CC BY
122
© В. В. Мінухін, О. В. Кочнєва, С. М. Граматок, М. П. Сухомлин УДК 579. 861. 2: 582. 282. 23: 576. 52
В. В. Мінухін, О. В. Кочнєва, С. М. Граматюк, М. П. Сухомлин
АДГЕЗИВНІ ВЛАСТИВОСТІ АСОЦІАЦІЇ CANDIDA ALBICANS I STAPHYLOCOCCUS AUREUS
Харківський національний медичний університет (м. Харків)
Дана стаття є фрагментом науково-дослідної роботи кафедри «Оптимізація діагностики і протимікробної терапії гнійно-запальних процесів з урахуванням комунікативних властивостей мікроорганізмів»,
№ держреєстрації 0111U001402.
Вступ. Гнійно-запальні інфекції, які викликані асоціацією мікрорганізмів C. albicans і S. aureus є важливим питанням для вивчення дослідників різних країн. За даними літератури у 27 % цей консорціум є причиною госпітальних інфекцій та в 11 % випадків викликає катетер-асоційовані інфекції. [1, 6-8]. Австралійськими вченими було встановлено що кан-дидозно-стафілококова інфекція у 20 % випадків викликає гострий післяродові ускладнення [2, 9].
В патогенезі інфекційних захворювань, за даними американських дослідників, близько 80 % всіх мікробних інфекцій у людини протікають з утворенням біоплівок, в яких бактерії об’єднані складними міжклітинними зв’язками, що підтримують «відчуття кворуму» [1-3, 10].
У складі біоплівок мікроорганізми в 50-500 разів більш стійкі до дії дезинфікуючих речовин, антибактеріальних препаратів, бактеріофагів, антитіл і фагоцитів [4, 11].
Процес адгезії бактерій до поверхні є одним із перших етапів у формуванні біоплівок. Відомо, що агресивність штамів залежить від їх ступіня патогенності та вірулентності. Адгезія мікроорганізмів -один із факторів їх вірулентності, який визначає 1 етап колонізації субстратів.
Адгезія бактеріального патогена може здійснюватися до компонентів позаклітинного матрикса -фібронектину, колагену, ламінину тощо. Білки позаклітинного матрикса сприяють « приклеюванню» бактерій до клітин - мішеней хазяїна. Адгезія бактерій до таких білків носить специфічний характер та визначає ступінь розвитку стійкості до антибіотиків. Одним із способів блокування механізмів адгезії є використання антибактеріальних препаратів у низьких концентраціях, що інгібують процес закріплення патогенів первинного інфікування. З цією метою можливе застосування й специфічних бактеріофагів.
За даними літератури, адгезивні властивості C. albicans посилюються при утворенні асоціації з S. aureus, а також збільшується полірезистентність штамів до хіміотерапевтичних препаратів [5-7, 9-11].
Мета дослідження - визначення адгезивних властивостей ізолятів та референтних штамів асоціації C. albicans і S. aureus.
Об’єкт і методи дослідження. У дослідженні були використані 10 штамів S. aureus виділених від
хворих на різні гнійно - запальні процеси, та 4 референтні штами АТСС 25923 в якості контрольної групи. Також вивчалися 10 штамів C. albicans, які були виділені з мокротиння від хворих на пневмонію та 4 референтні штами АТСС 885-653.
Адгезивні властивості штамів визначали за методом В. І. Бриліса (1986). Мазки готували та фарбували за Романовським - Гімзе. Оцінювали адгезію під імерсійним мікроскопом (ок. 7. Ч об. 90). Критеріями адгезивних властивостей мікроорганізмів були наступні показники: середній показник адгезії (СПА), тобто середня кількість мікроорганізмів, що прікри-пились до одного еритроциту, при підрахунку 50 еритроцитів; коефіцієнт участі еритроцитів (КУЕ) -відсоток еритроцитів, які мають на поверхні адгезо-вані мікроорганізми. Визначали ці показники на 50 еритроцитах, продивляючи все предметне скло. ІАМ (індекс адгезивності мікроорганізмів) - це середня кількість мікробних клітин адгезованих на одному еритроциті, що бере участь в адгезивному процесі.
Розрахунок цього показника здійснювався за формулою:
СПА Ч 100
КУЕ ’
де ІАМ - індекс адгезивності мікроорганізмів,
СПА - середній показник адгезії,
КУЕ - коефіцієнт участі еритроцитів а адгезії.
При ІАМ < 1,75 мікроорганізми вважаються не-адгезивними; при ІАМ від 1,75 до 2,49 - низькоад-гезивними, при 2,51 - 4,. 0 - середньоадгезивними, при ІАМ>4,00 - високоадгезивними.
Результати досліджень та їх обговорення. В результаті проведених досліджень були отримані наступні дані (табл.).
Високоадгезивні властивості мали ізоляти C. albicans і S. aureus, низькоадгезивні та середньо-адгезивні - референтні штами. Так, ІАМ для ізолятів C. albicans склав 5,72± 1,1, для референтних штамів - 3,09±0,15 (різниця достовірна р<0,05). Показники індексу адгезивності для ізолятів S. aureus склали 4,98±1,3, для референтних штамів -2,44±0,54 (рис.) Найвищими показники адгезивних властивостей виявились у асоціацій мікрорганізмів
C. albicans і S. aureus, що можливо свідчить про посилення вірулентних властивостей цих патогенів у консорціумі. ІАМ для ізолятів C. albicans і S. aureus склав 7,17±1,76, для референтних штамів -3,41±1,24 (різниця достовірна р<0,05). З 60 штамів золотистого стафілокока, які вивчалися 84,7 % мали
Таблиця
Показники адгезивних властивостей ізолятів та референтних штамів C. albicans і S. аигеив
№ Г рупи досліджуваних штамів C. albicans і S. aureus Коефіціент участі ерітроцитів % Середній показник адгезії Індекс адгезивності мікроорганізмів
1. ізоляти C. albicans 86,18±3,59* 3,63±0,25* 5,72±1,1*
2. референтні штами C. albicans АТСС 885-653 77,12±2,64 2,25±0,15* 3,09±0,15*
3. ізоляти S. aureus 81,15±1,24* 3,15±0,33* 4,98±1,3*
4. референтні штами S. aureus АТСС 25923 74,7±6,5* 2,05±0,33* 2,44±0,54*
5. ізоляти C. albicans і S. aureus 91,31±5,16* 4,15±0,97* 7,17±1,76*
6. референтні штами C. albicans і S. aureus 80,23±3,61* 2,88±0,41* 3,41±1,24*
Примітка: * - різниця достовірна р<0,05. Результати досліджень 3 експериментів.
U
Рис. Адгезивні властивості S. аигеив (1а - адгезивні властивості рефернтних штамів S. аигеив; 1б - адгезивні властивості ізолятів S. аигеив).
у високоадгезивних, а іноді у середньоадгезивних штамів золотистого стафілокока. Якщо культури мікроорганізмів були неадгезивними, то на поверхні еритроцитів бактерії не виявлялися.
Висновки. В результаті проведеного дослідження можна зробити висновок, що ізоляти C. albicans і S. aureus мають більш високі адгезивні властивості ніж референтні штами, це можливо пов’язано із ступенем
високоадгезивні властивості, 8,5 % були низькоад-гезивними інші 6,8 % - неадгезивними. Штами C. albicans мали високоадгезивні властивості у 87 %, низькоадгезивні - близько у 13 %.
При вивченні адгезивних властивостей C. albicans і S. aureus в мікропрепаратах, на поверхні еритроцитів виявляли як окремі бактеріальні клітини, так і групи клітин, об'єднані між собою інколи, у вигляді суцільного шару. Така картина спостерігалась
їх патогенності. Найвищими показники адгезвнос-ті виявились у асоціації C. albicans і S. aureus (ІАМ 7,17±1,76), це може вказувати на агресивні властивості цих мікроорганізмів при поєднанні їх у консорціум та впливати на перебіг і тяжкість захворювань.
Перспективи подальших досліджень. Перспективним напрямком подальших досліджень є визначення чутливості до хіміотерапевтичних препаратів високоадгезивних штамів.
Література
1.
Klotz S. A. Polymicrobial bloodstream infections involving Candida species: analysis of patients and review of the literature / S. A. Klotz, B. S. Chasin // Diagn. Microbiol. Infect. Dis. - 2007. - Vol. 59. - P. 401-06
Lisa H Amir. The role of micro-organisms (Staphylococcus aureus and Candida albicans) in the pathogenesis of breast pain and infection in lactating women / H Amir Lisa, Cullinanel Meabh // Pregnancy and Childbirth. - 2011., - Vol. 10. - P 1186. Parsek M. R. Sociomicrobiology: the connections between quorum sensing and biofilms / M. R. Parsek, E. P. Greenberg // Trends Microbiol. - 2005. - Vol. 13, № 1. - P 27-33.
Davies D. Understanding biofilm resistance to antibacterial agents / D. Davies // Nat. Rev. Drug Discov - 2003. - № 2. -P 114-22.
Peters Brian M. Staphylococcus aureus adherence to Candida albicans hyphae is mediated by the hyphal adhesin Als3p / Brian M. Peters // Microbiology - 2012. - № 10. - P 1099.
Chambers H. The Changing Epidemiology of Staphylococcus aures / H. Chambers // Emerg Inf Dis. - 2001 - № 7. - P 178182.
Chandra J. Biofi1m formation by the fungal pathogen Candida albicans: development, architecture and drug resistance / J. Chandra, D. M. Kuhn // J. Bacteriol. - 2001. - Vol. 183. - № 18. - P 5385-5394.
Carlson E. Synergistic effect of Candida albicans and Staphylococcus aureus on mouse mortality / E. Carlson // Infect. Immun. - 1982. Vol. 38. - P 921-924.
Klotz S. A. Polymicrobial bloodstream infections involving Candida species: analysis of patients and review of the literature / S. A. Klotz, B. S. Chasin, B. Powell // Diagn. Microbiol. Infect. Dis. - 2007. Vol. 59. - P 401-406.
10. Kojic E. M. Candida infections of medical devices / E. M. Kojic, R. O. Darouiche // Clin. Microbiol. Rev. - 2004. Vol. 17. -P. 255-267.
11. Wisplinghoff H. T Nosocomial bloodstream infections in US hospitals: analysis of 24,179 cases from a prospective nationwide surveillance study / H. T Wisplinghoff, S. M. Bischoff, R. P Tallent // Clin. Infect. Dis. - 2004. Vol. 39. - P 309-317.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
9.
УДК 579. 861. 2: 582. 282. 23: 576. 52
АДГЕЗИВНІ ВЛАСТИВОСТІ АСОЦІАЦІЇ CANDIDA ALBICANS І STAPHYLOCOCCUS AUREUS
Мінухін В. В., Кочнєва О. В., Граматюк С. М., Сухомлин М. П.
Summary. Асоціація C. albicans і S. aureus є збудниками багатьох гнійно-запальних інфекцій, в тому числі і нозокоміальних. Більшість з цих інфекцій протікають з утворенням біоплівок, першим етапом формування яких є адгезія мікроорганізмів до поверхні. Цей прцес визначає ступінь патогенності штамів. В результаті проведеного дослідження було всановлено, що ізоляти C. albicans і S. aureus мають більш високі показники адгезивних властивостей ніж референтні штами. Найвищими показники адгезвності виявились у асоціації C. albicans і S. aureus (ІАМ 7,17±1,76), це може свідчити про посилення агресивності цих мікроорганізмів при поєднанні в консорціум та впливати на перебіг і тяжкість захворювань, які викликані декількома патогенами.
Ключові слова: асоціація C. albicans і S. aureus, адгезія, біоплівка.
УДК 579. 861. 2: 582. 282. 23: 576. 52
АДГЕЗИВНЫЕ СВОЙСТВА АСОЦИАЦИИ CANDIDA ALBICANS И STAPHYLOCOCCUS AUREUS
Минухин В. В., Кочнева Е. В., Граматюк С. Н., Сухомлин Н. П.
Резюме. Асоциация C. albicans и S. aureus является возбудителем многих гнойно-воспалительных инфекций, в том числе и нозокомиальных. Большинство этих инфекций протекают с образованием биопленок, первым этапом формирования которых является адгезия микроорганизмов к поверхности. Этот процес определяет степень патогенности штамов. В результате проведеного исследования было установлено, что изоляты C. albicans и S. aureus имеют более высокие показатели адгезивных свойств чем референтные штамы. Наивысшими показатели адгезивности виявились у асоциации C. albicans і S. aureus (ИАМ 7,17±1,76), это может свидетельствовать о большей агресивности микроорганизмов при связывании их в консорциум, а также влиять на течение и тяжесть заболеваний, которые вызваны несколькими патогенами.
Ключевые слова: асоциация C. albicans и S. aureus, адгезия, биопленка.
UDC 579. 861. 2: 582. 282. 23: 576. 52
Adhesive Propeties of Association Candida Albicans and Staphylococcus Aureus
Minukhin V., Kochneva O., Gromatiuk S., Sukhomlyn M.
Summary. Association of C. albicans and S. aureus are the pathogens a lot of pyo-inflammatory infections, including nosocomial. Most of these infections occur with formation of biofilms, the first stage of the formation is adhesion of the microorganisms to the surface. This process determines the degree of pathogenicity of strains.
Purpose of the research. Determination adhesive properties of the isolates and reference strains of association S. aureus and C. albicans.
Materials and methods. In the researching was used 10 strains of S. aureus and extracted from patients with various pyo-inflammatory processes, 4 reference strains ATCC 25923 as a control group. 10 strains of C. albicans were also studied and were isolated from sputum from patients with pneumonia and 4 reference strains ATCC 885-653.
Adhesive properties of strains were determined by the method Brylisa V. I. (1986). Smears were prepared and stained by the Romanovsky - Himze. Adhesion was evaluated under immersion microscope (ok. 7. Ч ob. 90). Criteria of adhesive properties of microorganisms were following indicators: the average index of adhesion (AIA), it’s average number of microorganisms which were attached to one erythrocytes, in counting of 50 erythrocytes; participation rate of erythrocytes (PRE) - the percentage of red blood cells which have on their surface adhesive microorganisms. These rates were determined on 50 erythrocytes, checking all surface of the slide. Index adhesiveness of microorganisms (IAM) - the average number of adhesive microbial cells on one erythrocyte that take part in the adhesion process.
When IAM < 1,75 microorganisms is not adhesive ; IAM from 1,75 to 2,49 - low adhesive, if 2,51 - 4,0 - mediumadhe-sive, when IAM>4,00 high adhesive.
Results. Isolates of C. albicans and S. aureus have high adhesive properties reference strains have medium and low adhesive properties. As IAM for isolates C. albicans is 5,72±1,1, for reference strains - 3,09±0,15. Rates of index adhesiveness for isolates S. aureus are 4,98±1,3, for reference strains - 2,44±0,54. The highest indicators of adhesive properties were determined in association microorganisms C. albicans and S. aureus that is proof about increasing virulence abilities in consortium. IAM for isolates C. albicans and S. aureus is 7,17±1,76, for reference strains - 3,41±1,24. From the 60 strains of S. aureus which were studied, 84,7 % had high adhesive properties, 8,5 % were low adhesive, 6,8 was not adhesive. C. albicans strains had high adhesive properties in 87 % and low adhesive about 13 %.
In studying adhesive properties C. albicans and S. aureus in the microscopic slides, on the surface of erythrocytes were determined as separate cells so groups of cells which combined to each other sometimes in continuous sphere. This pattern was observed in high adhesive sometimes in the medium adhesive strains of S. aureus. If the bacterial cultures were not adhesive, bacteria would not detect on the surface of erythrocyte.
In a result of research was defined that isolates of S. aureus and C. albicans have higher adhesive properties than reference strains due to their degree of pathogenecity. The highest rates were detected in the association of C. albicans and S. aureus (IAM 7,17±1,76), it may indicate on aggressiveness properties of these microorganisms at joining in the consortium and influence the course and severity of disease.
Key words: association of S. Aureus and C. Albicans, adhesion, biofilm.
Рецензент- проф. Лобань Г. A.
Стаття надійшла 27. 04. 2013 р.
