CC BY
197. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. М., Финансы и статистика, 2006.
8. Кутырев В.В., Коннов Н.П., Волков Ю.П. Возбудитель чумы: ультраструктура и локализация в переносчике. М., Медицина, 2007.
9. Маевский М.П. Базанова Л.П., Конов Н.П., Капустин Ю.М., Сахаров С.В. Изменчивость Yersinia pestis в организме блохи. Журн. микробиол. 1994, 3: 16-21.
10. Оглодин Е.Г., Ерошенко Г.А., Куклева Л.М., Одиноков Г.Н., Гусева Н.П., Бугоркова С.А., Кутырев В.В. Структурно-функциональный анализ криптических плазмид штаммов Yersinia pestis из двух природных очагов чумы России. Проблемы особо опасн. инф. 2015, 4: 82-85.
11. Токмакова Е.Г., Базанова Л.П., Воронова Г.А., Балахонов С.В. Особенности взаимоотношений блохи Frontopsylla luculenta luculenta (J. et R., 1923) и возбудителя чумы с различным плазмидным составом. Мед. паразитол. 2016, 1: 38-41.
12. Jarrett C.O., Deak E., Isherwood K.E. et al. Transmission ofYkrsinia pestis from an infectious biofilm in the flea vector. Infect. Dis. 2004, 190: 783-792.
13. Hinnebusch B.J., Ficher E.R., Schwan T.G. Evaluation ofthe role Yersinia pestis plasminogen activator and other plasmid-encoded factors in temperature-dependent blockage of the flea. J. Infect. Dis. 1998, 178: 1406-1415.
Поступила 27.07.17
Контактная информация: Базанова Любовь Петровна, д.б.н.,
664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78, р.т. (3952) 23-99-76
КРАТКОЕ СООБЩЕНИЕ
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2018
О.В.Дуванова, Б.Н.Мишанькин, С.В.Титова, Л.А.Корнеева
ДЕЙСТВИЕ N-АЦЕТИЛ-Ь-ЦИСТЕИНА НА БИОПЛЕНКИ ХОЛЕРНОГО ВИБРИОНА
Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт
Цель. Изучить действие ^ацетил^-цистеина на биопленки холерных вибрионов разных серогрупп, выделенных из различных источников и с разной эпидемической значимостью (наличие/отсутствие генов ctx AB и tcpA). Материалы и методы. Бактериальные культуры Vibrio cholerae El Tor O1 и O139 серогрупп выращивали в виде биопленок. Оценивали влияние препарата ^ацетил^-цистеина в концентрации 0.5 — 4 мг/мл на формирование, сформированную биопленку, а также на планктонную форму. Результаты. Обнаружена антибактериальная активность ^ацетил^-цистеина. Отмечено, что он влиял как на формирование, так и на уже сформированные биопленки, а также на планктонную форму у представителей Vibrio cholerae El Tor O1 и O139 серогрупп в концентрации 2 — 4 мг/мл, проявляя антибактериальный эффект независимо от наличия/отсутствия генов ctx AB и tcpA. Заключение. Выявленное антибактериальное действие препарата ^ацетил^-цистеина в отношении биопленок холерных вибрионов указывает на целесообразность рассмотрения вопроса о возможности использования препарата в терапии случаев диареегенных заболеваний, обусловленных возбудителями II — IV групп пато-геннгости.
Журн. микробиол., 2018, № 2, С. 83—87
Ключевые слова: Vibrio cholerae, штамм, ^ацетил^-цистеин
O.V.Duvanova, B.N.Mishankin, S.V.Titova, L.A.Korneeva
THE EFFECT OF N-ACETYL-L-CYSTEINE ON BIOFILM OF VIBRIO CHOLERAE
Rostov-on-Don Research Institute for Plague Control, Russia
Aim. To study the effect of N-acetyl-L-cysteine on biofilm of V. cholerae of different sero-groups isolated from various sources and with different epidemiological significance (the presence/ absence of the ctx AB genes and tcpA). Materials and methods. Bacterial ^ltae of Vibrio cholerae El Tor O1 and O139 serogroups were grown as biolms. We have estimated the influence of the drug N-acetyl-L-cysteine at a concentration of 0.5 — 4 mg/ml on the formation, of the formed biofilm and in planktonic form. Results. Discovered antibacterial activity of N-acetyl-L-cysteine. Noted that it was influenced as in the formation, of the already formed biofilm and the planktonic form, the representatives of the Vibrio cholerae El Tor O1 and O139 serogroups in concentrations of 2
— 4 mg/ml, showing an antibacterial effect regardless of the presence/absence of genes ctx and tcpA AB. Conclusion. Identified the antibacterial action of the drug N-acetyl-L-cysteine against biofilm of V. cholerae indicates the desirability of considering the possibility of using drug therapy in cases variety of diseases caused by causative agents II — IV groups pathogenicity.
Zh. Mikrobiol. (Moscow), 2018, No 2, P. 83—87
Key words: Vibrio cholerae, strain, N-acetyl-L-cysteine
В настоящее время в России и во всем мире продолжается активный поиск лекарственных средств с высоким потенциалом воздействия на биопленки микроорганизмов. Это объясняется тем, что растущие в составе биопленки бактерии проявляют высокую устойчивость к антибиотикам и дезсредствам, создавая серьезные проблемы для здравоохранения. Стандартная терапия антибиотиками часто неэффективна, что диктует необходимость апробации новых средств, проявляющих активность в отношении биопленок, особенно патогенных микроорганизмов. Актуальным является не только разработка новых фармацевтических препаратов, но и анализ и возможность использования давно известных и хорошо себя зарекомендовавших на практике препаратов, имеющих невысокую себестоимость, доступность, расшифрованный механизм действия и возможность производства в России.
Так, на основании многочисленных экспериментальных и клинических исследований стало известно, что ^ацетил^-цистеин (АЦЦ) (C5H9NO3S)
— ацилированная тиолсодержащая аминокислота, являющаяся одновременно предшественником L-цистеина и глутатиона, широко применяется в различных областях медицины. Препарат представлен на отечественном фрама-цевтическом рынке и издавна используется в качестве муколитического агента для лечения хронических заболеваний легких. Применяется он также внутривенно в виде 20% раствора в качестве антидота при отравлении парацетамолом [8], может конкурентно ингибировать утилизацию цистеина, реагировать через свою SH-группу с мембранами бактерий и подавлять у них синтез полисахарида, не влияя при этом на его структуру, замедлять образование биопленки у бактерий [5]. Обладает выраженным антиоксидантным действием, способен восстанавливать уровень клеточного глутатиона, используется при воспалениях (панкреатиты), фиброзе легких, нарушениях эндотелия сосудов, сохранении трансплантантов, а также лечении гастритов, вызванных Helicobacter pylory [6]. В настоящее время обсуждается применение ацетилцистеина при поражении почек, ишемической болезни сердца, ВИЧ-инфекции и других заболеваниях. Механизм его действия основан на разрыве
дисульфидных (-S-S-) связей высокомолекулярных гликопротеинов слизи, что сопровождается уменьшением вязкости. Антибактериальные свойства ^ацетил^-цистеина характеризуются высокими значениями минимальных подавляющих концентраций (МПК), доходящих до 5 — 80 мг/мл [5], хотя имеются отдельные сообщения о повышенной чувствительности штаммов, например, псевдомонад до уровня 2 — 20 мкг/мл [7]. Низкая токсичность препарата (ЛД5о для крыс при оральном применении составляет более 5 г/кг), а также хорошая переносимость позволяют длительно использовать его в высоких концентрациях и разных способах введения при лечении различных заболеваний. Как было установлено в последнее время в экспериментальных и клинических исследованиях, препарат обладает способностью уменьшать адгезию некоторых возбудителей к слизистым оболочкам, а также оказывает прямое разрушающее воздействие на внеклеточный матрикс, что позволяет рассматривать ^ацетил^-цистеин в терапии инфекций, связанных с образованием биопленок [1]. Потенциал действия АЦЦ к настоящему времени остается не до конца изученным. Данные о влиянии ^ацетил^-цистеина на биопленки холерных вибрионов в литературе отсутствуют. Учитывая способность препарата подавлять образование биопленок на примере Pseudomonas aeruginosa [10], мы провели исследование чувствительности к нему биопленок штаммов Vibrio cholerae О1 и О139 серогрупп.
Цель исследования состояла в изучении действия ^ацетил^-цистеина на биопленки холерных вибрионов разных серогрупп, выделенных из различных источников и с разной эпидемической значимостью (наличие/отсутствие генов ctx AB и tcpA).
При выполнении исследований использовали разные группы штаммов: 4 штамма V. cholerae O1 Эль Тор (ctx+ tcp+), 4 дефектных по синтезу токсина и токсинкорегулируемых пилей штаммов (ActxAtcp), выделенных из воды поверхностных водоемов, 8 штаммов V. cholerae О139 серогруппы, из которых 4 (ctx+ tcp+) были выделены из клинического материала, а 4 атоксигенных (ActxAtcp) — из проб воды поверхностных водоемов. Штаммы получали из музея живых культур Ростовского НИПЧИ, где их хранили в лиофилизирован-ном состоянии.
В работе использовали препарат ^ацетил^-цистеина (BioChemica, Россия). Для культивирования микроорганизмов использовали агар Мартена (рН 7.6). Получение биопленок холерных вибрионов проводили способом, описанным ранее [3]. Действие препарата ^ацетил^-цистеина (0.5 — 4 мг/ мл) анализировали по его влиянию на этапы формирования биопленки, на уже сформированные 5 — 30-суточные биопленки и планктонную культуру. Инкубацию с препаратом проводили при 20°С. Через 0, 1, 3, 6, 24, 48 часов, 5 — 14 суток инкубации осуществляли высев планктонной культуры и биопленок на пластинки агара Мартена (рН 7.7). Результаты учитывали через 24 часа по наличию или отсутствию роста холерных вибрионов.
В результате проведенного исследования обнаружено, что препарат АЦЦ влиял как на формирование, уже сформированные биопленки, а также на планктонную форму у представителей Vibrio cholerae El Tor O1 и O139 серогрупп в концентрации 2 — 4 мг/мл, проявляя антибактериальный эффект независимо от наличия/отсутствия генов ctxAB и tcpA (срок наблюдения до 30 дней). Концентрация АЦЦ 0.5 мг/мл не действовала на планктонную форму, формирование и на сформированную биопленку. ^ацетил^-цистеин в концентрации 2 — 4 мг/мл влиял на планктонную и зрелые 5 — 7-суточные
биопленки, проявляя антибактериальный эффект в экспериментах in vitro у представителей V. cholerae O1 и О139 серогрупп уже через 3 часа после добавления независимо от объектов выделения, наличия или отсутствия генов ctx AB и tcpA. Следует отметить, что антибактериальный эффект исследуемый препарат оказывал на планктонную культуру и сформированную 30-суточную биопленку в концентрациях 4 мг/мл у штаммов V. cholerae О139 серогруппы (ctx+ tcp+/ActxAtcp). В ходе исследования не удалось обнаружить штаммы, образующие нечувствительную к АЦЦ биопленку.
Обнаружение в ходе проведенного исследования способности препарата АЦЦ оказывать антибактериальный эффект на формирование, зрелую биопленку, а также на планктонную форму у всех взятых в исследование штаммов V. cholerae O1 и О139 серогрупп, с разной эпидемической значимостью и выделенных из различных источников расширяет наши представления о механизме его действия. Выявленная активность ^ацетил^-цистеина в отношении биопленок холерных вибрионов указывает на целесообразность рассмотрения вопроса об использовании препарата в терапии случаев диа-реегенных заболеваний, обусловленных возбудителями II — IV групп патоген-ности.
^ацетил^-цистеин относится к лекарственным средствам, интерес к которым со временем не только не ослабевает, но и усиливается, так как открываются все новые области и возможности его применения.
Отсутствие в доступной литературе сведений по влиянию АЦЦ на биопленки холерного вибриона диктует целесообразность дальнейшего изучения действия этого препарата.
В связи с низкой себестоимостью и доступностью на отечественном фармацевтическом рынке, возможностью его производства в России и всё увеличивающимся спектром показаний к применению данного препарата в комплексе с его низкой токсичностью и хорошей переносимостью, а также в выявленном антибактериальном действии на биопленку холерного вибриона позволяет позиционировать ^ацетил^-цистеин в терапии случаев диареегенных заболеваний, обусловленных возбудителями II — IV групп патогенности. Нельзя исключить и возможность ^ацетил^-цистеина подавлять биологическую активность ctxA и ctxB-субъединиц, а также zot-токсина, токсин-корегулируемых пилей и гемагглютинин/про-теазы (НА/Р) холерных вибрионов, несущих в своем составе от 2 до 4 остатков цистеина, на которые и оказывает свое действие препарат. Наличие у многих бактериальных ферментов остатков цистеина объясняет возможные точки приложения ^ацетил^-цистеина в ингибировании ряда ферментов патогенности и персистенции холерных вибрионов и других микроорганизмов.
Современные представления о роли биопленок в патогенезе инфекционных заболеваний требуют новых подходов к их диагностике и лечению. В настоящее время ведется разработка и изменение тактики антибиотикотера-пии. Изучается действие новых антибактериальных препаратов на биопленки с расшифровкой механизма их действия [2].
Нельзя не согласится с мнением Ушкаловой Е.А. [4] о том, что исследования ^ацетил^-цистеина могут в перспективе значительно расширить показания к его применению, а проведенное изучение его влияния на биопленки, в составе которых микроб приобретает свою гиперинфекциозность [9], поможет решить ряд задач практического здравоохранения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Голуб А.В. Бактериальные биопленки — новая цель терапии? Клин. микробиол. и антимикроб. химиотер. 2012, 1: 23-29.
2. Селянская Н.А., Титова С.В., Головин С.Н. и др. Действие антибактериальных препаратов на биопленки холерных вибрионов Эль Тор. Журн. микробиол. 2017, 2: 8-15.
3. Титова С.В., Кушнарева Е.В. Оценка способности холерных вибрионов к образованию биопленок in vitro с помощью нового методического подхода. Фундаментальные исследования. 2014, 10: 375-379.
4. Ушкалова Е. А. Ацетилцистеин в клинической практике: настоящее и перспективы. Фармацевтика. 2007, 17: 30-36.
5. Aslam S., Darouiche R.O. Role of antibiofilm — antimicrobial agents in control of device — related infections. Int. J. Artif. Organs. 2011, 34 (9): 752-758.
6. Huynh H.Q., Couper R.T., Tran C.D. et al. N-acetylcysteine, a novel treatment for Helicobacter pylory infection. Dig. Dis. Sci. 2004, 49: 1853-1861.
7. Parry M.F., Neu H.C. Effect of N-acetylcysteine on antibiotic activity and bacterial growth in vitro. J. Clin. Microbiol. 1977, 5 (1): 58 —61.
8. Prescott L.F., Illingworth R.N., Critchley J.A. et al. Intravenous N-acetylcystein : the treatment of choice for paracetamol poisoning. Brithish Med. J. 1979, 2: 1097-1100.
9. Tamayo R., Patimalla B., Camilli A. Growth in a biophilm induces a hyperinfectious phenotype in Vibrio cholerae. Infect. Immun. 2010, 78 (8): 3560-3569.
10. Zhao T., Liu Y. N-acetylcystein inhibit biofilms produced by Pseudomonas aeruginosa. J. Bacteriol. 2010, 10: 140.
Поступила 12.09.17
Контактная информация: Дуванова Ольга Викторовна, к.б.н.,
344002, Ростов-на дону, ул. Горького, 117/40, р.т. (8863)240-91-13
ОБЗОРЫ
© ТА.СЕМЕНЕНКО , В.Г.АКИМКИН, 2018
Т.А.Семененко1, В.Г.Акимкин2
СЕРОЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СИСТЕМЕ НАДЗОРА ЗА ВАКЦИНОУПРАВЛЯЕМЫМИ ИНФЕКЦИЯМИ
Шациональный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи, 2Центральный НИИ эпидемиологии, Москва
Сероэпидемиологические исследования, основанные на оценке превалентности антител в популяции, являются мощным инструментом для прогнозирования и контроля эффективности программ специфической профилактики. Наличие паспортизированной коллекции сывороток крови (банка сывороток) позволяет проводить достоверную оценку состояния популяционного иммунитета к вакциноуправляемым инфекциям; определять степень эпидемиологической опасности распространения заболеваний на отдельных территориях страны; осуществлять краткосрочное и долгосрочное прогнозирование изменения ситуации по актуальным инфекциям; научно обосновывать профилактические и противоэпидемические мероприятия в системе биологической безопасности для определенных групп населения и декретированных контингентов; обеспечивать информацией, необходимой для принятия оптимальных управленческих решений.
Журн. микробиол., 2018, № 2, С. 87-94
Ключевые слова: сероэпидемиологические исследования, банк сывороток, надзор, вак-циноуправляемые инфекции
