Massively parallel combination screen reveals small molecule sensitization of antibiotic-resistant Gram-negative ESKAPE pathogens
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Antibiotic resistance, especially in multidrug-resistant ESKAPE pathogens, remains a worldwide problem. Combination antimicrobial therapies may be an important strategy to overcome resistance and broaden the spectrum of existing antibiotics. However, this strategy is limited by the ability to efficiently screen large combinatorial chemical spaces. Here, we deployed a high-throughput combinatorial screening platform, DropArray, to evaluate the interactions of over 30,000 compounds with up to 22 antibiotics and 6 strains of Gram-negative ESKAPE pathogens, totaling to over 1.3 million unique strain-antibiotic-compound combinations. In this dataset, compounds more frequently exhibited synergy with known antibiotics than single-agent activity. We identified a compound, P2-56, and developed a more potent analog, P2-56-3, which potentiated rifampin (RIF) activity against Acinetobacter baumannii and Klebsiella pneumoniae . Using phenotypic assays, we showed P2-56-3 disrupts the outer membrane of A. baumannii . To identify pathways involved in the mechanism of synergy between P2-56-3 and RIF, we performed genetic screens in A. baumannii . CRISPRi-induced partial depletion of lipooligosaccharide transport genes ( lptA - D , lptFG ) resulted in hypersensitivity to P2-56-3/RIF treatment, demonstrating the genetic dependency of P2-56-3 activity and RIF sensitization on lpt genes in A. baumannii. Consistent with outer membrane homeostasis being an important determinant of P2-56-3/RIF tolerance, knockout of maintenance of lipid asymmetry complex genes and overexpression of certain resistance-nodulation-division efflux pumps – a phenotype associated with multidrug-resistance – resulted in hypersensitivity to P2-56-3. These findings demonstrate the immense scale of phenotypic antibiotic combination screens using DropArray and the potential for such approaches to discover new small molecule synergies against multidrug-resistant ESKAPE strains. Significance Statement There is an unmet need for new antibiotic therapies effective against the multidrug-resistant, Gram-negative ESKAPE pathogens. Combination therapies have the potential to overcome resistance and broaden the spectrum of existing antibiotics. In this study, we use DropArray, a massively parallel combinatorial screening tool, to assay more than 1.3 million combinations of small molecules against the Gram-negative ESKAPE pathogens, Acinetobacter baumannii , Klebsiella pneumoniae , and Pseudomonas aeruginosa . We discovered a synthetic small molecule potentiator, P2-56, of the antibiotic rifampin effective in A. baumannii and K. pneumoniae . We generated P2-56-3, a more potent derivative of P2-56, and found that it likely potentiates rifampin by compromising the outer membrane integrity. Our study demonstrates a high-throughput strategy for identifying antibiotic potentiators against multidrug-resistant bacteria.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».