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Peukert, Carsten; Popat Gholap, Sachin; Green, Ori; Pinkert, Lukas; Heuvel, Joop; Ham, Marco; Shabat, Doron; Brönstrup, Mark
Angewandte Chemie, June 20, 2022, 2022-06-20, Letnik: 134, Številka: 25Journal Article
Der empfindliche Nachweis von bakteriellen Infektionen ist eine Voraussetzung für deren erfolgreiche Behandlung. Die Verwendung von chemilumineszenten Sonden wurde bisher durch deren unzureichende Anreicherung in den Erregern erschwert. Wir koppelten Siderophoreinheiten, welche über das bakterielle Eisentransportsystem in Pathogenen angereichert werden, mit enzymatisch aktivierbaren Dioxetanen und erhielten sieben trifunktionale Sonden, die hohe Signal‐zu‐Hintergrund‐Verhältnisse (S/H=426‐859) aufwiesen. Die Eisentransportfähigkeit der Sonden wurde durch Experimente zur Wiederherstellung des Wachstums in Siderophor‐defizienten Mutanten gezeigt. Desferrioxamin‐Konjugate markierten alle Erreger des ESKAPE‐Panels mit einem hellen Chemilumineszenzsignal, während die Signale von Catechol‐Konjugaten aufgrund von Selbstquenchingeffekten generell schwächer ausfielen. Die Sonden konnten Bakterien in infizierten Lungenepithelzellen nachweisen. Die beste Sonde 8 wies 9.1×103 KBE mL−1 von S. aureus und 5.0×104 KBE mL−1 von P. aeruginosa nach, während die strukturell ähnliche Fluoreszenzsonde 10 205–305fach weniger empfindlich war. Die Daten qualifizieren Siderophor‐Dioxetan‐Sonden für den selektiven und empfindlichen Nachweis von Bakterien. Eine sensitive Diagnostik ist für die erfolgreiche Behandlung von bakteriellen Infektionen entscheidend. Die Konjugation von Bakterien‐spezifischen, aktiv transportierten Siderophor‐Vektoren an enzyminduzierbare, chemilumineszente Dioxetanen ermöglichte den Nachweis eines breiten Spektrums von „ESKAPE“‐Pathogenen. Die Sonden zeigten eine hohe Empfindlichkeit in menschlichem Plasma und wiesen zudem intrazelluläre gram‐positive und ‐negative Bakterien nach.
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