ГЕНЫ-РЕГУЛЯТОРЫ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ БИОПЛЁНОК И ВЕЩЕСТВА-ДЕСТРУКТОРЫ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Abstracts Nationwide scientific forum of students with international participation «STUDENT SCIENCE - 2020»

Материалы и методы: критический анализ зарубежной и отечественной литературы. Результаты: существует обоюдная связь кишечной микробиоты (КМБ) с центральной нервной системой (ЦНС), которая осуществляется при участии автономной нервной системы, энтеральной нервной системы и гипоталамо-гипофизарно-адреналовой оси. Можно выделить основные механизмы взаимного влияния микробиоты и мозга. КМБ воздействует на ЦНС следующим образом: продукция и экспрессия нейротрансмиттеров и нейротрофических факторов, защита целостности кишечного барьера и сохранение плотных сочленений, модулирование сенсорных афферентных путей, прямое действие бактериальных метаболитов, мукозальная иммунорегуляция. В то же время под влиянием ЦНС происходят следующие процессы в кишечнике: изменение слизистой оболочки и продукции муцина, изменения моторики, кишечной проницаемости и иммунных функций. Взаимодействие микробных сообществ с хозяином непосредственно через микробные метаболиты, либо косвенно через иммунную, метаболическую или эндокринную системы, может снабжать нервную систему информацией об окружающей среде. В пренатальном и постнатальном периодах эти сигналы контролируют основные процессы развития в мозге, такие как барьерная функция, иммунный надзор и нейрогенез. У здоровых людей эпителий кишечника и ГЭБ характеризуется плотным соединением между клетками. На макрофагах, дендритных клетках и эпителиальных клетках кишечника находятся Toll-like рецепторы (TLR), которые активируют клеточный иммунный ответ. Во время старения, а также при нарушении нормального состава микрофлоры кишечника, плотное соединение между клетками кишечника и ГЭБ становятся проницаемыми. Бактерии могут активировать TLR, что приводит к выработке провоспалительных цитокинов, которые проходят через межклеточные соединения и способствуют развитию таких нейродегенеративных заболеваний как: болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз, болезнь Паркинсона.

Выводы: Экспериментальные исследования показывают, что нарушения нормальной микробной колонизации кишечника могут существенным образом влиять на процессы развития мозга и его функционирование, а также играть роль в патогенезе ряда заболеваний ЦНС. Все это доказывает необходимость предупреждения развития дисбиоза и поддержания нормального состава микрофлоры кишечника. В рекомендации по питанию и профилактике дисбиотических состояний следует включать использование кисломолочных и пробиотикосодержащих продуктов, увеличить потребление полиненасыщенных жирных кислот, а также избегать высококалорийной диеты с избытком насыщенных жиров, особенно во время приема антибиотиков. Литература

1. Marta Grochowska, Tomasz Laskus, Marek Radkowski: «Gut Microbiota in Neurological Disorders» // Archivum Immunologiae et Therapiae Experimentalis, december 2019. volume 67, issue 6, pp 375-383.

2. Bäckhed F, Roswall J, Peng Y, Feng Q, Jia H, Kovatcheva-Datchary P, Li Y, Xia Y, Xie H, Zhong H: «Dynamics and Stabilization of the Human Gut Microbiome during the First Year of Life»// Cell Host Microbe, 2015;17: 690-703.

гены-регуляторы процесса образования биоплёнок и вещества-деструкторы

Мамедова Г. Э., Мусаева Б. М.

Научный руководитель: к.б.н., доцент Сокурова Алла Михайловна Кафедра микробиологии, иммунологии и вирусологии

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Контактная информация: Мамедова Гюнай Эльданизовна — студентка 3 курса педиатрического факультета. E-mail: [email protected]

Ключевые слова: активация образования биопленок; разрушение биопленок; азитромицин (АЗТ); N-ацилгомосеринлактоны (АГЛ); алкилоксибензол (АОБ).

Актуальность: при хронических бактериальных инфекциях большинство бактерий существуют в виде биоплёнок, также биоплёнки формируются на катетерах, трахеостомических трубках, зондах и других медицинских изделиях. Борьба с ними — актуальная проблема медицины.

FORCIPE

VOL. 3 SUPPLEMENT 2020

ISSN 2658-4174

Материалы всероссийского научного форума студентов с международным участием «СТУДЕНЧЕСКАЯ НАУКА - 2020» 477

Знание механизмов регуляции формирования биоплёнок позволит регулировать этот процесс как in vitro, так и in vivo.

Цель исследования: изучить механизмы образования биоплёнок, а также механизмы регуляции этого процесса.

Материалы и методы: научные публикации по теме исследования.

Результаты: самыми важными системами регуляции метаболизма бактерий являются системы «quorum sensing» (QS). Белки QS у грамотрицательных бактерий отвечают за синтез сигнальных молекул и за транскрипцию специфических генов, взаимодействуя с аутоиндуктором. Таких систем у бактерий может быть несколько. Например, у рода Pseudomonas их три. Это системы: LasIR, RhIIR в качестве сигнальных молекул используют АГЛ, а третья система как сигнальные использует молекулы алкихинолона. Более 70 родов типа Proteobacteria используют систему LuxR, которая также использует АГЛ как сигнальную молекулу. У Vibrio fisheri синтез АГЛ контролирует ген luxI, у Chromobacterium violaceum — ген cvil. Инактивация этих генов приводит к нарушению синтеза полимерного матрикса и к разрушению биоплёнок под действием антибиотиков и факторам внешней среды. При изучении действия АЗТ как стимулятора формирования биоплёнок в концентрации 6-8 мкг/мл у Pseudomonas chlororaphis 449 выявлено, что на стимуляцию образования биоплёнок не влияет: мутация в гене rpoS, инактивированные гены phzB и phzA, а также наличие плазмиды рМЕ6000, не влияющей на синтез АГЛ; противоположный эффект вызывает: нарушение системы GacA-GacS (мутация в гене gacS) и наличие плазмиды pME6863, которая содержит ген N-ацилгомо-серинлактаназы, вызыващий деградацию АГЛ [1]. Также в одном из исследований было выявлено, что чувствительность к тепловому стрессу в присутствии АЗТ в концентрациях, стимулирующих их рост, снижена [3]. Обнаружено стимулирующее влияние на синтез полисахаридного матрикса биопленок низкими концентрациями следующих антибиотиков: имипинем, тобрамицин. Выявлен фермент, способный разрушать полисахаридный компонент биоплёнок, — это дисперсин В, синтезируемый патогенной бактерией ротовой полости человека Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Дисперсин В — это белок с молекулярной массой 40 кДа, фермент гликозилгидролаза. Наибольшую активность дисперсин В проявляет в отношении биопленок, формируемых Staphylococcus epidermidis [2]. Кроме того, для борьбы с образованием биоплёнок, можно использовать АЗТ в комбинации с АОБ. При совместном действии они проявляют синергический эффект.

Выводы: 1. Стимулирующее действие низких концентраций АЗТ на формирование биопленок связано со способностью бактерий к синтезу АГЛ. 2. АЗТ и АОБ при совместном действии — перспективные препараты для борьбы с формированием биопленок как у грамполо-жительных, так и у грамотрицательных бактерий. 3. Фермент, способный разрушать полисахаридный компонент биоплёнок, — это дисперсин В. Литература

1. Ганнесен А.В., Журина М.В., Веселова М.А., Хмель И.А., Плакунов В.К. Регуляция процесса формирования биопленок Pseudomonas chlororaphis в системе in vitro// Микробиология. — 2015. — Т. 84, № 3. — С. 281-290.

2. Добрынина О.Ю., Т. Н.Большакова, А.М. Умяров, И.С. Бокша, Н.В. Лаврова. Разрушение бактериальных биопленок рекомбинантный дисперсионном В // Микробиология. — 2015. — Т. 84, № 4. — С. 433-437.

3. Мартьянов С.В., Журина М.В., Эль-Регистан Г.И. Активирующий действие азитромицина на формирование биопленок и борьба с этим явлением// Микробиология. — 2015. — Т. 84, № 1. — С. 27-35.

РОЛЬ STAPHYLOCOCCUS AUREUS В ИНФЕКЦИЯХ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ У ДЕТЕЙ С МУКОВИСЦИДОЗОМ

Радеева А. В., Балаганский И. А., Лазарев П. Э., Пюрвеев С. С., Некрасов М. С.

Научный руководитель: к.м.н., доцент Гладин Дмитрий Павлович Кафедра микробиологии, вирусологии и иммунологии

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

FORCIPE

ТОМ 3 СПЕЦВЫПУСК 2020

eISSN 2658-4182