Zakażenie mrsa – Patofizjologia i mechanizm

Zakażenie mrsa
Patofizjologia i mechanizm

Staphylococcus aureus, w tym szczepy metycylinooporne (MRSA), stanowi istotny problem kliniczny ze względu na szerokie spektrum zakażeń oraz mechanizmy oporności na antybiotyki beta-laktamowe, głównie poprzez gen mecA kodujący PBP2a. MRSA dzieli się na szczepy szpitalne (HA-MRSA) z kasetami SCCmec typu I-III oraz pozaszpitalne (CA-MRSA) z SCCmec typu IV, różniące się epidemiologią i profilem wirulencji. Biofilm, tworzony przez S. aureus, odgrywa kluczową rolę w patogenezie, umożliwiając bakteriom unikanie układu odpornościowego i antybiotyków, co komplikuje leczenie zakażeń, zwłaszcza związanych z implantami. Szczepy CA-MRSA, szczególnie klon USA300, wykazują zwiększoną zjadliwość dzięki czynnikom takim jak leukocydyna Panton-Valentine (PVL) i moduliny rozpuszczalne w fenolu (PSM), co przekłada się na ciężkie zakażenia skóry, tkanek miękkich oraz martwicze zapalenie płuc. Mechanizmy unikania odpowiedzi immunologicznej obejmują produkcję antyfagocytarnej mikrootoczki, modulację funkcji komórek T przez toksyny superantygenowe oraz przekształcanie neutrofilowych pułapek zewnątrzkomórkowych (NETs) w toksyczną dla makrofagów 2′-deoksyadenozynę (dAdo).

Patogeneza zakażenia MRSA

Mechanizm oporności na metycylinę
Rola biofilmu w patogenezie
Rola toksyn i innych czynników wirulencji MRSA

Mechanizmy unikania odpowiedzi immunologicznej przez MRSA

Ochrona przed fagocytozą
Manipulacja układem odpornościowym

Różnice między HA-MRSA i CA-MRSA

Charakterystyka HA-MRSA
Charakterystyka CA-MRSA

Znaczenie kliniczne zakażeń MRSA

Drogi zakażenia MRSA
Objawy kliniczne zakażenia MRSA
Leczenie i zapobieganie zakażeniom MRSA

Perspektywy badawcze w zakażeniach MRSA

Nowe podejścia terapeutyczne
Przyszłe kierunki badań
Kolejne rozdziały

Patogeneza zakażenia MRSA

Staphylococcus aureus jest wszechstronnym patogenem zdolnym do wywoływania szerokiego zakresu chorób u ludzi. Szczepy metycylinooporne (MRSA) nie są koniecznie bardziej zjadliwe niż szczepy wrażliwe na metycylinę (MSSA), jednak niektóre szczepy MRSA zawierają czynniki lub tło genetyczne, które mogą wzmacniać ich zjadliwość lub umożliwiać im wywoływanie określonych zespołów klinicznych.¹ Arsenał czynników wirulencji S. aureus jest rozległy, przy czym zarówno produkty strukturalne, jak i wydzielnicze odgrywają rolę w patogenezie zakażenia.¹ Bakteria ta jest powszechna – około 25-30% zdrowych osób jest skolonizowanych S. aureus, głównie na skórze lub w nosie, jednak nie wywołuje to objawów chorobowych.¹²

MRSA to grupa bakterii Gram-dodatnich, które są genetycznie odmienne od innych szczepów Staphylococcus aureus. Odpowiada za kilka trudnych do leczenia zakażeń u ludzi i spowodowała ponad 100 000 zgonów na całym świecie w 2019 roku z powodu oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe.¹ Definicyjną cechą MRSA jest zdolność do przetrwania w obecności antybiotyków beta-laktamowych, które normalnie zapobiegają wzrostowi bakterii poprzez hamowanie syntezy materiału ścian komórkowych.¹ W ostatnich dziesięcioleciach pojawiły się nowe klony MRSA, które szybko rozprzestrzeniły się na całym świecie, powodując masowe zakażenia skóry i tkanek miękkich oraz niektóre wyjątkowo ciężkie choroby.¹

Mechanizm oporności na metycylinę

MRSA to szczepy S. aureus, które nabyły oporność na antybiotyki beta-laktamowe poprzez różne mechanizmy. Głównym mechanizmem oporności jest nabycie genu mecA, który koduje białko wiążące penicylinę 2a (PBP2a).¹² PBP2a różni się od innych białek wiążących penicylinę tym, że jego miejsce aktywne nie wiąże metycyliny ani innych antybiotyków beta-laktamowych.¹ To pozwala bakteriom rosnąć i dzielić się w obecności metycyliny i innych antybiotyków beta-laktamowych.¹

Gen mecA znajduje się na ruchomym elemencie genetycznym zwanym kasetą chromosomową gronkowca (SCCmec).¹² Różne genotypy SCCmec nadają różne cechy mikrobiologiczne, takie jak różne wskaźniki oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe.¹ Kaseta SCCmec typu I-III jest charakterystyczna dla HA-MRSA (szpitalnych szczepów MRSA) i koduje jeden (SCCmec typu I) lub wiele genów oporności na antybiotyki (SCCmec typu II i III).¹ Natomiast SCCmec typu IV, rzadko występująca w szczepach HA-MRSA, jest bardziej rozpowszechniona w szczepach CA-MRSA (pozaszpitalnych) na całym świecie.²

Mechanizm działania antybiotyków beta-laktamowych polega na celowaniu w białka wiążące penicylinę (PBP), znajdujące się w błonie komórkowej bakterii, które uczestniczą w syntezie ściany komórkowej. Wiązanie antybiotyku do PBP uniemożliwia im pełnienie ich podstawowej roli i prowadzi do śmierci komórki bakteryjnej.¹ Bakterie Gram-dodatnie nabywają oporność na antybiotyki beta-laktamowe poprzez wytwarzanie białka zwanego PBP2a, które jest w stanie uniknąć hamującego działania antybiotyków. Jest to mechanizm, dzięki któremu MRSA może przetrwać mimo leczenia wieloma antybiotykami beta-laktamowymi.¹

PBP2a może przejąć funkcję transpeptydazy w biosyntezie peptydoglikanu w obecności antybiotyków beta-laktamowych, które hamują aktywność czterech natywnych białek wiążących penicylinę S. aureus.¹ W porównaniu z MSSA, szczepy MRSA wykazują dłuższy czas generacji, co sugeruje, że nabycie SCCmec ma wpływ na sprawność biologiczną bakterii.¹

Rola biofilmu w patogenezie

Biofilm odgrywa kluczową rolę w patogenezie zakażeń gronkowcowych. S. aureus może tworzyć biofilm (śluz) na powierzchniach gospodarza i materiałach protetycznych, co umożliwia mu przetrwanie poprzez unikanie mechanizmów obronnych gospodarza i działania środków przeciwdrobnoustrojowych.¹ Zdolność do tworzenia i przebywania w biofilmach jest jednym z powodów, dla których zakażenia związane z urządzeniami protetycznymi mogą być tak trudne do wyeliminowania bez usunięcia urządzenia.¹

Tworzenie biofilmu wymaga odpowiedniego podłoża lub powierzchni i środowiska. Proces ten odbywa się w wielu etapach, w tym przyłączenie, formowanie/dojrzewanie i rozproszenie.¹ Początkowe przyłączenie bakterii do powierzchni biotycznych (naczyniowych, kostnych lub stawowych) lub abiotycznych (urządzenia protetyczne/cewniki) obejmuje szereg białek znanych jako składniki powierzchniowe drobnoustrojów rozpoznające cząsteczki adhezyjne macierzy (MSCRAMMs).¹²

Różne szczepy S. aureus mogą mieć różne zestawy MSCRAMMs, co może predysponować je do wywoływania określonych rodzajów zakażeń.¹ Główne białka MSCRAMMs zaangażowane w adhezję S. aureus to czynnik zlepiający A (ClfA) i czynnik zlepiający B (ClfB).¹ Po przyłączeniu i początkowym wzroście mikrokolonii biofilm zaczyna dojrzewać poprzez wydzielanie pozakomórkowej substancji polimerowej (EPS), której głównym składnikiem jest polisacharydowa adhezyna międzykomórkowa (PIA).¹

Obecność genów ica koreluje ze zwiększonym potencjałem patogennym. EPS pozwala na oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe zarówno fizycznie, oddzielając poszczególne bakterie od związków przeciwdrobnoustrojowych, jak i umożliwiając bakteriom zmniejszenie ich aktywności metabolicznej, co również może przyczyniać się do oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe.¹

Główne geny kodujące rozproszenie są regulowane przez system operonu regulatora genu akcesoryjnego (agr), który koduje AgrA, AgrB, AgrC i AgrD oraz indukuje rozproszenie poprzez proteazy i moduliny rozpuszczalne w fenolu.¹ „Decyzja” biofilmu o zainicjowaniu wydzielania substancji powodujących rozproszenie może wynikać z szeregu wpływów, obejmujących dostępność składników odżywczych i tlenu, obecność toksyn i dodatkowych czynników stresogennych.¹

Biofilm związany z MRSA może powodować szeroki zakres zakażeń, od zakażeń skóry i tkanek miękkich po zakażenia głębokie, w tym zakażenia krwi, zapalenie kości i szpiku oraz infekcyjne zapalenie wsierdzia.¹ Biofilmy zapewniają unikalny mechanizm ochronny, który umożliwia bakteriom uniknięcie działania antybiotyków poprzez zapobieganie dyfuzji antybiotyków, prowadząc w ten sposób do powstania wielolekoopornych populacji bakterii.¹

Biofilmy zostały wskazane jako główny czynnik w kolonizacji MRSA oraz w wyzwaniach napotkanych w skutecznej eliminacji kolonizacji MRSA.¹ Co więcej, biofilm jest tworzony przez różne mechanizmy w MRSA i MSSA. Biofilm MSSA jest tworzony w sposób zależny od ica (zależny od PIA) przez PIA kodowany przez gen icaADBC, podczas gdy biofilm MRSA jest tworzony w sposób niezależny od ica (niezależny od PIA) przez białka powierzchniowe zawierające domenę kotwiczącą LPXTG, które są kotwiczone do peptydoglikanu przez sortazę jako transpeptydazę kodowaną przez gen srtA.¹

Rola toksyn i innych czynników wirulencji MRSA

MRSA wytwarza różne toksyny, które odgrywają istotną rolę w patogenezie zakażenia. Jedną z najlepiej zbadanych jest leukocydyna Panton-Valentine (PVL), toksyna tworząca pory w błonach leukocytów, powodując ich pęknięcie.¹ PVL jest związana z tworzeniem ropni i ciężkim martwiczym zapaleniem płuc.¹

Niemal wszystkie szczepy CA-MRSA, w tym główne klony, wytwarzają toksynę PVL, co wyjaśnia przewagę ropnych zakażeń skóry jako objawów klinicznych zakażeń CA-MRSA.¹ Istnieje silne powiązanie epidemiologiczne między szczepami CA-MRSA zawierającymi PVL a martwiczym zapaleniem płuc oraz zakażeniami skóry i tkanek miękkich, co sugeruje, że PVL jest częściowo odpowiedzialna za zwiększoną zjadliwość CA-MRSA.¹

Dodatkowo, alfa-toksyna atakuje również leukocyty i płytki krwi, co przyczynia się do patogenezy zakażenia.¹ S. aureus wytwarza także enzymy, takie jak proteazy, lipazy i elastazy, które umożliwiają mu inwazję i niszczenie tkanek gospodarza oraz tworzenie przerzutów do innych miejsc.¹

Inną ważną grupą czynników wirulencji są moduliny rozpuszczalne w fenolu (PSM), które są produkowane przez większość gronkowców. Są one uwalniane na wysokim poziomie przez CA-MRSA i mogą atakować ludzkie neutrofile.¹ Wykazano, że peptydy PSM przyczyniają się do zakażeń skóry CA-MRSA u myszy.¹²

Element kataboliczny argininy typu I (ACME) ma wiele właściwości, które czynią go równie atrakcyjnym kandydatem do wyjaśnienia sukcesu szczepów USA300, dominującego klonu MRSA w Stanach Zjednoczonych.¹² Niedawne badania ujawniły, że szczepy USA300 przeszły wielokrotne mutacje w genie sarZ, regulatorze transkrypcji odpowiedzialnym za regulację ekspresji genów wirulencji, co prowadzi do zwiększonej zjadliwości zakażeń krwi.¹

Mutacje sarZ spowodowały zwiększoną ekspresję i produkcję białka powierzchniowego ClfB, które okazało się krytyczne dla patogenezy zakażeń krwi wywołanych przez USA300.¹ Odkrycia te wskazują na ciągłą ewolucję MRSA i sugerują, że szczepy USA300 mogą optymalizować swoją sprawność poprzez zmienioną regulację zjadliwości.¹

Mechanizmy unikania odpowiedzi immunologicznej przez MRSA

S. aureus wykształcił kompleksową strategię radzenia sobie z wyzwaniami stawianymi przez ludzki układ odpornościowy.¹ Zdolność do przetrwania zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz komórek gospodarza jest jedną z kluczowych cech tej bakterii.¹²

Ochrona przed fagocytozą

S. aureus unika opsonofagocytozy poprzez ekspresję na swojej powierzchni otoczki, czynnika zlepiającego A, białka A i szeregu inhibitorów dopełniacza, które inaktywują lub zapobiegają wiązaniu opsonin gospodarza lub celowaniu w bakterie w celu ich zniszczenia.¹² Główną obroną S. aureus jest produkcja antyfagocytarnej mikrootoczki.¹

S. aureus może schronić się w komórkach nabłonkowych, komórkach śródbłonka, a nawet makrofagach.¹ Bakteria stosuje różne strategie, aby oprzeć się zabijaniu przez neutrofile.¹ Po przybyciu do miejsca zakażenia neutrofile uwalniają baterię substancji przeciwdrobnoustrojowych, w tym peptydy przeciwdrobnoustrojowe, reaktywne formy tlenu (ROS), reaktywne formy azotu, proteazy i lizozym.¹

Ciężkie zakażenie bakteryjne zwykle indukuje gospodarza do wywołania adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej w ciągu 7-10 dni, aby ograniczyć trwające zakażenie i zapobiec przyszłym ponownym zakażeniom.¹² Jednak jedną z cech charakterystycznych biologii S. aureus jest zdolność patogenu do wielokrotnego zakażania ludzkiego gospodarza przez całe życie.¹²

Mechanizm leżący u podstaw unikania adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej jest słabo poznany, jednak badania wykazały, że enterotoksyny gronkowcowe, TSST i Eap (analog MHC klasy II) mogą zmieniać funkcje komórek T poprzez celowanie w szlak aktywacji receptora komórek T.¹²

Manipulacja układem odpornościowym

Szczególnie interesujący jest odkryty niedawno mechanizm, w którym S. aureus przekształca neutrofilowe pułapki zewnątrzkomórkowe (NETs) w 2′-deoksyadenozyna (dAdo), cząsteczkę toksyczną dla makrofagów. Skutecznie przekształca to NETs w broń przeciwko układowi odpornościowemu.¹²

Zakażenia S. aureus często występują jako konsekwencja wprowadzenia S. aureus do otwartej rany. Początkowe narażenie S. aureus na tkanki gospodarza poza powierzchnią błony śluzowej lub skóry uważa się za wyzwalacz regulacji genów zjadliwości.¹² Dla gospodarza rezydentne fagocyty i komórki nabłonkowe w skórze lub tkance błony śluzowej odpowiadają na produkty bakteryjne lub uszkodzenie tkanki poprzez aktywację układu odpornościowego.¹

S. aureus produkuje toksyny, które działają jako superantygeny, takie jak toksyna zespołu wstrząsu toksycznego-1 (TSST-1), ekspresja tych antygenów w komórce gospodarza zapobiega rozwojowi odpowiedzi immunologicznej, takiej jak aktywacja komórek B i T lub tworzenie przeciwciał.¹ W związku z tym dochodzi do immunosupresji z powodu niepowodzenia odpowiedzi przeciwciał.¹

Badania wykazały również, że S. aureus wytwarza mechanizmy, które pozwalają mu uniknąć działania układu dopełniacza poprzez wytwarzanie szeregu białek, które mogą zmieniać i wpływać na etapy kaskady dopełniacza. Mechanizmy te obejmują: zapobieganie identyfikacji dopełniacza; rozszczepianie białek dopełniacza; i/lub hamowanie interakcji receptorów dopełniacza na fagocytach.¹

Różnice między HA-MRSA i CA-MRSA

MRSA można podzielić na HA-MRSA (związany z opieką zdrowotną) i CA-MRSA (związany ze społecznością), dwie genotypowo odmienne grupy bakterii, które atakują różne, ale nakładające się populacje i powodują różne choroby.¹²

Charakterystyka HA-MRSA

HA-MRSA posiadają duże kasety chromosomowe gronkowca (SCCmec typy I-III), które kodują jeden (SCCmec typ I) lub wiele genów oporności na antybiotyki (SCCmec typ II i III).¹² Co ciekawe, po usunięciu z placówki opieki zdrowotnej, HA-MRSA rzadko powoduje choroby u osób bez predysponujących warunków.¹²

Sugeruje to, że HA-MRSA reprezentuje mniej solidne szczepy S. aureus, które mogą przetrwać tylko w środowiskach, w których konkurencja bakteryjna jest ograniczona przez presję antybiotykową.¹ Na poparcie tego poglądu, HA-MRSA wykazuje dłuższy czas generacji w porównaniu do S. aureus wrażliwego na metycylinę (MSSA).¹

Zakażenia HA-MRSA są zwykle związane z procedurami inwazyjnymi lub urządzeniami, takimi jak zabiegi chirurgiczne, rurki dożylne lub sztuczne stawy.¹ Szczepy te są często oporne na wiele antybiotyków, w tym erytromycynę, klindamycynę i fluorochinolony.¹

Charakterystyka CA-MRSA

W przeciwieństwie do tradycyjnych klonów MRSA, które są w dużej mierze ograniczone do placówek opieki zdrowotnej i atakują gospodarzy z obniżoną odpornością lub gospodarzy z predysponującymi czynnikami, klony CA-MRSA zakażają wcześniej zdrowych gospodarzy, szczególnie dzieci, młodzież i dorosłych w średnim wieku.¹²

CA-MRSA często zaczyna się jako bolesny czyraczek skórny. Te czerwone guzki mogą szybko przekształcić się w głębokie, bolesne czyraki (ropnie), które wymagają chirurgicznego drenażu. Czasami bakterie pozostają ograniczone do skóry, ale mogą również wnikać głęboko w ciało, powodując potencjalnie zagrażające życiu zakażenia kości, stawów, ran pooperacyjnych, krwiobiegu, zastawek serca i płuc.¹

Szczepy CA-MRSA były odpowiedzialne za dramatyczny wzrost częstości występowania zakażeń, szczególnie skóry i tkanek miękkich, oraz były przyczyną wielu wyjątkowo ciężkich zakażeń, takich jak martwicze zapalenie płuc, martwicze zapalenie powięzi i zapalenie mięśni.¹ Zmiana w objawach klinicznych S. aureus skłoniła do spekulacji, że zakażenia CA-MRSA odzwierciedlają zakażenie bardziej zjadliwymi szczepami.¹²

Szczep CA-MRSA, USA300, okazał się szczególnie skuteczny, szybko rozprzestrzeniając się, stając się dominującym klonem w większości regionów Stanów Zjednoczonych i pojawiając się w Kanadzie i Europie.¹ Badania sugerują, że klony takie jak USA300 są szczególnie skuteczne, ponieważ są łatwiej przenoszone, lepiej kolonizują i są bardziej patogenne.¹²

Znaczenie kliniczne zakażeń MRSA

MRSA zasługuje na osobne rozważania w patogenezie S. aureus, ponieważ jest związany z odrębną epidemiologią, szczególnie chorobowością i śmiertelnością.¹² Zakażenia MRSA mogą powodować poważne problemy w placówkach opieki zdrowotnej i poza nimi.¹

Drogi zakażenia MRSA

MRSA rozprzestrzenia się w społeczności poprzez kontakt z zakażonymi osobami, ranami lub przedmiotami, które miały kontakt z zakażoną skórą i przenoszą bakterie.¹ MRSA jest bardzo zaraźliwy w pewnych okolicznościach (gdy obecne są zmiany lub uszkodzenia skóry). Rozprzestrzenia się poprzez kontakt osoby z osobą z zakażeniem skóry lub nawet kontakt pośredni, taki jak kontakt z odzieżą lub ręcznikami osoby zakażonej MRSA, a nawet z ławek na siłowniach.¹

Wszystko, czego MRSA potrzebuje, aby się zadomowić, to mały przełom w skórze lub błonie śluzowej. Jest to ważne, ponieważ brak przełomów oznacza brak zakażenia; na przykład ciężarne kobiety zakażone MRSA skóry lub skolonizowane MRSA rzadko zakażają płód lub niemowlęta.¹

Pacjenci hospitalizowani, jeśli mają zapalenie płuc MRSA, mogą przenosić organizmy na innych przez powietrze przez zanieczyszczone kropelki.¹ Okres inkubacji MRSA wynosi od 1 do 10 dni.¹

Tak długo, jak istnieją zdolne do życia bakterie MRSA w jednostce, która jest skolonizowana tymi bakteriami lub zakażona organizmami, MRSA jest zakaźny.¹ Organizmy MRSA mogą pozostać zdolne do życia na niektórych powierzchniach przez około dwa do sześciu miesięcy, jeśli nie są myte lub sterylizowane.¹

Objawy kliniczne zakażenia MRSA

MRSA powoduje głównie zakażenia skóry u osób niehospitalizowanych; u pacjentów hospitalizowanych może powodować posocznicę, zakażenia miejsca operacji i zapalenie płuc. Wszystkie te zakażenia mogą być trudne do leczenia ze względu na oporność MRSA na antybiotyki.¹

Znakiem rozpoznawczym zakażenia gronkowcowego jest ropień, który składa się ze ściany fibrynowej otoczonej przez zapalną tkankę, zamykając centralny rdzeń ropy zawierający organizmy i leukocyty. Z tego ogniska zakażenia organizmy mogą być rozprzestrzeniane drogą krwi, nawet z najmniejszego ropnia. Zdolność do wytwarzania enzymów proteolitycznych ułatwia ten proces. Może to prowadzić do zapalenia płuc, zakażenia kości i stawów oraz zakażenia zastawek serca.¹

Można określić, czy zakażenie MRSA jest zaraźliwe, obserwując pewne objawy. Widoczne oznaki zakażenia, takie jak zaczerwienienie, ciepło i obrzęk wokół bolesnych zmian skórnych, ropne czyraki, ropnie, otwarte rany z sączącym się płynem i gorączka, wskazują, że zakażenie jest prawdopodobnie zaraźliwe.¹

Patofizjologia gronkowcowego liszajca jest związana z lokalną produkcją toksyn eksfoliatynowych A i B. Docelowym białkiem eksfoliatyn A i B jest desmogleina 1, białko desmosomalne, którego rolą jest spójność między keratynocytami, i znajduje się głównie w najbardziej powierzchownej warstwie naskórka. Główną konsekwencją działania toksyny na desmogleinę 1 jest zerwanie spójności keratynocytów i powstanie pęcherza.¹

Leczenie i zapobieganie zakażeniom MRSA

Pracownicy służby zdrowia często przepisują antybiotyki do leczenia zakażeń MRSA. Niektóre rodzaje zakażeń S. aureus wymagają operacji w celu drenażu zakażonych obszarów. Twój pracownik służby zdrowia określi, które leczenie jest dla ciebie najlepsze. Chociaż MRSA może być oporny na kilka antybiotyków, co oznacza, że leki te nie mogą wyleczyć zakażeń, istnieją antybiotyki dostępne do leczenia zakażeń MRSA.¹

Ważnym pierwszym krokiem w zarządzaniu bakteriemią MRSA jest identyfikacja i eliminacja źródła zakażenia. Jeśli źródłem jest cewnik wewnątrznaczyniowy, należy go usunąć jak najszybciej po diagnozie; wszelkie rany powinny być oczyszczone.¹

Decyzje dotyczące leczenia empirycznego w bakteriemii MRSA wymagają uwzględnienia występowania i profilu oporności lokalnych szczepów, czynników ryzyka powikłanego przebiegu klinicznego, obecności chorób współistniejących, jednoczesnych interwencji i odpowiedzi na wcześniejsze antybiotyki.¹

Doniesienia o izolatach MRSA opornych lub niewrażliwych na obecnie dostępne antybiotyki, w tym wankomycynę, daptomycynę i ceftarolinę, a także wielolekooporne klony MRSA, są niepokojącym trendem. Dane te podkreślają znaczenie wczesnej identyfikacji MRSA i wrażliwości w celu identyfikacji optymalnego antybiotyku.¹

W celu zapobiegania rozprzestrzenianiu się MRSA, osoby zakażone lub skolonizowane MRSA są często izolowane w szpitalu jako środek zapobiegający rozprzestrzenianiu się MRSA.¹ Pomieszczenia szpitalne, powierzchnie i sprzęt, a także przedmioty pralnicze, muszą być odpowiednio dezynfekowane i regularnie czyszczone.¹

Aby zapobiec innemu zakażeniu MRSA i zapobiec rozprzestrzenianiu się MRSA na innych: Kontynuuj przyjmowanie wszelkich antybiotyków przepisanych przez lekarza. Nie przyjmuj połowy dawek ani nie przerywaj przed zakończeniem przepisanego kursu. Często myj ręce, szczególnie przed i po zmianie opatrunku lub bandaża.¹

Perspektywy badawcze w zakażeniach MRSA

Rozumienie czynników, które umożliwiają szczepom MRSA rozprzestrzenianie się, kolonizację i zwiększoną patogeniczność, wymaga dalszych badań.¹ Badania te mogą potencjalnie prowadzić do opracowania nowych strategii terapeutycznych ukierunkowanych na specyficzne mechanizmy wirulencji MRSA.¹

Nowe podejścia terapeutyczne

Naukowcy odkryli nowy sposób atakowania bakterii Staphylococcus aureus. W nowym badaniu zespół z Imperial odkrył, jak Staphylococcus aureus reguluje swoje przyjmowanie soli. Zakłócenie tego mechanizmu oznacza, że bakterie albo absorbują zbyt dużo soli ze swojego środowiska, albo tracą zbyt dużo wody, powodując ich odwodnienie i śmierć.¹

W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Science Signaling zespół zbadał komórki MRSA w laboratorium i odkrył, że cząsteczka sygnałowa zwana cyklicznym di-AMP jest krytyczna dla procesu, poprzez który bakterie regulują swoje poziomy soli.¹ Hamowanie tych mechanizmów ochrony przed solą sprawia, że komórki MRSA są bardziej wrażliwe na sól, co ostatecznie może prowadzić do zniszczenia komórek bakteryjnych.¹

Dwa ostatnie badania dostarczają dowodów na nowe podejście do szczepionek zapobiegających zakażeniom wywołanym przez odporny na leki Staphylococcus aureus – lepiej znany jako MRSA, główna przyczyna zakażeń skóry i tkanek miękkich, krwiobiegu i płuc w Stanach Zjednoczonych.¹

Jednym z wyzwań w tworzeniu szczepionki jest zdolność tego zarazka do zwarcia obronnego kontrataku gospodarza. Większość zakażeń bakteryjnych wywołuje obronny kontratak immunologiczny mający na celu pozbycie się mikroba i zapobieganie późniejszym zakażeniom. Większość szczepionek opiera się na tej samej strategii. Jednak Staph wykształcił własne narzędzia do stępienia odpowiedzi immunologicznej.¹

Białko A jest kluczem do zdolności staph do unikania odporności. Chroni bakterie poprzez „cross-linking” dwóch receptorów na komórkach B. To wywołuje śmierć komórki. Tak więc myszy skonfrontowane z zakażeniem staph nie wytwarzają przeciwciał przeciwko bakteriom.¹

Myszy narażone na „nietoksyczną” wersję białka A były w stanie wywołać skuteczną odpowiedź immunologiczną, zabijając bakterie – w tym zjadliwy szczep znany jako USA300, obecne źródło około 60 procent zakażeń staph.¹

Drugim celem był zestaw dwóch czynników krzepnięcia, koagulaza i białko wiążące czynnik von Willebranda (vWbp), których bakterie używają do tworzenia chronionych nisz w różnych tkankach, gdzie mogą się replikować.¹

Przyszłe kierunki badań

Optymalne leczenie MRSA pozostaje wyzwaniem, a poszukiwanie nowych celów antybiotykowych i zaawansowanych systemów dostarczania leków o bezpiecznych profilach jest konieczne, aby zapewnić odpowiednie leczenie zakażeń MRSA w przyszłości.¹

Badania wykazały, że maść Sanhuang ma działanie ochronne na zakażenie MRSA i hamuje stan zapalny poprzez hamowanie szlaku sygnałowego IL-17/NF-κB. Maść Sanhuang może hamować odpowiedź zapalną wywołaną przez MRSA w zakażeniach skóry i tkanek miękkich, celując w szlak sygnałowy IL-17/NF-κB.¹

Badanie wykazało, że β-defensyna 3 człowieka (HBD-3) może hamować wzrost bakterii poprzez regulację stanów zapalnych i odpowiedzi immunologicznych w zakażeniu biofilmem bakterii lekoopornych indukowanych przez MRSA w szpiku kostnym kości piszczelowej myszy.¹

Rozumienie podstawowej właściwości bakteryjnej, która umożliwia MRSA adaptację do różnych środowisk i ostatecznie zdobycie oporności, jest pilną potrzebą w walce z tą bakterią.¹ Przyszłe badania mają przynieść kompleksowe zrozumienie ogólnego profilu S. aureus w różnych warunkach.¹

Analizowanie mechanizmu oporności MRSA może pomóc w badaniu nowych leków przeciwko zakażeniom i złagodzić ewolucję MRSA.¹ Badania genetycznej różnorodności MRSA, która jest głównie reprezentowana przez ciągłe pojawianie się szczepów epidemicznych, skutkujące stałymi zmianami klonów epidemicznych, mogą dostarczyć nowych informacji na temat patogenezy i pomóc w opracowaniu skutecznych strategii kontroli.¹

Kolejne rozdziały

Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.

Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.

Materiały źródłowe

#1 Pathogenesis of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Infection
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2474459/
Staphylococcus aureus is a versatile pathogen capable of causing a wide range of human diseases. […] Although methicillin-resistant S. aureus (MRSA) strains are not necessarily more virulent than methicillin-sensitive S. aureus strains, some MRSA strains contain factors or genetic backgrounds that may enhance their virulence or may enable them to cause particular clinical syndromes. […] Certain MRSA strains appear to contain particular factors or genetic backgrounds that enhance their virulence or enable them to cause particular clinical syndromes. […] The armamentarium of virulence factors of S. aureus is extensive, with both structural and secreted products playing a role in the pathogenesis of infection. […] In establishing an infection, S. aureus has numerous surface proteins, called microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules (MSCRAMMs), that mediate adherence to host tissues.
#1 Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus (MRSA) | BCM
https://www.bcm.edu/departments/molecular-virology-and-microbiology/emerging-infections-and-biodefense/specific-agents/mrsa
Staphylococcus aureus, often referred to as staph, is a common type of bacterium that is found in about 25 to 30 percent of healthy people, primarily on the skin or in the nose. […] Some people become infected with staph bacteria indicating that the bacteria are present and cause disease. […] Although staph bacteria do not usually cause infection, they can bring about disease if they penetrate through a break in the skin or through mucous membranes. […] In the past few decades, a more dangerous form of staph has emerged. This form is known as methicillin-resistant Staphylococcus aureus and is usually referred to by the acronym MRSA. What sets MRSA apart is that it is resistant to an entire class of antibiotics called beta-lactams. […] HA-MRSA and CA-MRSA differ at the genetic level and have distinct biologic properties.
#1 Methicillin-resistant Staphylococcus aureus – Wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Methicillin-resistant_Staphylococcus_aureus
Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is a group of gram-positive bacteria that are genetically distinct from other strains of Staphylococcus aureus. MRSA is responsible for several difficult-to-treat infections in humans. It caused more than 100,000 deaths worldwide attributable to antimicrobial resistance in 2019. […] MRSA is any strain of S. aureus that has developed (through natural selection) or acquired (through horizontal gene transfer) a multiple drug resistance to beta-lactam antibiotics. […] A defining characteristic of MRSA is its ability to thrive in the presence of penicillin-like antibiotics, which normally prevent bacterial growth by inhibiting the synthesis of cell wall material. This is due to a resistance gene, mecA, which stops -lactam antibiotics from inactivating the enzymes (transpeptidases) critical for cell wall synthesis.
#1 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection | Pediatric Research
https://www.nature.com/articles/pr2009125
S. aureus has evolved a comprehensive strategy to address the challenges posed by the human immune system. […] The emergence of community-associated methicillin-resistant S. aureus (CA-MRSA) infections in individuals with no predisposing conditions suggests an increased pathogenicity of the bacterium, which may be related to acquisition of novel genetic elements. […] The controversies surrounding MRSA research were described, and how acquisition of the novel genes could explain the increased incidence and severity of CA-MRSA diseases was described. […] The past 10 y however have witnessed the emergence of new clones of MRSA that have rapidly spread across continents, causing rampant skin and soft tissue infections and some unusually severe diseases. […] Unlike traditional MRSA clones which are largely confined to healthcare settings and prey on immunocompromised hosts or hosts with predisposing factors, these community-associated methicillin-resistant S. aureus (CA-MRSA) clones infect previously healthy hosts, particularly children, young and middle-aged adults.
#1 Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in adults: Epidemiology – UpToDate
https://www.uptodate.com/contents/methicillin-resistant-staphylococcus-aureus-mrsa-in-adults-epidemiology
Methicillin resistance is mediated by PBP-2a, a penicillin-binding protein encoded by the mecA gene that permits the organism to grow and divide in the presence of methicillin and other beta-lactam antibiotics. The mecA gene is located on a mobile genetic element called staphylococcal chromosome cassette (SCCmec). […] Dissemination of resistance was mediated by horizontal transfer of the mecA gene and related regulatory sequences.
#1 Methicillin-resistant Staphylococcus aureus – Wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Methicillin-resistant_Staphylococcus_aureus
Staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec) is a genomic island of unknown origin containing the antibiotic resistance gene mecA. […] Different SCCmec genotypes confer different microbiological characteristics, such as different antimicrobial resistance rates. […] These distinctions were thoroughly investigated by Collins et al. in 2001, and can be explained by the fitness differences associated with the carriage of a large or small SCCmec plasmid. […] Acquisition of mecA is a biomarker gene responsible for resistance to methicillin and other -lactam antibiotics. […] mecA encodes penicillin-binding protein 2a (PBP2a), which differs from other penicillin-binding proteins as its active site does not bind methicillin or other -lactam antibiotics. […] The arginine catabolic mobile element (ACME) is a virulence factor present in many MRSA strains but not prevalent in MSSA.
#1 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2919328/
However, one of the hallmarks of S. aureus biology is the ability of the pathogen to infect the human host repeatedly throughout life. […] The mechanism underlying evasion of adaptive immune response is poorly understood, however studies have shown that staphylococcal enterotoxins, TSST, and Eap (a MHC class II analog) could all alter T cell functions by targeting the T cell receptor activation pathway. […] MRSA deserves separate consideration in S. aureus pathogenesis because it is associated with distinct epidemiology, particularly morbidity and mortality. […] MRSA can be divided into HA-MRSA and CA-MRSA, two genotypically dissimilar groups of bacteria that target different but overlapping populations and cause different diseases. […] HA-MRSA harbors large staphylococcal chromosome cassettes (SCCmec types I-III), which encode one (SCCmec type I) or multiple antibiotic resistance genes (SCCmec type II and III).
#1 Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus (MRSA) | BCM
https://www.bcm.edu/departments/molecular-virology-and-microbiology/emerging-infections-and-biodefense/specific-agents/mrsa
The beta-lactam ring portion of the antibiotic targets the penicillin-binding proteins (PBP), found in the bacterial cell membrane, which function in the synthesis of the cell wall. […] Binding of the antibiotic to the PBPs prevents the PBPs from performing their essential role and results in the death of the bacterial cell. […] Gram-positive bacteria acquire resistance to beta-lactam antibiotics through the production of a protein called PBP2a, which is able to avoid the inhibitory effects of the antibiotics. This is the mechanism by which MRSA is able to persist despite treatment with multiple beta-lactam antibiotics.
#1 MRSA infections: priorities and future approaches for research – MedCrave online
https://medcraveonline.com/GHOA/mrsa-infections-priorities-and-future-approaches-for-research.html
S. aureus can prevent opsonization by producing a polysaccharide microcapsule and blocking the complement cascade. […] S. aureus superantigen toxins, which bind to MHC class II antigen-presenting cells and activate a significant portion of T cells non-specifically, exacerbate the severe inflammation induced by activated or necrotic PMNs. […] The quorum-sensing system of the accessory gene regulator (Agr) and other regulatory networks are responsible for differentially regulating the majority of S. aureus virulence factors. […] The independent acquisition of the SCCmec complex by several multidrug-resistant strains in the early 1960s, which made S. aureus resistant to the majority of members of the -lactam family of antibiotics, was a significant event in the evolution of S. aureus. […] All SCCmec types have mecA, which encodes penicillin-binding protein 2a (PBP2a), a peptidoglycan transpeptidase, with the exception of type XI, which contains the homologue mecC. […] PBP2a can take over the transpeptidase function of peptidoglycan biosynthesis in the presence of -lactam antibiotics that inhibit the activity of the four native S. aureus penicillin-binding proteins.
#1 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2919328/
Interestingly, when removed from the healthcare setting, HA-MRSA rarely causes diseases in individuals without predisposing conditions. […] In support of this viewpoint, HA-MRSA shows a longer generation time compared to methicillin-sensitive S. aureus (MSSA). […] The change in the clinical manifestations of S. aureus prompted speculation that CA-MRSA infections reflected infection by more virulent strains. […] However, one CA-MRSA clone, USA300 has proven to be particularly successful, spreading rapidly to become the dominant clone in most regions of the United States, and appearing in Canada and Europe. […] Therefore, studies of USA300 could provide important information on pathogenesis of CA-MRSA. […] The epidemiologic findings, though suggestive of a more virulent phenotype, need to be interpreted with caution.
#1 Pathogenesis of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Infection
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2474459/
Different S. aureus strains may have different constellations of MSCRAMMs and so may be predisposed to causing certain kinds of infections. […] Once S. aureus adheres to host tissues or prosthetic materials, it is able to grow and persist in various ways. […] S. aureus can form biofilms (slime) on host and prosthetic surfaces, enabling it to persist by evading host defenses and antimicrobials. […] The ability to form and reside in biofilms is one reason why prosthetic-device infections, for example, can be so difficult to eradicate without removal of the device. […] S. aureus has many other characteristics that help it evade the host immune system during an infection. […] Its main defense is production of an antiphagocytic microcapsule. […] During infection, S. aureus produces numerous enzymes, such as proteases, lipases, and elastases, that enable it to invade and destroy host tissues and metastasize to other sites.
#1 Biofilm Producing Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA) Infections in Humans: Clinical Implications and Management
https://www.mdpi.com/2076-0817/13/1/76
Since its initial description in the 1960s, methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) has developed multiple mechanisms for antimicrobial resistance and evading the immune system, including biofilm production. […] Biofilm production is a key aspect of MRSAâs ability to invade, spread, and resist antimicrobial treatments. […] The process of biofilm formation is an innate and indispensable element within the prokaryotic life cycle. […] Biofilm formation requires a suitable substrate or surface and environment. […] Biofilm formation takes place in multiple stages, including attachment, formation/maturation, and dispersal. […] The initial attachment of a bacterium to biotic (endovascular, bone, or joint) or abiotic (prosthetic device/catheter) surfaces involves a number of proteins known as Microbial Surface Components Recognizing Adhesive Matrix Molecules (MSCRAMMs).
#1 Biofilm Producing Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA) Infections in Humans: Clinical Implications and Management
https://www.mdpi.com/2076-0817/13/1/76
The main Microbial Surface Component Recognizing Adhesive Matrix Molecule proteins involved in S. aureus adhesion are clumping factor A (ClfA) and clumping factor B (ClfB). […] Following attachment and initial growth of the microcolonies the biofilm begins to mature by secretion of the extracellular polymeric substance (EPS). […] The major component of EPS is the polysaccharide intercellular adhesin (PIA). […] The presence of the ica genes correlates with heightened pathogenic potential. […] The EPS allows for antimicrobial resistance both physically by separating the individual bacteria from the antimicrobial compounds, but also by allowing the bacteria to decrease their metabolic activity which can also contribute to the antimicrobial resistance. […] The biofilm matures as the S. aureus interacts with the EPS utilizing proteins such as Aap.
#1 Biofilm Producing Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA) Infections in Humans: Clinical Implications and Management
https://www.mdpi.com/2076-0817/13/1/76
The main genes encoding the dispersal are regulated by the accessory gene regulatory (agr) operon system that encodes AgrA, AgrB, AgrC, and AgrD and induces dispersal via proteases and phenol-soluble modulins. […] The âdecisionâ of a biofilm to initiate the secretion of substances causing dispersion can stem from a range of influences, encompassing the accessibility of nutrients and oxygen, the existence of toxins, and additional stressors. […] Biofilm-associated MRSA can cause a broad range of infections ranging from SSTIs to deep-seated infections including blood stream infections (BSIs), osteomyelitis, and infective endocarditis (IE). […] Biofilms provide a unique protective mechanism that enable bacteria to evade antibiotics by preventing antibiotic diffusion, thus leading to the emergence of multidrug-resistant populations of bacteria.
#1 Biofilm Producing Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA) Infections in Humans: Clinical Implications and Management
https://www.mdpi.com/2076-0817/13/1/76
Biofilms have been implicated as a major factor in both MRSA colonization and the challenges encountered in successfully eradicating MRSA colonization. […] MRSA continues to be a formidable pathogen, as a cause of prolonged and difficult to treat infections, with various protective mechanisms including biofilm production facilitating disease pathogenesis.
#1 MRSA and MSSA: The Mechanism of Methicillin Resistance and the Influence of Methicillin Resistance on Biofilm Phenotype of Staphylococcus aureus | IntechOpen
https://www.intechopen.com/chapters/52471
Biofilm is produced by distinct mechanisms in MRSA and Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus (MSSA). Biofilm of MSSA is formed in ica-dependent manner (PIA-dependent) by PIA that is encoded by icaADBC gene, whereas biofilm of MRSA is formed in ica-independent manner (PIA-independent) by surface proteins containing LPXTG anchoring domain that are anchored to peptidoglycan by sortase as a transpeptidase coded by srtA gene. […] Three stages of ica-dependent and ica-independent biofilm formation that are adherence (adhesion, attachment), aggregation (maturation, accumulation), and detachment (dispersal) are regulated by ica operon and accessory gene regulator (agr) quorum sensing two-component signal transduction system, respectively. […] Not only biofilm formation but also virulence factors such as phenol-soluble modulins (PSMs), toxins, and degradation enzymes production are regulated by agr quorum sensing two-component regulatory system. Activation of agr system causes reduction in biofilm production due to the production of phenol-soluble modulins (PSMs) as surfactants, proteases, and nucleases that disperse microorganisms embedded in biofilm by enzymatic degradation of the biofilm matrix.
#1 Virulence mechanisms of MRSA | Microbiology Society
https://microbiologysociety.org/blog/virulence-mechanisms-of-mrsa.html
The emergence of meticillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) strains as potentially lethal pathogens is a continuing cause for public health concern worldwide. An understanding of the various virulence mechanisms used by these antibiotic-resistant bacterial pathogens is crucial to help prevent and treat the infections they cause. […] MRSA possesses a number of weapons with which to cause infection so-called virulence factors. One protein in particular is being widely studied; Panton Valentine Leukocidin (PVL) is a toxin which forms pores in leukocyte membranes, causing them to burst. PVL is associated with abscess formation and severe necrotizing pneumonia. […] The controversy over the role of PVL in MRSA virulence has focused research on other key protein players in the development of MRSA infection. Additional virulence factors include -toxin, which also targets leukocytes, as well as platelets.
#1 Skin Infections Caused by Staphylococcus aureus | HTML | Acta Dermato-Venereologica
https://www.medicaljournals.se/acta/content/html/10.2340/00015555-3466
This resistance is linked to the synthesis of a modified penicillin-binding protein with less affinity to betalactams, PLP2a, leading to resistance to all beta-lactams. The synthesis of this PLP2a is under the control of the mecA gene, located on a chromosomal mobile genetic element, called the staphylococcal cassette chromosome mec or SCCmec, bordered at both ends by genes called chromosome cassette recombinase, which allow horizontal transmission between and within species. […] Almost all of CA-MRSA, including the major clones, produce the PVL toxin, which explains the predominance of suppurative skin infections as clinical presentations of CA-MRSA infections.
#1 Pathogenesis of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Infection
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2474459/
Regulation of expression of staphylococcal virulence factors plays a central role in pathogenesis. […] The accessory gene regulator (agr) is a quorum-sensing system that plays a critical role in the regulation of staphylococcal virulence. […] The basis for the apparent increased virulence of CA-MRSA strains is incompletely understood. […] The genes and mechanisms by which CA-MRSA strains may cause aggressive disease are discussed in the sections that follow. […] Given this evidence and the strong epidemiological association between PVL-containing CA-MRSA strains and necrotizing pneumonia and skin and soft-tissue infections, it is plausible that PVL is partly responsible for the enhanced virulence of CA-MRSA. […] These studies suggest that the association of PVL with enhanced S. aureus virulence is complex and controversial and warrants further investigation. […] Understanding what enables these strains to do this, what their reservoirs are, and what their means of transmission are requires further investigation.
#1 Virulence mechanisms of MRSA | Microbiology Society
https://microbiologysociety.org/blog/virulence-mechanisms-of-mrsa.html
Other proteins being studied for their role in virulence are phenol soluble modulins (PSMs), which are produced by most staphylococci. They are released in high levels by CA-MRSA and are able to attack human neutrophils. […] Biofilm formation, especially on medical implants such as catheters, is another important virulence mechanism for MRSA. Bacterial cells in a biofilm show much greater resistance to antibiotics than free living cells; biofilms also help micro-organisms evade host immune responses. […] The review suggests that therapeutic agents targeted at specific virulence mechanisms of MRSA will have advantages over more broad-spectrum antibiotics as they will not affect beneficial bacteria, they will have fewer negative side effects and less potential for developing drug resistance.
#1 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2919328/
Together, these studies suggest that clones such as USA300 are particularly successful because they are transmitted more easily, colonize better, and are more pathogenic. […] Among putative virulence factors proposed to be the major determinant of the CA-MRSA epidemic, PVL has been most extensively studied. […] The type I arginine catabolic mobile element (ACME) has many properties that make it an equally attractive candidate to explain the success of USA300. […] PSM peptides have been described previously to contribute to CA-MRSA skin infection in mice. […] Many other putative virulence factors uniquely expressed by CA-MRSA strains remain to be explored. […] If Occams razor, the principle of diagnostic parsimony frequently used in clinical decision making, is to guide the assessment of CA-MRSA pathogenesis, it is likely that one or very few factors are ultimately responsible for the simultaneous emergence of several CA-MRSA epidemic clones.
#1 Researchers discover novel mechanism for MRSA virulence
https://phys.org/news/2023-01-mechanism-mrsa-virulence.html
Researchers at Mount Sinai, in collaboration with researchers at New York University, have published a study in Cell Host & Microbe that sheds light on the mechanisms behind the severity, or virulence, of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) blood stream infections. […] The study, published in January 2023, reveals that MRSA has undergone repeated mutations in the sarZ gene, a transcriptional regulator responsible for regulating virulence gene expression, leading to increased severity of blood stream infections in mouse models. […] The researchers found that USA300 infections exhibit altered virulence regulation. Using comparative genomics, they found the genes involved in this phenotype and discovered repeated and independent mutations in the transcriptional regulator sarZ. These mutations resulted in increased virulence of USA300 BSI isolates in a mouse model of BSI.
#1 Researchers discover novel mechanism for MRSA virulence
https://phys.org/news/2023-01-mechanism-mrsa-virulence.html
The sarZ mutations resulted in increased expression and production of the surface protein ClfB, which was shown to be critical for the pathogenesis of USA300 BSI isolates. […] „The findings of our study provide a better understanding of the factors contributing to MRSA virulence and may ultimately help uncover new treatment approaches,” said Harm van Bakel, Ph.D., Professor of Genetics and Genomic Sciences at the Icahn School of Medicine at Mount Sinai and one of the corresponding authors of the study. „The continued evolution of MRSA has changed the ways it regulates its virulence in bloodstream infections. Our work highlights the ongoing evolution of a major MRSA lineage and suggests that USA300 strains can optimize their fitness through altered regulation of virulence.” […] The study focused on the USA300 lineage of MRSA, and future work will investigate additional lineages as well as adaptations in methicillin-susceptible Staphylococcus aureus infections (MSSA).
#1 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2919328/
S. aureus has evolved a comprehensive strategy to address the challenges posed by the human immune system. […] The emergence of community-associated methicillin-resistant S. aureus (CA-MRSA) infections in individuals with no predisposing conditions suggests an increased pathogenicity of the bacterium, which may be related to acquisition of novel genetic elements. […] Here, I review the various strategies used by S. aureus to evade obstacles laid out by the human host during colonization and infection. […] I describe the controversies surrounding MRSA research and discuss how acquisition of the novel genes could explain the increased incidence and severity of CA-MRSA diseases. […] The past ten years however have witnessed the emergence of new clones of MRSA that have rapidly spread across continents, causing rampant skin and soft tissue infections and some unusually severe diseases.
#1 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2919328/
For the host, resident phagocytes and epithelial cells in the skin or mucosal tissue respond to either bacterial products or tissue injury by activation of the immune system. […] S. aureus has been generally recognized to survive well both inside and outside of host cells. […] S. aureus avoids opsonophagocytosis by expressing on its surface a capsule, clumping factor A, protein A, and a number of complement inhibitors, all of which inactivate or prevent host opsonins from binding or targeting the bacterium for destruction. […] S. aureus can shelter within epithelial cells, endothelial cells, and even macrophages. […] S. aureus deploys a number of strategies to resist neutrophil killing. […] A severe bacterial infection normally induces the host to mount an adaptive immune response within seven to ten days to limit the ongoing infection and prevent future reinfections.
#1 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection | Pediatric Research
https://www.nature.com/articles/pr2009125
Upon arriving at the infection site, neutrophils unleash a battery of antimicrobial substances, including antimicrobial peptides, reactive oxygen species (ROS), reactive nitrogen species, proteases, and lysozyme. […] A severe bacterial infection normally induces the host to mount an adaptive immune response within 710 d to limit the ongoing infection and prevent future reinfections. […] However, one of the hallmarks of S. aureus biology is the ability of the pathogen to infect the human host repeatedly throughout life. […] The mechanism underlying evasion of adaptive immune response is poorly understood; however, studies have shown that staphylococcal enterotoxins, TSST, and Eap (a MHC class II analog) could all alter T cell functions by targeting the T cell receptor activation pathway.
#1 Staphylococcus aureus bacteria turns immune system against itself – UChicago Medicine
https://www.uchicagomedicine.org/forefront/news/2013/november/staphylococcus-aureus-bacteria-turns-immune-system-against-itself
They discovered that S. aureus were converting NETs into 2′-deoxyadenosine (dAdo), a molecule which is toxic to macrophages. This effectively turned NETs into a weapon against the immune system. […] „Sooner or later almost every human gets some form of S. aureus infection. Our work describes for the first time the mechanism that these bacteria use to exclude macrophages from infected sites,” Schneewind said. „Coupled with previously known mechanisms that suppress the adaptive immune response, the success of these organisms is almost guaranteed.”
#1 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2919328/
Unlike traditional MRSA clones which are largely confined to healthcare settings and prey on immunocompromised hosts or hosts with predisposing factors, these community-associated methicillin-resistant S. aureus (CA-MRSA) clones infect previously healthy hosts, particularly children, young and middle aged adults. […] To impart a better appreciation of MRSA pathogenesis, I will first describe the obstacles S. aureus needs to overcome to establish an infection, then highlight aspects of pathogenesis that are unique to healthcare-associated MRSA (HA-MRSA) and CA-MRSA. […] Infections occur frequently as a consequence of S. aureus inoculation into an open wound. […] Initial exposure of S. aureus to host tissues beyond the mucosal surface or skin is thought to trigger upregulation of virulence genes.
#1 Immune System Evasion Mechanisms in Staphylococcus aureus: Current Understanding – Journal of Pure and Applied Microbiology
https://microbiologyjournal.org/immune-system-evasion-mechanisms-in-staphylococcus-aureus-current-understanding/
S. aureus produces toxins which work as superantigens such as toxic shock syndrome toxin-1(TSST-1), the expression of these antigens in the host cell prevents the development of the immune response such as activation of B and T cells or formation of antibodies. […] Therefore, immune-suppression occurred due to the failure of the antibody response.
#1 Immune System Evasion Mechanisms in Staphylococcus aureus: Current Understanding – Journal of Pure and Applied Microbiology
https://microbiologyjournal.org/immune-system-evasion-mechanisms-in-staphylococcus-aureus-current-understanding/
When S. aureus invade the host tissues, the innate immune system responds rapidly as an early defense against the bacterial invasion. […] It also play many significant roles against the pathogen for instance; it summons the immune cells to the infection sites by producing chemical signaling molecules called cytokines, activates the complement system to recognize the microbe to encourage the clearance process of dead cells, and it activates the second line of the host defense which is known as the adaptive (specific) immune system through antigen presentation process, in order to help the body to eliminate the microbe and to generate long lasting immunity against it to prevent any challenge in the future by the same organism. […] S. aureus developed different mechanisms to avoid the action of the complement system by producing a number of proteins that can change and affect the stages of the complement cascade, these mechanisms include; preventing complement identification; cleavage of complement proteins; and/or inhibit the interaction of complement receptors on phagocytes.
#1 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection | Pediatric Research
https://www.nature.com/articles/pr2009125
MRSA deserves separate consideration in S. aureus pathogenesis because it is associated with distinct epidemiology, particularly morbidity and mortality. […] MRSA can be divided into HA-MRSA and CA-MRSA, two genotypically dissimilar groups of bacteria that target different but overlapping populations and cause different diseases. […] HA-MRSA harbors large staphylococcal chromosome cassettes (SCCmec types I-III), which encode one (SCCmec type I) or multiple antibiotic resistance genes (SCCmec type II and III). […] Interestingly, when removed from the healthcare setting, HA-MRSA rarely causes diseases in individuals without predisposing conditions. […] It has therefore been suggested that HA-MRSA represents less robust strains of S. aureus that could only survive environments where bacterial competition is limited by antibiotic pressure.
#1 MRSA infection – Symptoms & causes – Mayo Clinic
https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/mrsa/symptoms-causes/syc-20375336
Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infection is caused by a type of staph bacteria that’s become resistant to many of the antibiotics used to treat ordinary staph infections. […] When it occurs in these settings, it’s known as health care-associated MRSA (HA-MRSA). health care-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (HA-MRSA) infections usually are associated with invasive procedures or devices, such as surgeries, intravenous tubing or artificial joints. […] Another type of MRSA infection has occurred in the wider community among healthy people. This form, community-associated MRSA (CA-MRSA), often begins as a painful skin boil. […] These red bumps can quickly turn into deep, painful boils (abscesses) that require surgical draining. Sometimes the bacteria remain confined to the skin. But they can also burrow deep into the body, causing potentially life-threatening infections in bones, joints, surgical wounds, the bloodstream, heart valves and lungs.
#1 Staphylococcal Infections – Infectious Diseases – Merck Manual Professional Edition
https://www.merckmanuals.com/professional/infectious-diseases/gram-positive-cocci/staphylococcal-infections
MRSA isolates have become common, especially in hospitals. MRSA isolates are resistant to almost all beta-lactam antibiotics, including most cephalosporins and carbapenems; however, they may be susceptible to the newest class of MRSA-active cephalosporins (eg, ceftaroline, ceftobiprole [not available in the United States]). Hospital-acquired MRSA is also commonly resistant to many other antibiotics, including erythromycin, clindamycin, and fluoroquinolones. […] Because incidence of MRSA has increased, initial empiric treatment for serious staphylococcal infections (particularly those that occur in a health care setting) should include an antibiotic with reliable activity against MRSA.
#1 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection | Pediatric Research
https://www.nature.com/articles/pr2009125
As physicians attempt to grapple with the antibiotic resistance problem posed by HA-MRSA, increasingly there are reports of the more virulent CA-MRSA infiltrating the healthcare setting. […] CA-MRSA strains were responsible for a dramatic increase in the incidence of infections, particularly of the skin and soft tissue and were the cause of many unusually severe infections such as necrotizing pneumonia, necrotizing fasciitis, and myositis. […] The change in the clinical manifestations of S. aureus prompted speculation that CA-MRSA infections reflected infection by more virulent strains. […] The epidemiologic findings, though suggestive of a more virulent phenotype, need to be interpreted with caution. […] Together, these studies suggest that clones such as USA300 are particularly successful because they are transmitted more easily, colonize better, and are more pathogenic.
#1 Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) Basics | MRSA | CDC
https://www.cdc.gov/mrsa/about/index.html
MRSA is a type of staph that can be resistant to several antibiotics. […] MRSA infections can cause serious problems in and outside of healthcare settings, including: […] MRSA spreads in the community through contact with infected people, wounds, or things that have touched infected skin and are carrying the bacteria. […] Healthcare providers often prescribe antibiotics to treat MRSA infections. Some types of S. aureus infections need surgery to drain infected areas. Your healthcare provider will determine which treatments are best for you. While MRSA can be resistant to several antibiotics, meaning these drugs cannot cure the infections, there are antibiotics available to treat MRSA infections.
#1 Is MRSA Contagious?
https://www.medicinenet.com/is_mrsa_contagious/article.htm
MRSA is a contagious skin infection that spreads easily through skin-to-skin contact or indirectly from person to person. […] MRSA is very contagious under certain circumstances (when skin alterations or damage are present). It spreads through person-to-person contact with a skin infection or even indirect contact, such as contact with a MRSA-infected person’s clothing or towels or even from benches in gyms. […] All MRSA needs to establish itself is a small break in the skin or mucosa. This is important because no breaks means no infection; for example, MRSA skin-infected or MRSA-colonized pregnant females seldom infect their fetus or infants. […] Hospitalized patients, if they have MRSA pneumonia, may transfer the organisms to others through the air by contaminated droplets. […] The incubation period for MRSA ranges from 1 to 10 days.
#1 Is MRSA Contagious?
https://www.medicinenet.com/is_mrsa_contagious/article.htm
As long as there are viable MRSA bacteria in or on an individual who is colonized with these bacteria or infected with the organisms, MRSA is contagious. […] MRSA organisms can remain viable on some surfaces for about two to six months if they are not washed or sterilized. […] For most staph infections, including MRSA, the incubation period is often indefinite if the organisms are colonizing (not infecting) an individual. […] However, the incubation period for MRSA often ranges from 1 to 10 days if it enters broken skin or damaged mucous membranes. […] MRSA causes mainly skin infections in nonhospitalized people; in hospitalized patients, it can cause sepsis, surgical site infections, and pneumonia. All of these infections may be difficult to treat because of MRSA’s resistance to antibiotics.
#1 Staphylococcus Aureus Infection: Practice Essentials, Background, Pathophysiology
https://emedicine.medscape.com/article/971358-overview
The hallmark of staphylococcal infection is the abscess, which consists of a fibrin wall surrounded by inflamed tissues enclosing a central core of pus containing organisms and leukocytes. From this focus of infection, the organisms may be disseminated hematogenously, even from the smallest abscess. The ability to elaborate proteolytic enzymes facilitates the process. This may result in pneumonia, bone and joint infection, and infection of the heart valves. […] Persistent deep-seated infections have now been linked to small-colony variants of the organism. This population is more resistant to antibiotics and grows slowly. These organisms have been described in patients with cystic fibrosis and may contribute to the persistence of S aureus in these patients. […] In a worldwide trend, the proportion of infections caused by CA-MRSA has increased.
#1 Is MRSA Contagious?
https://www.medicinenet.com/is_mrsa_contagious/article.htm
How easily is MRSA spread from person to person? MRSA in the community is spread from person to person by direct contact; in addition, indirect contact is also a means of spread because the bacteria can survive on objects like towels, benches, shaving equipment, and other surfaces. […] For a person to become infected, MRSA usually needs to have a breach (abrasion, cut, rash, or puncture) in the skin. […] Hospital spread of MRSA can include the above methods, in addition, to spread by blood, saliva, and/or droplets in the air that can land on people’s skin or other surfaces if the person has pneumonia. […] People who are colonized with MRSA are far less likely to transmit the organisms to others; transmission is more likely if the patient is infected with MRSA. […] You can tell if a MRSA infection is contagious by observing certain signs and symptoms. Visible signs of infection, such as redness, warmth, and swelling around painful skin lesions, pus-filled boils, abscesses, open wounds with oozing fluid, and fever, indicate that the infection is likely contagious.
#1 Skin Infections Caused by Staphylococcus aureus | HTML | Acta Dermato-Venereologica
https://www.medicaljournals.se/acta/content/html/10.2340/00015555-3466
Staphylococcus aureus is the most common pathogen involved in skin infections worldwide, regardless of the patients age, the climate or geographical area. The main skin clinical manifestations can be linked to a few toxins produced by the bacteria, which give rise to a rich and varied clinical spectrum. Panton Valentine leucocidin, exfoliatins, enterotoxins and toxin shock syndrome toxin 1 are the main toxins involved in most dermatological manifestations associated with S. aureus. […] Currently, the most important event is the worldwide emergence of community-acquired S. aureus resistant to methicillin (CA-MRSA), which is mainly responsible for skin infections. […] The pathophysiology of staphylococcal impetigo is related to the local production of exfoliatin toxins A and B. The target protein of exfoliatins A and B is desmoglein 1, a desmosomal protein whose role is the cohesion between keratinocytes, and it is mainly located in the most superficial layer of the epidermis. The main consequence of the action of the toxin on desmoglein 1 is rupture of keratinocyte cohesion and formation of a bullae.
#1 Incidence, prevalence, and management of MRSA bacteremia across patient populationsâa review of recent developments in MRSA management and treatment | Critical Care | Full Text
https://ccforum.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13054-017-1801-3
An important first step in MRSA bacteremia management is to identify and eliminate the source of infection. If an intravascular catheter is the source, it should be removed as soon as possible after diagnosis; any wounds should be debrided. […] Empirical treatment decisions in MRSA bacteremia require consideration of the prevalence and resistance profile of local strains, risk factors for a complicated clinical course, presence of comorbidities, concurrent interventions, and response to prior antibiotics. […] Reports of MRSA isolates resistant or nonsusceptible to currently available antibiotics, including vancomycin, daptomycin, and ceftaroline, as well as multidrug-resistant MRSA clones, are a concerning trend. These data highlight the importance of early identification of MRSA and susceptibility to identify the optimal antibiotic.
#1 MRSA infection – Symptoms & causes – Mayo Clinic
https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/mrsa/symptoms-causes/syc-20375336
MRSA is the result of decades of often unnecessary antibiotic use. For years, antibiotics have been prescribed for colds, flu and other viral infections that don’t respond to these drugs. […] MRSA infections can resist the effects of many common antibiotics, so they’re more difficult to treat. This can allow the infections to spread and sometimes become life-threatening. […] In the hospital, people who are infected or colonized with MRSA often are placed in isolation as a measure to prevent the spread of MRSA. […] Hospital rooms, surfaces and equipment, as well as laundry items, need to be properly disinfected and cleaned regularly.
#1 Whatâs New
https://www.cdph.ca.gov/Programs/CHCQ/HAI/Pages/MRSAMethicillin-ResistantStaphylococcusaureus.aspx
The chance of getting MRSA while visiting a person who has MRSA is very low. To decrease the chance of getting MRSA your family and friends should: Clean their hands before they enter your room and when they leave. Ask a healthcare provider if they need to wear protective gowns and gloves when they visit you. […] To prevent another MRSA infection and to prevent spreading MRSA to others: Keep taking any antibiotics prescribed by your doctor. Don’t take half-doses or stop before you complete your prescribed course. Clean your hands often, especially before and after changing your wound dressing or bandage.
#1 Scientists find a salty way to kill MRSA | Imperial News | Imperial College London
https://www.imperial.ac.uk/news/174047/scientists-find-salty-kill-mrsa/
Scientists have discovered a new way to attack Staphylococcus aureus bacteria. […] A superbug form of the bacteria, called MRSA, has also developed resistance to the antibiotic methicillin. […] In a new study, the Imperial team have discovered how Staphylococcus aureus regulates its salt intake. Disrupting this mechanism means the bacteria either absorb too much salt from their environment, or lose too much water causing them to dehydrate and die. […] The Staphylococcus aureus bacterium is a key pathogen and causes many serious infections in patients. […] In the new study, published in the journal Science Signaling, the team looked at MRSA cells in the lab and found that a signalling molecule called cyclic di-AMP is critical for the process through which the bacteria regulate their salt levels.
#1 Scientists find a salty way to kill MRSA | Imperial News | Imperial College London
https://www.imperial.ac.uk/news/174047/scientists-find-salty-kill-mrsa/
Inhibiting these salt protection mechanisms renders MRSA cells more sensitive to salt which could ultimately lead to the destruction of the bacterial cells. […] However, there are always some bacteria such as Staphylococcus aureus that are resistant to these high salt levels, and survive. But if we can develop some form of treatment that interrupts these signalling molecules, we could ensure salt kills all of the bacteria. […] The team are now further exploring this mechanism, in the hope of finding the exact way the signalling molecule regulates the transporter protein.
#1 Studies pinpoint key targets for MRSA vaccine – UChicago Medicine
https://www.uchicagomedicine.org/forefront/news/2010/august/studies-pinpoint-key-targets-for-mrsa-vaccine
Two recent studies provide evidence for a new approach to vaccines to prevent infections caused by drug-resistant Staphylococcus aureus– better known as MRSA the leading cause of skin and soft tissue, bloodstream and lung infections in the United States. […] One demonstrates a way to counteract the bacteria’s knack for evading the immune system. The other shows how to disrupt the germ’s tissue-damaging mechanism. […] One of the challenges in creating a vaccine is the ability of this germ to short-circuit the host’s defenses. Most bacterial infections trigger an immune counter-attack designed to rid the body of the microbe and prevent subsequent infections. Most vaccines rely on this same strategy. Staph, however, has evolved its own tools to blunt the immune response. […] „Staph aureus is the world champion of immune suppression,” said the senior author of both studies, Olaf Schneewind, PhD, professor and chair of microbiology at the University of Chicago. This allows the organism to persist long enough to escape the blood stream and settle into various tissues, where it builds a protective capsule, replicates and soon spreads in greater numbers to additional sites.
#1 Studies pinpoint key targets for MRSA vaccine – UChicago Medicine
https://www.uchicagomedicine.org/forefront/news/2010/august/studies-pinpoint-key-targets-for-mrsa-vaccine
An effective vaccine requires finding the right targets: proteins key to the disease process and exposed on the cell surface. […] Protein A is the key to staph’s ability to evade immunity. It shields the bacteria by „cross-linking” two receptors on the B cells. This triggers cell death. So mice confronted with a staph infection do not make antibodies against the bacteria. […] Mice exposed to the „non-toxic” version of protein A were able to mount an effective immune response, killing bacteria, — including the virulent strain known as USA300, the current source of about 60 percent of staph infections. […] The second target was a set of two clotting factors, coagulase and von Willebrand factor binding protein (vWbp), that the bacteria use to assemble protected niches within various tissues where they can replicate.
#1 Methicillin-resistant Staphylococcus aureus: novel treatment approach breakthroughs | Bulletin of the National Research Centre | Full Text
https://bnrc.springeropen.com/articles/10.1186/s42269-023-01072-3
Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is a common bacterial infection that is a significant source of illness and mortality globally. The advancements in antibiotic therapies continue to be the critical aspects of treating bacterial infections, and their usage has lowered patient mortality and raised life expectancy. […] The ideal treatments for MRSA remain challenging, and the quest for new antibiotic targets and advanced drug delivery systems with safety profiles is necessary to ensure treating MRSA infections adequately in the future. […] Increasing antibiotic resistance is a result of MRSA infection. This limits treatment options for MRSA-associated infections. As well as poor infection control, MRSA remains resistant to the utmost powerful antibiotics employed to treat severe MRSA infections, according to the latest research.
#1 Effect & mechanism of Sanhuang ointment on MRSA infection | IDR
https://www.dovepress.com/evaluation-of-the-effect-and-mechanism-of-sanhuang-ointment-on-mrsa-in-peer-reviewed-fulltext-article-IDR
Sanhuang ointment has a protective effect on MRSA infection and inhibits inflammation by inhibiting the IL-17/NF-B signaling pathway. […] Sanhuang ointment may inhibit the inflammatory response induced by MRSA in the skin and soft tissue infections by targeting the IL-17/NF-B signaling pathway. […] We study the active components and mechanism of action of Sanhuang ointment on MRSA infection through network pharmacology. […] The key compounds in the 254 active Sanhuang ointment immune systems response against MRSA infection were as follows: quercetin, apigenin, beta-sitosterol, stigmasterol, magnoflorine, wogonin, columbamine, palmatine, baicalein, and isocorypalmine. […] By regulating NOS2, IL6, TNF-, NOS3, CXCL8, IL1B, CCL2, IFNG, IKBKG, ICAM1, and other related target proteins against MRSA infection.
#1 The mechanism of human Î²-defensin 3 in MRSA-induced infection of implant drug-resistant bacteria biofilm in the mouse tibial bone marrow
https://www.spandidos-publications.com/10.3892/etm.2017.4112
The mechanism of human -defensin 3 (HBD-3) in methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSAinduced infection of implant drug-resistant bacteria biofilm in the mouse tibial bone marrow was studied. […] The present study further verified the influence of HBD-3 on the growth status and inflammatory response of the bacteria in the infectious biofilm as well as the cell cytokines in the infectious bone tissue of the implant in the mouse and provide the drug effect target and new theoretical basis for the clinical application of HBD-3. […] -defensin 3 can inhibit the bacterial growth by regulating inflammation and immune responses in the MRSA-induced implant drug-resistant bacteria biofilm infection in the mouse tibial bone marrow. […] The expression of NF-B and TLR-4 in the model group and vancomycin group was not significantly changed at each time-point, those in the HBD-3 group began to increase on the 1st day, reached the peak on the 7th day and began to decline on the 14th day, those in the HBD-3 group at each time-point were significantly higher than the model group and the vancomycin group and the difference was statistically significant.
#1 The role of Staphylococcus aureus quorum sensing in cutaneous and systemic infections | Inflammation and Regeneration | Full Text
https://inflammregen.biomedcentral.com/articles/10.1186/s41232-024-00323-8
The pathophysiology of S. aureus infection is substantially influenced by phenotypic changes resulting from factors beyond Agr. Future studies are expected to give the comprehensive understanding of S. aureus overall profile in various settings. […] Understanding the fundamental bacterial property that enables MRSA to adapt to various environments and eventually gain resistance is an urgent need to fight against this bacterium. […] The quorum sensing (QS) system is the ability of bacteria to adjust gene expressions in response to their population density. […] S. aureus possesses an auto-regulatory operon, Agr system, as a QS function. […] AgrA is capable of directly binding to the promoters of the PSM (encoding PSM1-4) and PSM (encoding PSM1 and 2). […] The essential virulence of PSM peptides rely on its cytolytic property, although not all PSMs from S. aureus are cytolytic.
#1 Progress in Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus | IDR
https://www.dovepress.com/progress-in-the-prevalence-classification-and-drug-resistance-mechanis-peer-reviewed-fulltext-article-IDR
Staphylococcus aureus is a common human pathogen with a variety of virulence factors, which can cause multiple infectious diseases. […] The genetic diversity of MRSA was mainly represented by the continuous emergence of epidemic strains, resulting in the constant changes of epidemic clones. […] Different classes of MRSA resulted in different epidemics and resistance characteristics, which could affect the clinical symptoms and treatments. […] Since the resistance mechanism of MRSA is very complex, it is important to clarify these resistance mechanisms at the molecular level for the treatment of infectious diseases. […] We firstly described the diversity of SCCmec elements, and discussed the types of SCCmec, its drug resistance mechanisms and expression regulations. […] Analyzing the resistance mechanism of MRSA can help study new anti-infective drugs and alleviate the evolution of MRSA.
#2 Whatâs New
https://www.cdph.ca.gov/Programs/CHCQ/HAI/Pages/MRSAMethicillin-ResistantStaphylococcusaureus.aspx
Staphylococcus aureus, often referred to simply as „staph,” are bacteria commonly carried on the skin or in the nose of healthy people. Approximately 25% to 30% of people in general are colonized (when bacteria are present, but not causing an infection) in the nose with staph bacteria. […] When a person carries the organism/bacteria but shows no clinical signs or symptoms of infection. For Staph aureus the most common body site colonized is the nose. […] When there are signs (such as fever, redness, swelling, discharge, heat at a location of an infection) or symptoms (feeling feverish, chills, pain, aches, weakness, malaise – not feeling well, nausea, vomiting) of infection in addition to laboratory evidence of infection, including a positive culture. […] Some staph bacteria are resistant to antibiotics. MRSA is a type of staph that is resistant to a class of antibiotics related to penicillin, which includes methicillin, oxacillin, penicillin and amoxicillin. Approximately of 1% of people in general are colonized with MRSA, while people receiving certain types of healthcare, such as those receiving dialysis or living in nursing homes, are at increased risk of being colonized with MRSA.
#2 Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) in adults: Epidemiology – UpToDate
https://www.uptodate.com/contents/methicillin-resistant-staphylococcus-aureus-mrsa-in-adults-epidemiology
Methicillin resistance is mediated by PBP-2a, a penicillin-binding protein encoded by the mecA gene that permits the organism to grow and divide in the presence of methicillin and other beta-lactam antibiotics. The mecA gene is located on a mobile genetic element called staphylococcal chromosome cassette (SCCmec). […] Dissemination of resistance was mediated by horizontal transfer of the mecA gene and related regulatory sequences.
#2 Incidence, prevalence, and management of MRSA bacteremia across patient populationsâa review of recent developments in MRSA management and treatment | Critical Care | Full Text
https://ccforum.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13054-017-1801-3
The expression of several toxins, including -hemolysin and PSMs, is controlled by the agr regulatory system, which is more likely to be present in community- than hospital-acquired strains. Overall, the expression of toxin-producing genes is higher in community- than hospital-acquired MRSA strains and community-acquired strains tend to be more virulent. […] In patients with MRSA bacteremia, the presence of staphylococcal enterotoxin- and TSST1-producing genes is associated with a significant increase in the risk of mortality. […] Methicillin resistance has been linked to clonal variants in the SCCmec gene. Five different subtypes of SCCmec exist, which vary in size from about 20 to 68 kb. Hospital-acquired MRSA strains often contain SCCmec subtype II. In contrast, SCCmec subtype IV, rarely found in hospital-acquired MRSA strains, is more prevalent in community-acquired MRSA strains globally.
#2 Pathogenesis of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Infection
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2474459/
Staphylococcus aureus is a versatile pathogen capable of causing a wide range of human diseases. […] Although methicillin-resistant S. aureus (MRSA) strains are not necessarily more virulent than methicillin-sensitive S. aureus strains, some MRSA strains contain factors or genetic backgrounds that may enhance their virulence or may enable them to cause particular clinical syndromes. […] Certain MRSA strains appear to contain particular factors or genetic backgrounds that enhance their virulence or enable them to cause particular clinical syndromes. […] The armamentarium of virulence factors of S. aureus is extensive, with both structural and secreted products playing a role in the pathogenesis of infection. […] In establishing an infection, S. aureus has numerous surface proteins, called microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules (MSCRAMMs), that mediate adherence to host tissues.
#2 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection | Pediatric Research
https://www.nature.com/articles/pr2009125
Among putative virulence factors proposed to be the major determinant of the CA-MRSA epidemic, PVL has been most extensively studied. […] The type I arginine catabolic mobile element (ACME) has many properties that make it an equally attractive candidate to explain the success of USA300. […] PSM peptides have been described previously to contribute to CA-MRSA skin infection in mice. […] Many other putative virulence factors uniquely expressed by CA-MRSA strains remain to be explored. […] If those virulence factors contribute significantly to the epidemic, neutralization of those factors may cause the epidemic to subside.
#2 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection | Pediatric Research
https://www.nature.com/articles/pr2009125
To impart a better appreciation of MRSA pathogenesis, I will first describe the obstacles that S. aureus needs to overcome to establish an infection and then highlight the aspects of pathogenesis that are unique to healthcare-associated MRSA (HA-MRSA) and CA-MRSA. […] Infections occur frequently as a consequence of S. aureus inoculation into an open wound. […] Initial exposure of S. aureus to host tissues beyond the mucosal surface or skin is thought to trigger up-regulation of virulence genes. […] S. aureus has been generally recognized to survive well both inside and outside of host cells. […] S. aureus avoids opsonophagocytosis by expressing on its surface a capsule, clumping factor A, protein A, and a number of complement inhibitors, all of which inactivate or prevent host opsonins from binding or targeting the bacterium for destruction.
#2 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection | Pediatric Research
https://www.nature.com/articles/pr2009125
Upon arriving at the infection site, neutrophils unleash a battery of antimicrobial substances, including antimicrobial peptides, reactive oxygen species (ROS), reactive nitrogen species, proteases, and lysozyme. […] A severe bacterial infection normally induces the host to mount an adaptive immune response within 710 d to limit the ongoing infection and prevent future reinfections. […] However, one of the hallmarks of S. aureus biology is the ability of the pathogen to infect the human host repeatedly throughout life. […] The mechanism underlying evasion of adaptive immune response is poorly understood; however, studies have shown that staphylococcal enterotoxins, TSST, and Eap (a MHC class II analog) could all alter T cell functions by targeting the T cell receptor activation pathway.
#2 Staphylococcus aureus bacteria turns immune system against itself | University of Chicago News
https://news.uchicago.edu/story/staphylococcus-aureus-bacteria-turns-immune-system-against-itself
They discovered that S. aureus were converting NETs into 2-deoxyadenosine (dAdo), a molecule that is toxic to macrophages. This effectively turned NETs into a weapon against the immune system. […] Our work describes for the first time the mechanism that these bacteria use to exclude macrophages from infected sites, Schneewind said. Coupled with previously known mechanisms that suppress the adaptive immune response, the success of these organisms is almost guaranteed. […] Antibiotic-resistant strains, such as methicillin-resistant S. aureus (MRSA), are difficult to treat and have plagued healthcare systems around the world.
#2 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection | Pediatric Research
https://www.nature.com/articles/pr2009125
MRSA deserves separate consideration in S. aureus pathogenesis because it is associated with distinct epidemiology, particularly morbidity and mortality. […] MRSA can be divided into HA-MRSA and CA-MRSA, two genotypically dissimilar groups of bacteria that target different but overlapping populations and cause different diseases. […] HA-MRSA harbors large staphylococcal chromosome cassettes (SCCmec types I-III), which encode one (SCCmec type I) or multiple antibiotic resistance genes (SCCmec type II and III). […] Interestingly, when removed from the healthcare setting, HA-MRSA rarely causes diseases in individuals without predisposing conditions. […] It has therefore been suggested that HA-MRSA represents less robust strains of S. aureus that could only survive environments where bacterial competition is limited by antibiotic pressure.
#2 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection | Pediatric Research
https://www.nature.com/articles/pr2009125
S. aureus has evolved a comprehensive strategy to address the challenges posed by the human immune system. […] The emergence of community-associated methicillin-resistant S. aureus (CA-MRSA) infections in individuals with no predisposing conditions suggests an increased pathogenicity of the bacterium, which may be related to acquisition of novel genetic elements. […] The controversies surrounding MRSA research were described, and how acquisition of the novel genes could explain the increased incidence and severity of CA-MRSA diseases was described. […] The past 10 y however have witnessed the emergence of new clones of MRSA that have rapidly spread across continents, causing rampant skin and soft tissue infections and some unusually severe diseases. […] Unlike traditional MRSA clones which are largely confined to healthcare settings and prey on immunocompromised hosts or hosts with predisposing factors, these community-associated methicillin-resistant S. aureus (CA-MRSA) clones infect previously healthy hosts, particularly children, young and middle-aged adults.
#2 Molecular Pathogenesis of Staphylococcus aureus Infection | Pediatric Research
https://www.nature.com/articles/pr2009125
As physicians attempt to grapple with the antibiotic resistance problem posed by HA-MRSA, increasingly there are reports of the more virulent CA-MRSA infiltrating the healthcare setting. […] CA-MRSA strains were responsible for a dramatic increase in the incidence of infections, particularly of the skin and soft tissue and were the cause of many unusually severe infections such as necrotizing pneumonia, necrotizing fasciitis, and myositis. […] The change in the clinical manifestations of S. aureus prompted speculation that CA-MRSA infections reflected infection by more virulent strains. […] The epidemiologic findings, though suggestive of a more virulent phenotype, need to be interpreted with caution. […] Together, these studies suggest that clones such as USA300 are particularly successful because they are transmitted more easily, colonize better, and are more pathogenic.