Effluxpumpaktivitet

Effluxpumpaktivitet beskriver evnen til å transportere molekyler ut av cellen ved hjelp av membranbundne pumper. Innen mikrobiologi er effluxpumpaktivitet en viktig mekanisme bak antibiotikaresistens, siden pumpene senker det intracellulære konsentrasjonen av legemidler og andre toksiner.

De fleste bakterielle pumper er energikrevende transportører; de bruker enten protonmotisk kraft eller ATP for å flytte substrater mot konsentrasjonsgradienten. Pumpene kan være bredt spesifikke (multidrug efflux pumps) eller substratspesifikke.

De viktigste familiene inkluderer RND, MFS, SMR, MATE og ABC-transportører. I Gram-negative bakterier består mange effluxsystemer av en tripartitt kompleks bestående av en innermembranpumpe, et periplasmisk adaptorprotein og en ytre membran porin (for eksempel AcrAB-TolC i Escherichia coli og MexAB-OprM i Pseudomonas aeruginosa). I Gram-positive bakterier mangler vanligvis et ytre membran-komponent, og pumpene opererer som enkeltmembranproteiner.

Regulering av effluxpumpaktivitet skjer ofte som en respons på miljøstress. Mutasjoner eller økt uttrykk av regulatorer (for eksempel marA, soxS, rob i enterobakterier) kan øke pumpenivå. Miljøfaktorer som subinhibitoriske konsentrasjoner av antibiotika kan også inducere uttrykk.

Klinsk relevans: økt effluxaktivitet kan redusere effekten av ulike antibiotika, bidra til multiresistens og påvirke biofilmdannelse. Inhibitorer av effluxpumper har blitt utforsket, men få er i klinisk bruk. Målinger av pumpaktivitet gjøres ved akkumulering- og effluxassays med fluorescerende substrater, MIC-testing med og uten inhibitorer, og kvantitativ PCR for ekspresjon av pumpetek. Eksempel på kjente pumpepar er AcrAB-TolC (E. coli), MexAB-OprM (P. aeruginosa) og NorA (Staphylococcus aureus).