Адгезивні властивості штамів Staphylococcus aureus, виділених з різних еконіш Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

© Пономаренко С. В., Осолодченко Т. П., Порт О. В., Менкус О. В. УДК 616:579. 61

Пономаренко С. В., Осолодченко Т. П., Порт О. В., Менкус О. В.

АДГЕЗИВН1 ВЛАСТИВ0СТ1 ШТАМ1В Staphylococcus aureus,

ВИД1ЛЕНИХ З Р1ЗНИХ ЕК0Н1Ш

ДУ «1нститут мгкробюлогГГ i ¡мунологГГ ¡м. I. I. Мечникова Нацюнально'Г академГГ медичних наук УкраГни» (м. Харкгв)

Робота виконана в рамках планово! НДР лабо-ратори поживних середовищ та бюх1ми м1кроорга-н1зм1в ДУ «1нститут м1кробюлоги та ¡ммунолог11 ¡м. I. I. Мечникова НАМН Украины», НАМН 122/2014 «Розробка iнгiбiторiв антибiотикорезистентностi мiкроорганiзмiв».

Вступ. На сучасному етапi етiологiчна значи-мiсть умовно-патогенних мiкроорганiзмiв, видiлених з ключного матерiалу, значно пов'язана з наявнютю у дано! групи мiкроорганiзмiв чинникiв патогенностi (ЧП). Одним з ведучих ЧП е чинники адгези, якi вщ-повiдають за початкову стадт iнфекцiйного проце-су, тобто прикртлення мiкроорганiзмiв до вщповщ-них кттин макроорганiзму [5]. На адгезт впливають як неспецифiчнi (в основному фiзико-хiмiчнi), так i специфiчнi чинники, наприклад, лiганд-рецепторнi взаемоди. Багато видiв бактерiй мають спецiалiзо-ванi структури, якi забезпечують адгезiю, - це адге-зини. У грампозитивних бактерм вони представленi бiлками клiтинно! стшки, лiпотейхоeвими кислотами [9, 10]. Адгезiя бактерiй вiдбуваeться на певних д^ лянках клiтини - рецепторах, як мають бiлкову або вуглеводну природу, i носять видоспецифiчий i тка-ниноспецифiчний характер [7].

Значення адгезивних характеристик бактерм для макроорганiзму може розцшюватися з двох позицiй. З одного боку, адгезивний потен^ал ¡нди-генно! мiкрофлори е одним з показниюв реалiзацi! колонiзацiйно! резистентностi епiтелiально! ткани-ни макроорганiзму, з шшого, при дисбiотичних по-рушеннях, адгезивн властивостi опортунiстично! мiкрофлори розглядають в якост ролi показника патогенностi, осктьки вони дозволяють мiкроор-ганiзмам закртитися на поверхнi шкiри, слизових оболонок i колонiзувати цей бiотоп, що дозволяе до-сягти певного популяцмного рiвня [4]. Згiдно з да-ними лiтератури процес адгезi! бактерм до поверхнi е одним ¡з перших етапiв у формуваннi бiоплiвок. Bi-домо, що агресивнiсть штамiв залежить вiд ступеня патогенностi та вiрулентностi. Адгезiя мiкроорганiз-мiв - один ¡з факторiв !х вiрулентностi, який визна-чае перший етап колоызацп субстратiв [6, 8].

Staphylococcus aureus е мiкроорганiзмом з убк-вiтарним розповсюдженням, який грае провщну роль при виникненнi позагоспiтальних гнмно-за-пальних захворювань рiзно! локалiзацi! i займае л^ дируючi позицi! в етюлопчнм структурi нозокомiаль-них шфекцм. Biн колонiзуe i вражае багато оргаыв

i тканини, демонструючи при цьому широкий дiапа-зон адаптацмних можливостей [1, 2, 11].

Мета роботи - вивчити адгезивы властивос^ клiнiчних iзолятiв S. aureus, видтених з рiзних еко-нiш багатопрофтьного стацiонару.

0б'ект i методи дослгдження. Об'ектом дослi-дження були 323 штами S. aureus, з них 216 iзольова-нi з кгмычного матерiалу вiд хворих, що знаходяться на л^ваны у багатопрофiльному стацiонарi (сеча, вiдокремлюване верхнiх дихальних шляхiв, трофiч-них виразок нижнiх юн^вок, вуха, очей), 62 штами, видтених з об'ек^в зовнiшнього середовища багатопрофтьного стацюнару (повiтря манiпуляцiйних, змиви з поверхонь) i 45 штамiв, iзольованих з носоглотки медичного персоналу багатопрофтьного стацюнару.

Видтення i iдентифiкацiю штамiв S. aureus здм-снювали бактерiологiчним методом на пiдставi ви-вчення культуральних, бiохiмiчних i морфологiчних властивостей мiкроорганiзмiв вiдповiдно до норма-тивних документiв [9].

Вивчення адгезивно! активнос^ штамiв S. aureus проводили згщно з методикою В. I. Бртю [3]. Для цього використовували формалiзованi еритроцити людини I (0) групи кровi Rh +. Для постановки досл^ ду на предметне скло наносили суспензiю доотджу-вано! культури в буферному розчиы, яку змiшували з еритроцитами, i пiсля iнкубацi! в термостатi про-тягом 30 хв при 37 °С, сумiш фiксували i забарвлю-вали за методом Романовського-Гiмзи. Реестрацт адгезивних властивостей мiкробiв проводили пщ свiтловим мiкроскопом, пiдрахунок вели на 50 ери-троцитах в одному полi зору. При оцiнцi адгезивних властивостей використовували наступы критерi!: середнм показник адгезi! (СПА), коефiцieнт адгези (КА) i iндекс адгезивностi мiкроорганiзмiв (1АМ). Mi-кроорганiзм вважають неадгезивним при 1АМ - 1,75; низькоадгезивним - при 1АМ вiд 1,76 до 2,5; серед-ньоадгезивним - при 1АМ вiд 2,51 до 4,0; i високоад-гезивним - при 1АМ бiльше 4,0.

Доотдження проводили в трьох повтореннях. ВЫ отримаы результати пiдлягали статистичнiй оброб-цi загальноприйнятими методами статистики з ви-користанням значень середньо! арифметично! (М), помилки середньо! арифметично! (m), рiвня значу-щостi (р). Статистичну обробку експериментальних даних проводили за допомогою комп'ютерно! про-грами Statistica 6.0.

Таблиця

PieeHb адгезивност штам1в S. aureus, видшених з piзниx екошш

Показники адгезп Екон!ша вилучення штам!в S. aureus

Кшшчний матер!ал в!д пац!ент!в (n=216), M±m Об'екти зовн!шнього середовища (n=62), M±m Mед-персонал (n=45), M±m

CnA 2,5 ±0,3 4,8±0,1 3,4±0,4

KA, % 80,1 86,3 91,5

IAM 3,8±0,5 6,4±0,6 5,3±0,3

Результати дослiджeнь та Vx обговорення.

Результати вивчення адгезивно! активност видг лених штам1в S. aureus узагальнен i представлен! в таблицi.

Приведен! даны свщчать, що вс доогмджуваы культури S. aureus проявляли в основному високу i середню адгезивну властивють реагувати з кгмти-нами людини. Неадгезивн штами S. aureus з даних бютотв не були видшенк

Слщ зазначити, що д!апазон коливання показни-ка IAM у штам!в S. aureus, !зольованих вщ пац!ент!в, знаходився в межах вщ 1,8 до 5,1; при цьому 42,3 % штам!в були средньоадгезивними, 35,5 % - високо-адгезивними, останн 22,2 % - низькоадгезивними.

Показник IAM у штам!в S. aureus, ¡зольованих з госптальних об'ект!в, знаходився в межах 2,3 до 6,7. Ктьюсть низькоадгезивних штам!в склала 14,5 %, средньоадгезивних - 48,4 %, високоадге-зивних-37,1 %.

Показник IAM у ¡золят1в S. aureus з носоглотки медперсоналу знаходився в межах вщ 2,0 до 7,2. Низькоадгезивн штами склали 11,1%,

средньоадгезивн - 62,2 %, високоадгезивн

- 26,7 %.

Середнм р!вень показника IAM штам!в, видте-них з об'екпв зовншнього середовища, в 1,7 рази перевищував аналопчний показник штам!в, видте-них з ключного матер!алу вщ пац!ент!в, i в 1,2 рази

- IAM штам!в, видшених вщ медперсоналу (р<0,05).

Найвищий показник CnA було вщм1чено у шта-м!в, вилучених з госптальних об'екпв, середнм рг вень показника CnA у даних ¡золят1в, в 1,9 раз перевищував аналопчний показник штам!в, видшених з ключного матер!алу вщ пац!ент!в, i в 1,4 рази - CnA штам!в, видшених вщ медперсоналу (р<0,05).

Статистично! р!зниц м!ж штамами з р!зних еко-н0 за коефщентом адгези не виявлено.

Наш! дослщження показали, що серед видшених штам!в з високою адгезивнютю достов!рно перева-жають штами, !зольован з об'екпв зовышнього середовища. Дмсно, згщно з цим положенням високу адгез1внють S. aureus можна вважати одним з чин-ниюв патогенност при персистенци даного патогена у зовышньому середовищ!, що е першим етапом утворення бюпл1вки на госптальних об'ектах.

Висновки.

1. Штами S. aureus видшены з р!зних еконш мають р!зн адгезивн властивостг

2. Виявлено, що серед видшених S. aureus з високою адгезивною здатнютю достов!рно переважа-ють штами, ¡зольоваы з об'екпв зовышнього середовища, тому даний показник можна вважати одним з чинник!в персистування.

Перспектившсть подальшо'Г роботи полягае у вивченн шших персистентних характеристик !золя-т!в S. aureus, у т. ч. бюпл1вкоутворення. Результати цих дослщжень можуть бути використан для постй ного мониторингу ¡нфекцм, етюлопчним чинником яких виступае S. aureus.

^¡TepaTypa

1. AKaTOB A. K. CTa<£M.OKOKKM / A. K. AKaTOB, B. C. 3yeBa. - M.: MeAMUMHa, 1983. - C. 256.

2. BMpoKOBa C. B. Aare3MBHbiM noTeHUMa. Staphylococcus aureus m Candida albicans, BbAe.eHHbx M3 3KccyaaTa c.OHHbx xe.e3 nOA B.MHHMeM O3OHMpOBaHMfl [3.eKTpOHHblM pecypc] / C. B. BMpOKOBa, r. M. Bo.bWaKOBa // AHa.M MeHHMKOBcbKO-rO iHcTMTyTy. - 2006. - № 2. - C. 17-21. PexMM AocTyny: www. imiamn. org. ua /journal. htm.

3. Bpi/mnc B. M. MeTOAMKa M3yHeHMH aAre3MBHoro npOuecca MMKpoopraHM3MOB / B. M. BpM.Mc, T. . Bpi/mnc, X. TleHUHep [m Ap.] // ^a6op. Ae.o. - 1986. - № 4. - C. 210 - 212.

4. ByxapMH O. . MH<£eKUMH - MOAe.bHaa cMcTeMa accouMaTMBHoro cMM6MO3a / O. B. ByxapMH // XypH. MMKpo6MO.orMM, anM-AeMMO.orMM m MMMyHO.orMM. - 2009 - № 1. - C. 83-86.

5. BOMAa IO. B. AAre3MBHbe cBOMcma reMO.MTMHecKMX awepMXMM, BbAe.eHHbx M3 pa3Hbx 6MOTonoB He.OBeKa / O. B. BoMAa // npo6.eMM 6e3nepepBHO'i MeAMHHO'' ocBiTM Ta HayKM. - 2012. - № 1. - C. 86-89.

6. MiHyxiH B. B. AAre3iBHi B.acTMBocTi acouiauii Candida albicans i Staphylococcus aureus / B. B. MiHyxiH, O. B. KOHHeBa, C. M. TpaMaTioK, M. n. CyxOM^MH // BicHMK npOÖ^eM öiO^Orii' i MeAMUMHM. - 2013 - BMn. 2 (100). - C. 89-91.

7. MMpOHeHKO r. AAre3MBHi B^acTMBOcTi eHTepOKOKiB, i3O^bOBaHMX BiA XBOpMX Ha HewpOXipypriHHy naTO^OriO / r. MMpO-HeHKO, O. r. nepeTHTKO, I. C. Be^MKMM // BicHMK npOÖ^eM öiO^Ori'i i MeAMUMHM. - 2012. - BMn. 4, T. 1 (96). - C. 180-183.

8. nOKpbiwKO A. O. MiKpO^^Opa pOTOrnOTKM xbopmx Ha TPBI Ta aAre3MBHi B^acTMBOcTi Ae^KMX i'i' npeAcTaBHMKiB / A. O. nO-KpM0KO // Te3M AOnOBiAeM «CTpaTeria i TaKTMKa ÖOpOTbÖM 3 iH^eKuiMHMMM 3axBOpoBaHHHMM». - XapKiB, 17- 18 xobthh 2012 p.-C. 89.

9. npMKa3 M3 CCCP «O6 yHM^MKauMM MMKpOÖMO^OrMHecKMX (6aKTepMO^OrMHecKMx) MeTOAOB MconeAOBaHMH, npMMeH^eMbx b KnMHMKO-AMarHOcTMHecKMX ^a6OpaTOpM^x ,neHe6HO-npO<£M.naKTMHecKMX yHpexAeHMM», №535 ot 22 anpe.nn 1985.

10. 0y6HMHcKMM B. B. AAre3MBHi B.acTMBocTi .inono.icaxapMAiB Pragia fontium / B. B. LUy6HMHcKMM, fl. Bap6aHeub // MiKpo6io.oriHHMM xypHa.. - 2009. - T. 71, №2. - C. 27-34.

11. Temporal Expression of Adhesion Factors and Activity of Global Regulators during Establishment of Staphylococcus aureus Nasal Colonization Downloaded [3.eKTpoHHbM pecypc]: by guest on November, 1, 2013. PexMM AocTyny: http://jid. oxfordjournals. org.

УДК 616:579. 61

АДГЕЗИВН1 ВЛАСТИВ0СТ1 ШТАМ1В Staphylococcus aureus, ВИД1ЛЕНИХ3 Р13НИХ ЕК0Н1Ш

Пономаренко С. В., 0солодченко Т. П., Порт 0. В., Менкус 0. В.

Резюме. Staphylococcus aureus е м1кроорган1змом з убквтарним розповсюдженням, який грае провщ-ну роль при виникненн позагоспгтальних гнмно-запальних захворювань р1зно! локал1зац11 i займае л1дируюч1 позицп в етюлопчнм структурi нозокомiальних iнфекцiй. Бiльшiсть з цих Ыфекцм протiкають з утворенням бiоплiвок, першим етапом формування яких е адгезiя мiкроорганiзмiв до поверхнг Цей процес визначае сту-пЫь патогенностi штамiв. Hашi до^дження показали, що серед видiлених штамiв з високою адгезивнютю достовiрно переважають штами, iзольованi з об'eктiв зовнiшнього середовища - середнм рiвень показника IAM яких, склав 4,8±0,1.

Ключов1 слова: Staphylococcus aureus, адгезiя, клiнiчнi iзоляти, об'екти зовнiшнього середовища стацiонару.

УДК 616:579. 61

АДГЕЗИВНЫЕ СВ0ЙСТВА ШТАММ0В Staphylococcus aureus, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ЭК0НИШ

ПономаренкоС. В., 0солодченко Т. П., Порт 0. В., Менкус 0. В.

Резюме. Staphylococcus aureus является микроорганизмом с убиквитарным распространением, который играет ведущую роль при возникновении внегоспитальных гнойно-воспалительных заболеваний различной локализации и занимает лидирующие позиции в этиологической структуре нозокомиальных инфекций. Большинство из этих инфекций протекают с образованием биоплёнок, первым этапом формирования которых является адгезия микроорганизмов к поверхности. Этот процесс определяет степень патогенности штаммов. Наши исследования показали, что среди выделенных штаммов с высокой адгезив-ностью достоверно преобладают штаммы, изолированные из объектов внешней среды - средний уровень показателя ИАМ которых составил 4,8 ± 0,1.

Ключевые слова: Staphylococcus aureus, адгезия, клинические изоляты, объекты внешней среды стационара.

ийС 616:579. 61

Adhesive Properties of Staphylococcus aureus Strains, Isolated from Different Ecological Niches

Ponomarenko S. V., Osolodchenko T. P., Port O. V., Menkus O. V.

Abstract. Nowadays etiological significance of opportunistic pathogenic microorganisms, isolated from clinical material, significantly associated with the presence of pathogenicity factors (PF) in this group of microorganisms. One of the leading PF is adhesion, which is responsible for the initial stage of infection, i. e. the attachment of microorganisms to the respective cells of macroorganism. Staphylococcus aureus is a germ with ubiquitous distribution. It plays a key role in the emergence of community-acquired inflammatory diseases of different localizations and is the leader in etiological structure of nosocomial infections. Most of these infections occur with the biofilms formation, and the first stage of the biofilms formation is the adhesion of microorganisms to surfaces.

The aim of the work was to study the adhesive properties of clinical strains of S. aureus, isolated from different ecological niches in multidisciplinary hospital. 323 strains of S. aureus were used as the object of study, 216 of them were isolated from clinical specimens from patients, 62 strains were isolated from environmental objects and 45 strains were isolated from the nasopharynx of medical staff of the multidisciplinary hospital. The study of adhesive activity of S. aureus strains was performed according to the V. I. Brilis method. The following criteria were used for the adhesive properties assessment: average adhesive characteristic (AAC), the coefficient of adhesion (CA) and the index of adhesiveness of microorganisms (IAM). Microorganisms were considered nonadherent if IAM was below than 1,76; with low adhesive properties if IAM was 1,76 to 2,5; with medium adhesive properties if IAM was 2,51 to 4,0, and with high adhesive properties if IAM was more than 4,0. It was established that almost all the S. aureus strains showed high and medium ability to react with human cells. The range of IAM for S. aureus strains, isolated from the patients was from 1,8 to 5,1, meanwhile 42,3 % of the strains were with medium adhesive properties, 35,5 % were highly adhesive and 22,2 % were low adhesive. IAM of S. aureus strains isolated from hospital objects ranged from 2,3 to 6,7. Meanwhile 14,5 % of the strains were low adhesive, 48,4 % were medium adhesive and 37,1 % of the strains were highly adhesive. IAM of S. aureus strains isolated from nasopharynx of medical personnel ranged from 2,0 to 7,2. Among them 11,1 % of the strains were low adhesive, 62,2 % were medium adhesive and 26,7 % were highly adhesive. IAM of the S. aureus strains isolated from environmental objects was 1,7 times greater than that of the strains isolated from patients, and 1,2 times greater than IAM of the strains isolated from medical staff (p <0,05). The highest AAC was observed in S. aureus strains isolated from hospital facilities, the AAC of these isolates was 1,9 times greater than that of strains isolated from clinical specimens from patients, and 1,4 greater than AAC of the isolates from medical staff (p <0,05). Thus, it was revealed that the strains isolated from the environmental objects significantly dominated among the S. aureus strains with high adhesive ability, and microbial adhesion is of the factors of persistence.

Key words: Staphylococcus aureus, adhesion, clinical isolates, the objects of the environment of a hospital.

Рецензент - проф. Лобань Г. А.

Стаття надшшла 14. 03. 2014 р.