CC BY
179. Lu J., Zheng H., Guo X., et al. Elucidation of echovirus 30's origin and transmission during the 2012 aseptic meningitis outbreak in Guangdong, China, through continuing environmental surveillance. In: Appl. Environ. Microbiol., 2015, nr. 81, pp. 2311-2319. doi:10.1128/ AEM.03200-14
10. S.C.M. de Crom, J.W.A. Rossen, A.M. van Furth, C.C. Obihara. Enterovirus and parechovirus infection in children: a brief overview. In: Eur. J. Pediatr., 2016, nr. 175, pp. 1023-1029.
11. Tao Z. et al. Intercity spread ofechovirus 6 in Shandong Province, China: application of environmental surveillance in tracing circulating enteroviruses. In: Appl. Environ. Microbiol., 2012, nr. 78, pp. 6946-6953.
12. Theodore Tulchinsky H., Asad Ramlawi, Ziad Abdeen, et al. Polio lessons 2013: Israel, the West Bank, and Gaza. In: Lancet, 2013, nr. 382(9905), pp. 1611-1612.
13. Wang H. et al. Environmental surveillance of human enteroviruses in Shandong Province, China, 20082012: serotypes, temporal fluctuation and molecular epidemiology. In: Appl. Environ. Microbiol., 2014, nr. 80, pp. 4683-4691.
14. WHO Regional Office for Europe and the United States Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Enterovirus surveillance guidelines. Guidelines for entero-virus surveillance in support of the Polio Eradication Initiative. 2015. 46 p. ISBN 978 92 890 5081 4. [citat 04.04.2019]. Disponibil: http://www.euro.who.int/ en/publications/abstracts/enterovirus-surveillance-guidelines.-guidelines-for-enterovirus-surveillance-in-support-of-the-polio-eradication-initiative
15. WHO (Global Alert and Response - GAR). Poliovirus detected from environmental samples in Israel. June 2013. [citat 07.04.2019]. Disponibil: http://www.who. int/csr/don/2013_06_03/en/index.html
16. WHO (Global Alert and Response - GAR). Poliovirus detected from environmental samples in Israel - update. July 2013. [citat 07.04.2019]. Disponibil: https://www. who.int/csr/don/2013_07_15/en/
17. Yoshida H. et al. Prevalence of vaccine-derived polio-viruses in the environment. In: J. Gen. Virol., 2002, nr. 83, pp. 1107-1111.
18. Zexin Tao, Zhongtang Wang, Xiaojuan Lin, et al. One-year Survey of human enteroviruses from sewage and the factors affecting virus adsorption to the suspended solids. In: Sci. Rep., 2016, nr. 6: 31474. doi: 10.1038/srep31474
19. Ворошилова М К Энтеровирусные инфекции человека. Москва, 1979.
Mariana Apostol,
Agentia Nationala pentru Sanatate Publica, tel.: 022729611; 069164615, e-mail: [email protected]
CZU: 613.2: 616.94
CONSIDERAJII ACTUALE PRIVIND DIVERSITATEA ROLUL BACTERIEI ESCHERICHIA COLI IN MICROBIOMUL INTESTINAL
Laurenfia ARTIOMOV,
Academia de Stiinte a Moldovei, Institutul de Fiziologie si
Sanocreatologie
Rezumat
Organismul uman este un ecosistem complex si coexistä cu o comunitate invizibilä, extrem de complexä, de microorganisme. Escherichia coli, numärul cärora printre alti reprezentanti ai microflorei intestinale nu depäseste 1%, joacä un rol crucial in functionarea tractului gastrointestinal. Acest articol reprezintä o trecere in revistä a surselor bibliografice care abordeazä importanta bacteriei Escherichia coli din micro-biomul intestinal pentru organismul uman. Studiul reflectä subiectele diversitätii tulpinilor de Escherichia coli, corelatiile lor cu anumite patologii, contributia tulpinilor comensale de Escherichia coli in mentinerea sänätätii. In acest articol de sintezä discutäm si despre legäturile dintre Escherichia coli si compozitia ratiei alimentare.
Cuvinte-cheie: Escherichia coli, microbiom, sänätate, boli, ratie alimentarä
Summary
Current considerations regarding the diversity and role of Escherichia coli bacteria in the intestinal microbiome
The human organism is a complex ecosystem and coexists with an invisible, extremely complex community of microorganisms. Escherichia coli, the number of which, among other representatives of intestinal microflora, does not exceed 1%, play a crucial role in the functioning of the gastrointestinal tract. This article is a review of bibliographic sources addressing the importance of Escherichia coli bacteria from the intestinal microbiome for the human body. The paper reflects the diversity of Escherichia coli strains, their correlations with certain pathologies, and the contribution of commensal Escherichia coli strains to the maintenance of health. In this article we also discuss the links between Escherichia coli and the composition of food ration.
Keywords: Escherichia coli, microbiome, health, diseases, food ration
Резюме
Актуальные соображения по разнообразию и роли бактерии Escherichia coli в микробиоме кишечника
Организм человека представляет собой сложную экосистему и сосуществует с невидимым, чрезвычайно сложным сообществом микроорганизмов. Бактерии Escherichia coli, количество которых, среди прочих представителей кишечной микрофлоры, не превы-
шает 1%, играют важную роль в функционировании желудочно-кишечного тракта. Эта статья является обзором библиографических источников, посвященных важности бактерий Escherichia coli из состава кишечного микробиома для организма человека. В исследовании отражено разнообразие штаммов Escherichia coli, их корреляции с определенными патологиями, вклад штаммов Escherichia coli в поддержание здоровья. В этой статье мы также обсуждаем связь между кишечной палочкой и составом пищевого рациона.
Ключевые слова: Escherichia coli, микробиом, здоровье, болезни, рацион питания
Introducere
Mai mult de 65 milioane de ani de coevolutie a mamiferelor cu microorganismele a dus la interdependenta lor. Ca rezultat, microbiota intestinal joacä un rol critic in maturizarea si formarea continua a raspunsului imun. Datorita diverselor roluri functionale ale microbiotei intestinale, nu este surprinzator faptul ca microorganismele sunt punctul central al cercetarii intr-o gama larga de boli cronice, incluzand cancerul si bolile cu componente inflamatorii, metabolice, cardiovasculare, autoimu-ne, neurologice si psihiatrice [14].
Bacteriile genului Escherichia sunt bacili mobili gramnegativi, microorganisme conditionat patoge-ne, incluse in familia Enterobactericae. Escherichia coli este o singura specie constand din mai multe biotipuri, dintre care unele sunt comensale, coloni-zatori comuni ai mamiferelor, si altele care provoaca boli. Bacilii intestinali sunt principalii competitori ai microflorei patogene conditionate in colonizarea intestinelor. Escherichia coli consuma oxigenul din lu-menul intestinal, care este daunator bifidobacteriilor benefice pentru om, produce un sir de vitamine ne-cesare omului (B1, B2, B3, B5, B6, B9, B12, K), participa la metabolismul colesterolului, bilirubinei, colinei, acizilor biliari si acizilor grasi, afecteaza absorbtia de fier si calciu. Bacilii intestinali apar in intestinul uman in primele zile dupa nastere si persista pe tot parcursul vietii la un nivel de 106-108 UFC/g de continut de colon [21].
Specia Escherichia coli include diverse tulpini comensale sau patogene, prezenta carora in micro-biomul intestinal uman este influentata de diversi factori: particularitatile macroorganismului coloni-zat, relatiile cu alte microorganisme din microbiom, componenta ratiei alimentare s.a.
Scopul acestui articol este trecerea in revista a surselor bibliografice care abordeaza importanta bacteriilor Escherichia coli din microbiomul intestinal pentru organismul uman.
Material si metode
t
Pentru a realiza sinteza bibliográfica cu privire la diversitatea si rolul bacteriilor speciei Escherichia coli în microbiomul intestinal, a fost efectuatá o cáutare sistematicé la acest subiect în bazele de date PubMed si Google Scholar.
Pentru cáutare s-au folosit combinatii adec-vate dintre cuvintele-cheie: Escherichia coli: tulpini comensale si patogene, microbiom intestinal, ratie alimentará, sánátate, patologii în limbile englezá, francezá, rusa si románá. În analiza surselor bibliografice au fost incluse studii ce contin date empirice. Au fost selectate si analizate articole ce abordeazá diversitatea tulpinilor comensale sau patogene de Escherichia coli, potentialul terapeutic al tulpinilor comensale, contributia lor la stabilirea unui microbiom sánátos, relatiile dintre tulpinile patogene ale Escherichia coli si unele patologii (cancer, boli inflamatorii ale intestinului etc.), compozitia ratiei alimentare în modularea rolului acestor bacterii în microbiomul intestinal.
Rezultate si discutii
» *
Diversitatea tulpinilor de Escherichia coli în
microflora intestinale si relatia lor cu anumite
» »
patologii
Numárul, varietatea geneticá si distribuirea Escherichia coli este influentatá de diverse particularitáti ale gazdei. Într-un studiu al vertebratelor care tráiesc în Australia, Gordon D. si Cowling A. [8] au demon-strat cá probabilitatea de a detecta Escherichia coli la mamifere a fost dependentá de masa corporalá si de dieta gazdei. E. coli a fost mai probabil sá fie identificatá la gazdele omnivore si erbivore, si este mai putin probabil sá fie izolatá de la gazdele carnivore. Probabilitatea de a detecta E. coliîntr-o gazdá a crescut odatá cu masa corporalá a gazdei.
În cazul disbacteriozelor, scade numárul bacteriilor Escherichia coli comensale si creste numárul si diversitatea tulpinilor patogene ale acestei specii. Un grup de cercetátori rusi [28] au stabilit în cadrul studiului disbacteriozei cá tulpinile hemolitice E. coli Hly + sunt mai frecvente la copii decât la adulti, iar cel mai mare procent de bacili intestinali hemolitici s-a detectat la copiii sub vârsta de un an. A fost descoperitá relatia dintre cresterea populatiei de Escherichia coli hemoliticá si scáderea populatiei de bifidobacterii.
Pacientii cu boli inflamatorii ale intestinului cu mutatia NOD2, care stimuleazá o reactie imuná la recunoasterea unui peptidoglican din peretele celular al bacteriilor, au modificári semnificative în structura microbiomului intestinal, inclusiv scáderea
numärului de Faecalibacterium si cresterea numäru-lui de Escherichia [10].
Cercetätorii Looft T. si Allen H.K. [13] au demon-strat cä o serie de antibiotice conduc la o crestere mare a numärului Escherichia coli. Întrucât sporirea prezentei Enterobacteriaceae este o caracteristicä dis-tinctä a inflamatiei intestinale si a stresului oxidativ, relatia dintre compozitia microbianä, inflamatie si utilizarea antibioticelor constituie un subiect important pentru cercetäri în viitor.
Un grup de savanti ucraineni [27] au studiat modificärile microflorei în bolile inflamatorii si functionale intestinale si au elaborat metode de co-rectare a acestora. În urma cercetärilor s-a constatat cä la 29,3% din pacientii cu sindrom intestinului iritabil s-a înregistrat prezenta E. coli cu proprietäti fermentative diminuate, iar la 35,4% era prezentä E. coli hemoliticä, ceea ce este mai mult decât norma. Aceste modificäri au loc pe fondul scäderii numärului bacteriilor microflorei obligative. Modificäri ale microbiocenozelor intestinale cu diferit grad de severitate sunt observate atât la pacientii cu sindrom intestinului iritabil, cât si la cei cu alte boli inflamatoare ale intestinului si pot fi corectate utili-zând un probiotic eficient - Spasmolac, ce contine tulpina Lactobacillus plantarum, datoritä efectului pozitiv asupra metabolismului, productiei de mu-cinä, rezistentei la colonizare, precum si optimizärii componentei imune protectoare a barierei mucoase intestinale.
În ultimele decenii, Escherichia coli, în special tipul patologic E. coliinvaziv (EI coli), a fost implicat în patogeneza bolii inflamatorii intestinale [16]. Bacteriile E. coliaderente au prevalat în izolatele din mucoasa ilealä a pacientilor cu boala Crohn. O pro-prietate a acestor tulpini este capacitatea de a adera si de a invada celulele epiteliale intestinale, precum si de a se replica în macrofage; prin urmare, au fost clasificate ca un nou grup patogen specific de E. coli, numit E. coliaderent-invazivà (AIEC).
Tulpinile AIEC sunt considerate a fi patobionti, deoarece provoacä boli inflamatorii din cauza evolutiei adaptive a genomului lor într-o gazdä spe-cificä si susceptibilä [17]. Spre deosebire de agentii patogeni oportunisti, influenta patobiontului asupra gazdei are loc indirect, prin stimularea sistemului imunitar [9].
Un studiu al cercetätorilor Gareau M.G., Sherman P.M s.a. [7], efectuat pe gemeni, a demon-strat asocierea fenotipului bolii Crohn ileale cu o abundentä redusä a bacteriei comensale Fecalibac-terium prausnitzii si o abundentä crescutä a speciei Escherichia coli. Pentru ameliorarea stärii pacientilor si modularea directä a sistemului imunitar intestinal,
cercetätorii au folosit cu succes ca probiotic designer o tulpinä Lactobacillus lactis, care a fost proiectatä pentru a produce IL-10 local in colon.
Escherichia coli si cancerul
t
ín timpul infectiilor patogene, cand microbio-amele intestinale sunt afectate de disbiozä, agentii patogeni bacterieni se pot extinde si elibereazä o cantitate mare de toxine care, la randul lor, provoacä fracturi in ADN-ul gazdei, conducand astfel la instabilitatea genomicä, initierea si progresarea tumorii la celulele predispuse [4, 6, 25]. Acesta este cazul toxinelor colibactinä si citoletal (CDT), pro-duse atat de Escherichia coli, cat si prin activitatea ADN-azei. Odatä eliberate in apropierea epiteliului gastrointestinal, toxinele genereazä fracturi de ADN in interiorul celulelor epiteliale ale gazdei, provocand astfel stoparea ciclului celular tranzitoriu, permitand aparitia cromozomilor inelari, a puntilor de anafazi-ce, a mutatiilor genomice si, in final, conducand la formarea tumorilor. Prin urmare, colonizarea colo-nului cu aceste E. coli toxicogene poate conduce la dezvoltarea cancerului colorectal sporadic.
Legätura dintre microbiom si cancerul colo-rectal a fost abordatä si de Bultman S.J. [2]. Autorul sustine cä fibrele alimentare, carnea rosie, gräsimile animale au efecte deosebit de puternice asupra structurii microbiomului si influenteazä diferit riscul de cancer colorectal. Schimbärile de duratä in dieta noasträ influenteazä cancerul colorectal prin modificäri ale microbiomului. intr-adevär, studiile microbiomului uman au demonstrat cä diversitatea bacte-rianä este scäzutä atat in cancerul colorectal, cat si in bolile inflamatorii ale intestinului, iar acest fenomen se numeste disbiozá. Tulpinile Escherichia coli care contin o insulä de patogenitate Pks, Fusobacterium nucleatum si Providencia, sunt suprareprezentate in cancerul colorectal, in timp ce lactobacilii, bacteriile producätoare de butirat si bacterii precum Roseburia si Fecalibacterium sunt subreprezentate [2].
Contributiile Escherichia coli la mentinerea sánátátii
Escherichia coli este o singurä specie constand din mai multe biotipuri, dintre care unele sunt comensale, iar altele provoacä boli. Oamenii sunt colonizati in medie cu cinci biotipuri comensale si se crede cä acestea servesc drept barierä in calea infectiei cu agenti patogeni. Studiile anterioare au arätat cä precolonizarea cu o combinatie din trei biotipuri comensale ale E. coli previne colonizarea cu E. coli O157: H7 la soareci [12].
Maltby R. si coaut. [15] au studiat biotipul comensal E. coli HS, care este cunoscut pentru colonizarea cu succes a oamenilor in doze mari färä efecte adverse, si E. coli Nissle 1917 - o tulpinä comensalä
umanä utilizatä în Europa pentru a preveni diareea cälätorului. Cercetätorii au presupus cä biotipurile comensale ar putea exercita o rezistentä la colonizare prin consumul de nutrimenti necesari pentru colo-nizarea E. coli O157: H7, prevenind astfel începutul infectiei. Aceste douä biotipuri comensale (E. coli HS si E. coli Nissle 1917) utilizeazä cinci zaharuri, care sunt cele mai importante pentru colonizarea cu E. coli EDL 933 patogenä - o tulpinä a O157: H7. Rezultatele sustin un model în care E. coli patogene invadatoa-re trebuie sä concureze cu microbiota intestinalä pentru a obtine nutrimentele necesare colonizärii si stabilirii infectiei; în consecintä, rezultatul provocärii este determinat de capacitatea microbiotei native de a consuma substantele nutritive necesare agentului patogen.
Escherichia coli Nissle 1917 este o tulpinä de E. coli care a fost izolatä din fecalele unui soldat german în 1917 de cätre cercetätorul german Alfred Nissle. De atunci a fost studiatä pe scarä largä ca probiotic si se contine în câteva probiotice comercializate [19]. Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) dezvoltä activitate antagonistä împotriva enterobacteriilor cum ar fi Salmonella enteritidis, Shigella dysenteriae, Yersinia enterocolitica si Vibrio cholerae, ümpiedicä invazia bac-teriei Salmonella typhimurium în celulele intestinale, inhibä adeziunea si invazia E. coli aderent-invazive si reduce concentratiile de constituent ai microflorei colonului asociate cu mucoasä la pacientii cu colitä ulceroasä [11].
Având în vedere interactiunea stränsä dintre microorganismele intestinului si imunitatea gazdei, multe eforturi [5 ] s-au concentrat pe izolarea spe-ciilor microbiene intestinale umane cu potential te-rapeutic. În zona metabolismului, studiile sugereazä cä proteinele secretate de Escherichia coli, inclusiv ClpB (o proteinä chaperone si o mimeticä a hormo-nului alfa de stimulare a melanocitului), afecteazä consumul de alimente si modelele de alimentatie la rozätoare. Proteinele produse de E. colistimuleazä hormonii intestinali peptida asemánátoare glucago-nului 1 (un hormon antihiperglicemic puternic) si peptida YY(produsä în ileon ca räspuns la hränire) si activeazä cäile anorexigenice în creier, stimulându-le pe cele care mediazä saturatia [1].Tulpinile comensale de Escherichia coli modificate genetic pot avea de asemenea un rol în viitoarea terapie mediatä de microbiom [24].
Într-un cadru preclinic, o tulpinä de E. coli a fost manipulatä genetic pentru biosinteza precur-sorilor de N-acil-etanolamide anorexigene, care sunt produsi în ileon ca räspuns la hränire si servesc la reducerea aportului alimentar si, prin urmare, a obezitätii. Introducerea acestei tulpini modificate
genetic la soarecii obisnuiti hräniti cu o dietä boga-tä în gräsimi a determinat o scädere a consumului de alimente, o ratä metabolicä bazalä crescutä si o pierdere pronuntatä de adipozitate, care a durat timp de patru säptämäni dupä întreruperea administrärii suplimentelor bacteriene [3].
Vatanen T. si coaut. [22] considerä cä anume colonizarea timpurie a intestinului copiilor cu Escherichia coli comensalä contribuie la formarea unui sis-tem imun puternic. La sugarii din Finlanda si Estonia dominä speciile de Bacteroides si în aceste täri bolile autoimune cu debut timpuriu sunt frecvente.
E coli si compozitia ratiei alimentare
Microbii ce locuiesc în tractul nostru gastrointestinal cuprind o comunitate dinamicä care se schimbä pe tot parcursul vietii unui individ. Primii ani ai vârstei fragede si ai copiläriei sunt caracterizati de o stare microbianä care a fost descrisä ca fiind "haoticä" din cauza fluctuatiilor rapide si dramatice observate. Dupä stabilirea unor modele alimentare durabile, microbiota adultilor râmâne relativ neschimbatä; totusi, modificärile semnificative ale greutätii au fost asociate cu o cantitate mai mare de instabilitate microbianä. Astfel, factorii legati de alimentatie, inclusiv utilizarea intensä a produselor farmaceutice si schimbärile în dietä, joacä, probabil, un rol important în modelarea comunitätilor microbiene care träiesc în intestinul vârstnicilor [20, 23].
Un important factor de modulare a microbio-mului intestinal sunt fibrele alimentare. Respectarea pe termen lung a unei diete bogate în fibre din fructe si legume, tipice pentru cei crescuti într-o comunitate agrarä ruralä, este asociatä cu o diversitate mai mare a microbiotei fecale. Aceastä componentä a ratiei alimentare duce la predominarea grupului Prevotella asupra Bacteroides, în contrast cu microbiota fecalä a celor care träiesc în societätile occidentale.
Dieta occidentalä, bogatä în gräsimi animale, cu continut înalt de zahär (de obicei, cu putine fibre din fructe si legume), scade numärul Firmicutes potential benefice (cum ar fi grupele Roseburia / Eubacterium si Faecalibacterium spp., care fermenteazä poliza-haridele din alimentele de origine vegetalä pânä la acizi grasi cu catenä scurtä cu actiune beneficä) si stimuleazä cresterea numärului bacteriilor din fillumul Proteobacteria (inclusiv a patogenilor si patobiontilor intestinali asociati mucoaselor, cum ar fi E. coli aderent-invazivá) [18].
Rezultatele studiului activitätii antibacteriene a uleiurilor esentiale din douä specii de Thymus (Colectia din mai 2010) demonstreazä cä uleiul esential din Thymus guyonii are cel mai bun efect bactericid pentru cele opt tulpini bacteriene stu-diate, inclusiv EHEC: Escherichia coli enterohemora-
gicä ATCC EDL933 (O157: H7), ETEC: Escherichia coli enterotoxigenicä ATCC H10407, EIEC: Escherichia coli enteroinvazivä ATCC 11741, EPEC: Escherichia coli enteropatogenä ATCC 2348/69 (O127: H6), EAEC: Escherichia coli enteroagregativä ATCC 17-2 [26].
Datele actuale sugereazä cä si compozitia ratiei alimentare este un factor important în dezvoltarea microbiomului intestinal si ar putea servi ca mij-loc de interventie terapeuticä pentru prevenirea unor boli. Studiile care leagä compozitia si functia microbiomului intestinului cu dezvoltarea bolilor demonstreazä necesitatea unei întelegeri mai bune a dinamicii microbiomului.
Concluzii
Desi tulpinile patogene ale Escherichia coli au fost investigate pe scarä largä, putine studii s-au concentrat asupra tulpinilor comensale. Din aceste considerente, este necesar sä se descifreze fortele ecologice si evolutive care modeleazä structura populatiei tulpinilor comensale ale Escherichia coli, deoarece presiunile selective în habitatele tulpinilor comensale pot promova aparitia factorilor de virulentä si a rezistentei la antibiotice, fäcând tulpinile E. coli comensale rezervoare de tulpini virulente.
Disbioza intestinalä si dezvoltarea ulterioarä a populatiilor patogene (inclusiv ale Escherichia coli) în microbiota intestinului pot provoca o mare varietate de patologii, chiar si în locatii mdepärtate de intestin.
Tulpinile comensale de Escherichia coli, inclusiv cele modificate genetic, pot avea de asemenea, în viitor, un rol în terapiile mediate de microbiom.
Modificarea ratiei alimentare provoacä schim-bäri ale microbiomului intestinal, iar aceste schimbäri pot avea o utilitate terapeuticä semnificativä.
Bibliografie
1. Breton J., Tennoune N., Lucas N., et al. Gut commensal E. coli proteins activate host satiety pathways following nutrient-induced bacterial growth. In: Cell. Metab., 2016; vol. 23, pp. 324-334.
2. Bultman S.J. Interplay between diet, gut microbiota, epigenetic events, and colorectal cancer. In: Molecular nutrition and food research, 2017; vol. 61, nr. 1: 1500902.
3. Chen Z., Guo L., Zhang Y., et al. Incorporation of therapeutically modified bacteria into gut microbiota inhibits obesity. In: J. Clin. Invest., 2014; vol. 124, pp. 3391-3406.
4. Cuevas-Ramos G., Petit C.R., Marcq I., et al. Escherichia coli induces DNA damage in vivo and triggers genomic instability in mammalian cells. In: Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010; vol. 107, nr. 25, pp. 1537-1542.
5. Dasgupta S., Erturk-Hasdemir D., Ochoa-Reparaz J., et al. Plasmacytoid dendritic cells mediate antiinflammatory responses to a gut commensal molecule via both innate and adaptive mechanisms. In: Cell. Host. Microbe, 2014; vol. 15, pp. 413-423.
6. Frisan T. Bacterial genotoxins: The long journey to the nucleus of mammalian cells. In: Biochim. Biophys. Acta, 2016; vol. 1858, nr. 3. pp. 567-575.
7. Gareau M.G., Sherman P.M., Walker W.A. Probiotics and the gut microbiota in intestinal health and disease. In: Nature reviews Gastroenterology and Hepatology, 2010; vol. 7, nr. 9, pp. 514-523.
8. Gordon D.M., Cowling A. The distribution and genetic structure of Esherichia coli in Australian vertebrates: host and geographic effects. In: Microbiology, 2003; vol. 149, pp. 3575-3586.
9. Hornef M. Pathogens, commensal symbionts, and pathobionts: discovery and functional effects on the host. In: Ilar. Journal, 2015; vol. 56, pp.159-162.
10. Kostic A.D., Xavier R.J., Gevers D. The microbiome in inflammatory bowel disease: current status and the future ahead. In: Gastroenterology, 2014. vol. 146, nr. 6, pp. 1489-1499.
11. Kruis W., Fric P., Pokrotnieks J., et al. Maintaining remission of ulcerative colitis with the probiotic Escherichia coli Nissle 1917 is as effective as with standard me-salazine. In: Gut, 2004; vol. 53, nr. 11, pp. 1617-1623.
12. Leatham M.P., Banerjee S., Autieri S.M., et al. Pre-colonized human commensal Escherichia coli strains serve as a barrier to E. coli O157:H7 growth in the streptomycin-treated mouse intestine. In: Infection and immunity, 2009; vol. 77, pp. 2876-2886.
13. Looft T., Allen H.K. Collateral effects of antibiotics on mammalian gut microbiomes. In: Gut Microbes, 2012, vol. 3, pp. 463-467.
14. Lynch S.V., Pedersen O. The human intestinal microbiome in health and disease. In: New England Journal of Medicine, 2016; vol. 375, nr. 24, pp. 2369-2379.
15. Maltby R., Leatham-Jensen M.P., Gibson T., et al. Nutritional basis for colonization resistance by human commensal Escherichia coli strains HS and Nissle 1917 against E. coli O157: H7 in the mouse intestine. In: PloSone, 2013; vol. 8, nr. 1: e53957.
16. Palmela C., Chevarin C., Xu Z., et al. Adherent-invasive Escherichia coli in inflammatoryboweldisease. In: Gut, 2018; vol. 67, nr. 3, pp. 574-587.
17. Schippa S., Iebba V., Totino V., et al. A potential role of Escherichia coli pathobionts in the pathogenesis of pediatric inflammatory bowel disease. In: Can. J. Microbiol., 2012; vol. 58, pp. 426-432.
18. Simpson H.L. Campbel B.J. Review article: dietary fibre-microbiota interactions. In: Alimentary Pharmacology and Therapeutics, 2015; vol. 47, pp. 158-179.
19. Sonnenborn U. Escherichia coli strain Nissle 1917-from bench to bedside and back: history of a special Escherichia coli strain with probiotic properties. In: FEMS Microbiology Letters, 2016; vol. 363, nr. 19, p. 212.
20. Strutinschi T., Timosco M. Rolul factorului alimentar în mentinerea microbiocenozei intestinale si sänätätii organismului. In: Buletinul ASM. Stiintele vietii, 2015; nr. 3(327), pp. 44-49.
21. Tenaillon O., Skurnik D., Picard B., Denamur E. The population genetics of commensal Escherichia coli. In: Nature Reviews Microbiology, 2010; vol. 8, nr. 3, p. 207.
22. Vatanen T., Kostic A.D., d'Hennezel E., et al. Variation in microbiome LPS immunogenicity contributes to autoimmunity in humans. In: Cell, 2016; vol. 165, nr. 4, pp. 842-853.
23. Voreades N., Kozil A., Weir T.L. Diet and the development of the human intestinal microbiome. In: Frontiers in microbiology, 2014; vol. 5, art. 494.
24. Westendorf A.M., Gunzer F., Deppenmeier S., et al. Intestinal immunity of Escherichia coli NISSLE 1917: a safe carrier for therapeutic molecules. In: FEMS Immunol. Med. Microbiol., 2005; vol. 43, pp. 373-384.
25. Yao Y., Dai W. Genomic Instability and Cancer. In: J. Carcinog. Mutagen., 2014; vol. 5. doi:10.4172/2157-2518.1000165
26. Zeghib Assia. Etude phytochimique et activités antioxydante, antiproliférative, antibactérienne et antivirale d'extraits et d'huiles essentielles de quatre espèces endémiques du genre Thymus. THESE Présentée pour l'obtention du diplôme de Doctorat en Sciences. 2013. 275 p.
27. Дорофеев А.Э., Рассохина О.А., Дорофеева А.А. Изменения микрофлоры при воспалительных и функциональных заболеваниях кишечника и способы их коррекции. B: Сучасна гастроентеролопя, 2014; № 1, с. 34-40.
28. Потап Е.В., Кускова Т.М., Кутькина А.А. и др. Частота выделения гемолизирующей кишечной палочки (E. coli Hly+) и ее влияние на бифидобактерии в анализах на дисбактериоз. В: Инфекция и иммунитет, 2016; том 6, № 3, с. 97-98.
Laurentia Artiomov, dr. st. Biol., cercet. st. Coord.,
Institutul de Fiziologie si Sanocreatologie, tel.: 069251333, e-mail: [email protected], [email protected]
CZU: 616.98:579.841.11-022:615.33.015.8
FORMAREA BIOFILMELOR IN VITRO DE CÄTRE TULPINILE DE PSEUDOMONAS AERUGINOSA SI ASOCIEREA ACESTORA CU REZISTENTA ANTIMICROBIANÄ
Greta BÄLAN,
IP Universitatea de Stat de Medicina si Farmacie
Nicolae Testemitanu
Rezumat
Rezistenta în crestere a tulpinilor de Pseudomonas aeruginosa la antibiotice si formarea de biofilme creeazä problemele mari în terapia infectiilor provocate de aceste microorganisme. În studiu au fost incluse 49 de tulpini de P. aeruginosa izolate din ulcere trofice. Toate tulpinile izolate au fost identificate si testate conform ghidurilor în vigoare. Producerea biofilmelor a fost determinatä cantitativ utilizând metoda microtiträrii. În urma determinärii sensibilitätii la antibiotice si formärii de biofilme a acestor tulpini izolate din ulcere trofice am constatat cä 69,4% din ele au format biofilme in vitro si au manifestat
o rezistentä marcatä la antimicrobiene. P. aeruginosa pro-ducätoare de biofilm au prezentat o rezistentä mai mare in comparatie cu tulpinile ce nu produc biofilm (p<0,01). Este foarte important faptul cä 100% din tulpinile producätoare de biofilm au avut o rezistentä multiplä la antibiotice, iar cele neproducätoare de biofilm - inproportie de 66,6% (p<0,01). Asadar, tulpinile de P. aeruginosa izolate din ulcerele trofice infectate posedä o capacitate inaltä de formare a biofilmelor. Bacteriile producätoare de biofilm au o rezistentä mare si multiplä la preparatele antibacteriene. Supravegherea regulatä a formärii biofilmelor si a profilului de rezistentä la antibiotice poate imbunätäti managementul pacientilor cu ulcer trofic.
Cuvinte-cheie: ulcer trofic, Pseudomonas aeruginosa, biofilme, rezistentä la antibiotice
Summary
In vitro biofilm formation by Pseudomonas aeruginosa strains and their association with antimicrobial resistance
The increasing resistance of Pseudomonas aeruginosa strains to antibiotics along with biofilm formation presents serious problems in the therapy of infections caused by these microorganisms. In this study, 49 strains of P. aeruginosa were isolated from trophic ulcers. All isolates were identified according standard laboratory procedures. Biofilm production was determined quantitative using the microtitre method. Following determination of antibiotic susceptibility and biofilm formation of P. aeruginosa strains isolated from trophic ulcers, we found that 69,4% of the strains formed biofilms in vitro and showed antimicrobial resistance. Biofilm-formingP. aeruginosa showed higher resistance to antibiotics compared to non-biofilm forming strains (p <0,01). What is important is that 100% of the biofilm-forming P. aeruginosa showed multiple resistance to antibiotics, whereas non-biofilm-forming strains accounted for 66,6% (p<0,01).
P. aeruginosa strains isolated from infected trophic ulcers have a high biofilm formation capacity. Biofilm-forming bacteria have high and multiple resistance to antibacterial preparations. Regular surveillance of biofilm-forming P. aeruginosa and their antibiotic resistance profile can improve the management of the trophic ulcer.
Keywords: trophic ulcers, Pseudomonas aeruginosa, biofilm, antibiotic resistance
Резюме
Формирование биопленки in vitro штаммами Pseudomonas aeruginosa и их связь с устойчивостью к противомикробным препаратам
Повышение устойчивости штаммов Pseudomonas aeruginosa к антибиотикам наряду с образованием биопленок представляет серьезные проблемы в терапии инфекций, вызываемых этими микроорганизмами. Были проанализированы 49 штаммов P. Aeruginosa, выделенных из трофических язв. Все изоляты были идентифицированы и протестированы в соответствии с действующими правилами. Формирование биопленки
