Die Atemwegsumgebung bei Personen mit mukoobstruktiven Atemwegserkrankungen (MAD) ist durch dehydrierten Schleim aufgrund einer Hyperabsorption von Flüssigkeit an der Atemwegsoberfläche und einer beeinträchtigten mukoziliären Clearance gekennzeichnet. Mit Fortschreiten der MAD wird der pathologische Schleim aufgrund einer Muzinüberproduktion und einer Ansammlung von extrazellulärer DNA (eDNA) des Wirts zunehmend zähflüssiger. Pseudomonas aeruginosa, ein Haupterreger von MAD, besiedelt diese Schleimnische dauerhaft. Trotz inhalativer Antibiotikatherapien und des Fehlens einer Antibiotikaresistenz bleibt das Versagen einer antipseudomonalen Behandlung eine klinische Herausforderung.
Wir haben die Datenvisualisierung und statistische Modellierung von JMP verwendet, um zu untersuchen, wie Mucin- und eDNA-Konzentrationen – dominante Polymere im Atemschleim – die Antibiotikatoleranz von P. aeruginosa beeinflussen, um die Antibiotikaresistenz zu verstehen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Polymerkonzentration und Molekulargewicht das Überleben von P. aeruginosa nach Antibiotikaexposition beeinflussen. Überraschenderweise ist die polymerbedingte Toleranz nicht ausschließlich mit einer verringerten Antibiotikadiffusion verbunden. Darüber hinaus haben wir ein In-vitro-Modell entwickelt, das die ex vivo-Antibiotikatoleranz widerspiegelt, die in ausgehustetem Sputum bei verschiedenen MAD-Ätiologien, Altersstufen und Krankheitsschweregraden beobachtet wurde, und so die inhärente Variabilität in vom Wirt entwickelten P. aeruginosa-Populationen hervorhebt.
