Novel therapeutic targeting of the quorum sensing transcriptional regulation in multi-antibiotic resistant bacterium Staphylococcus aureus

• Název práce v češtině: Terapeutické cílení na transkripční regulaci systému quorum sensing v multirezistentní bakterii Staphylococcus aureus
• Název v anglickém jazyce: Novel therapeutic targeting of the quorum sensing transcriptional regulation in multi-antibiotic resistant bacterium Staphylococcus aureus
• Klíčová slova: bakteriální rezistence k antibiotikům, transkripční regulátory, Staphylococcus aureus, quorum sensing
• Klíčová slova anglicky: bacterial antibiotic resistance, transcriptional regulators, Staphylococcus aureus, quorum sensing
• Akademický rok vypsání: 2023/2024
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Pavlína Maloy Řezáčová, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 31.10.2023
• Datum zadání: 31.10.2023
• Datum potvrzení stud. oddělením: 31.01.2024
• Datum odevzdání elektronické podoby: 29.04.2024
• Datum proběhlé obhajoby: 03.06.2024
• Oponenti: Ivan Cherepashuk, M.Sc.

Předběžná náplň práce

Rostoucí hrozba rezistence vůči antibiotikům představuje pro celosvětové veřejné zdraví obrovskou výzvu. Podle Světové zdravotnické organizace (WHO) se bakterie odolné vůči více lékům podílejí na přibližně 700 000 úmrtí ročně, z toho 200 000 případů se týká novorozenců. WHO si uvědomuje naléhavost řešení této krize a v roce 2017 identifikovala dvanáct rodin bakterií rezistentních vůči antibiotikům, přičemž mezi cíle s nejvyšší prioritou pro výzkum a vývoj nových antibiotik zařadila methicilin a vankomycin-rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA, VRSA).

Patogeneze S. aureus je složitě spojena s expresí virulentních faktorů, přičemž MRSA a VRSA představují obzvláště alarmující případy. Nedávný výzkum zdůraznil klíčovou roli, kterou hraje komunikační systém quorum sensing při regulaci exprese genů virulence a tvorby biofilmu u S. aureus. Narušení kvorum sensingu se proto stalo slibnou cestou v boji proti MRSA, VRSA a dalším kritickým patogenům. Pozoruhodně se pozornost přesunula na zkoumání druhově specifických transkripčních regulátorů, které ovlivňují procesy quorum sensing.

Cílem této práce je poskytnout ucelený přehled současných poznatků o transkripční regulaci v kvorum sensingu u S. aureus. Kromě toho zkoumá vývoj a mechanismy terapeutik zaměřených na tyto složité regulační systémy.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The escalating threat of antibiotic resistance poses a formidable challenge to global public health. According to the World Health Organization (WHO), multidrug-resistant bacteria contribute to approximately 700,000 deaths annually, with a staggering 200,000 affecting newborns. Recognizing the urgency of addressing this crisis, WHO identified twelve families of antibiotic-resistant bacteria in 2017, categorizing methicillin and vancomycin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA, VRSA) among the highest-priority targets for research and development of novel antibiotics.
The pathogenesis of S. aureus is intricately linked to the expression of virulent factors, with MRSA and VRSA presenting particularly alarming cases. Recent research has underscored the pivotal role played by the quorum sensing communication system in regulating virulence gene expression and biofilm formation in S. aureus. Consequently, disrupting quorum sensing has emerged as a promising avenue for combatting MRSA, VRSA, and other critical pathogens. Notably, the focus has shifted towards investigating species-specific transcriptional regulators that influence quorum sensing processes.
This thesis aims to provide a comprehensive review of the current understanding of transcriptional regulation in quorum sensing within S. aureus. Additionally, it explores the development and mechanisms of therapeutics targeting these intricate regulatory systems.