ: Fosfotransferáza makrolidů (MPH) 

Antibiotika: Makrolidy (erythromycin, azithromycin)

Macrolide 2'-phosphotransferase E (mphE) 

Kóduje enzym, který katalyzuje fosforylaci (přenos fosfátu z ATP) na 2'-hydroxyl makrolidového kruhu. Tím inaktivuje azithromycin, erythromycin i clarithromycin.

Nemocniční i městské ČOV, střevní mikrobiom zvířat 

Gen bývá často sdružen v operonovém komplexu msr(E)-mph(E). Cirkuluje na mobilních prvcích mezi kmeny Enterobacterales i grampozitivními patogeny v odpadních vodách.

Selhání makrolidů u atypických nákaz 

Způsobuje rezistenci k azithromycinu a clarithromycinu, které jsou klíčové pro léčbu respiračních infekcí, komunitních pneumonií a atypických bakteriálních nákaz.

dfrA27 

Typ: Alternativní DHFR enzym 

Antibiotika: Trimethoprim 

Dihydrofolate reductase A27 (dfrA27) 

Kóduje necitlivou variantu dihydrofolátreduktázy (DHFR). Substituční enzym přebírá syntézu kyseliny listové v buňce, aniž by byl blokován trimethoprimem. 

Zemědělská půda, ČOV, integronové sítě 

Gen je typickou genovou kasetou přenášenou uvnitř integronů 1. a 3. třídy. Vyskytuje se v široké škále environmentálních i klinických izolátů pod trvalým selekčním tlakem sulfonamidů/trimethoprimu. 

Ztráta účinnosti kotrimoxazolu (Biseptolu) 

Způsobuje vysokou rezistenci k trimethoprimu. Při současné přítomnosti genu sul1 dochází ke kompletní nefunkčnosti kombinovaného preparátu co-trimoxazol (trimethoprim/sulfamethoxazol), běžně užívaného u močových nákaz.

vanSE 

Typ: Senzorická kináza dvoukomponentového systému 

Antibiotika: Glykopeptidy (vancomycin) 

Vancomycin resistance sensor histidine kinase SE (vanSE) 

Kóduje senzorickou histidinkinázu dvoukomponentového regulačního systému operonu vanE. Detekuje přítomnost vancomycinu v okolí a spouští přepis genů pro přestavbu peptidoglykanu (vznik D-Ala-D-Lac/D-Ala-D-Ser).

Střevní trakt hospodářských zvířat, kaly z ČOV 

Součást operonové rodiny van rozšiřující se mezi kmeny Enterococcus spp. (VRE) a potenciálně přenosná na Staphylococcus aureus (VRSA). Cirkuluje v ne-humánních rezervoárech. 

Riziko vzniku panrezistentních VRE/VRSA kmenů 

Senzor vanSE stojí na počátku kaskády, která vede k selhání vancomycinu – antibiotika „poslední záchrany“ u závažných nosokomiálních grampozitivních sepsí a endokarditid.

Obrázek:  Molekulární mechanismy účinku genů rezistence tet(G), mphE, dfrA27 a vanSE

  • Sekce A (Aktivní eflux tetracyklinů přes Tet(G)): Protein Tet(G) kóduje transmembránovou efluxní pumpu, která využívá protonový gradient k aktivnímu vyčerpávání tetracyklinu a doxycyklinu z cytoplazmy. Tím zabraňuje vazbě antibiotika na30S podjednotku ribozomu. 
  • Sekce B (Inaktivace makrolidů fosforylací přes MphE): Makrolid-fosfotransferáza E (kódovaná genem mphE) přenáší fosfátovou skupinu z ATP na 2'-hydroxyl azithromycinu nebo erythromycinu, což způsobí sterickou překážku a ztrátu afinity ke 50S podjednotce ribozomu. 
  • Sekce C (Bypass inhibice trimethoprimu enzymem DfrA27): Zatímco původní bakteriální dihydrofolátreduktáza (DHFR) je inhibována trimethoprimem, plazmidový enzym DfrA27 (kódovaný genem dfrA27) vykazuje nízkou afinitu k léčivu a umožňuje nepřerušenou syntézu kyseliny listové. 
  • Sekce D (Senzorická signalizace rezistence u glykopeptidů přes VanSE): Histidinkináza VanSE (kódovaná genem vanSE) funguje jako membránový receptor pro vancomycin. Po detekci antibiotika aktivuje odpovídající regulační protein (VanRE), který spustí transkripci operonu pro modifikaci peptidoglykanové buněčné stěny.