CC BY
44
УДК 579.62
Пашкова Т.М.
Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, г Оренбург, Россия Оренбургский государственный аграрный университет, г. Оренбург, Россия E-mail: [email protected]
ХАРАКТЕРИСТИКА АНТИЦИТОКИНОВОЙ АКТИВНОСТИ Enterococcus spp., ИЗОЛИРОВАННЫХ ОТ ЖИВОТНЫХ
Энтерококки являются типичными синантропными микроорганизмами, которые в процессе эволюции хорошо приспособились к выживанию в условиях макроорганизма, в том числе благодаря способности инактивировать факторы врожденного иммунитета. Обладая факторами персистенции, бактерии рода Enterococcus могут выступать в роли этиологического фактора эндогенных инфекционно-воспалительных заболеваний животных, возникающих на фоне снижения естественной резистентности макроорганизма. Характеристике персистентных свойств энтерококков различного происхождения посвящен ряд работ, однако отдельные свойства энтерококков, в частности, антицитокиновая активность, еще не охарактеризованы.
В связи с этим изучена антицитокиновая активность микроорганизмов рода Enterococcus, изолированных от здоровых и больных инфекционно-воспалительными заболеваниями (острый и хронический эндометрит, мастит, абсцессы мягких тканей) сельскохозяйственных животных и показана высокая распространенность признака. Установлен более высокий уровень выраженности антицитокиновой активности в отношении ИЛ-4 и ИЛ-8 у изолятов энтерококков, выделенных при инфекционно-воспалительных заболеваниях по сравнению со штаммами, выделенными из кишечника здоровых животных. Экспрессия антицитокиновой активности у клинических энтерококков была в 1,5-1,7 раз выше, чем у кишечных изолятов (р<0,05). Данные о высоком уровне выраженности антицитокиновой активности у клинических изолятов энтерококков по сравнению с кишечными, свидетельствуют о возможном влиянии их экзометаболитов на локальный цитоки-новый баланс, что поддерживает воспалительный процесс.
Таким образом, полученные результаты о модификации энтерококками различного происхождения динамики цитокинов, могут быть использованы для дифференциации патогенных штаммов Enterococcus spp.
Ключевые слова: Enterococcus spp., антицитокиновая активность, сельскохозяйственные животные, микрофлора кишечника, инфекционно-воспалительные заболевания.
Энтерококки, являясь условно-патогенными микроорганизмами [14], с одной стороны играют важную роль в обеспечении колонизационной резистентности биотопов [1], а с другой - обладая широким набором факторов вирулентности и персистенции [3], [7], [10], [12] способны вызывать развитие факторных инфекционно-воспалительных заболеваний
[4], [9], [13].
Характеристике персистентных свойств энтерококков различного происхождения посвящены работы [6], [8], однако отдельные свойства энтерококков, в частности, антици-токиновая активность (АЦА), еще не охарактеризованы. В связи с вышеизложенным, целью данной работы явилось изучение распространенности и выраженности антицитокиновой активности у энтерококков как представителей симбиотической микрофлоры кишечника и возбудителей инфекционно-воспалительных заболеваний у сельскохозяйственных животных.
Материалы и методы
В работе использовано 77 штаммов бактерий рода Enterococcus, из них 50 изолятов выделено из кишечника здоровых сельскохозяйственных животных и 27 штаммов - от животных с инфекционно-воспалительными заболеваниями - экскрет половых органов самок (коров, собак, кошек), больных острым и хроническим эндометритом, секрет молочных желез при маститах коров, гнойный экссудат при абсцессах мягких тканей.
Энтерококки выделяли путем посева исследуемого материала на желчно-эскулиновый агар с азидом натрия (И1Ме&а, Индия). Штаммы идентифицировали при помощи мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПЦР) по наличию видоспецифических генов, кодирующих синтез супероксиддисмутазы [11, с. 3559-3563]. Антицитокиновую активность (АЦА) определяли по [2, с. 56-57].
Статистическую обработку проводили с помощью параметрических методов [5, с. 37-45].
Пашкова Т.М._
Результаты и обсуждение
Из 50 штаммов энтерококков, изолированных от здоровых животных 13 (26%) были отнесены к виду Е. Ыгае, по 12 (24%) штаммов - к видам Е. /аеешт и Е. durans, 6 (12%) изолятов - к виду Е. faecalis, 5 (10%) штаммов - к виду Е. flavescens и 2 (4%) штамма - к виду Е. casseliflavus.
Из 27 штаммов Enterococcus ирр, изолированных от животных с инфекционно-воспалительными заболеваниями, 14 (51,8%) изолятов были отнесены к виду Е. faecalis, по 4 (14,8%) штамма - к видам Е. faecium и Е. durans, по 2 (7,4%) культуры - к видам Е. flavescens и Е. casseliflavus, 1 (3,8%) штамм -к виду Е. hirae.
Распространенность антицитокиновой активности в отношении ИЛ-4 у фекальных изолятов энтерококков составила 90%. Выраженность признака в отношении ИЛ-4 у фекальных изолятов колебалась от 3,6±0,5% до 48,3±2,9% и в среднем составила 24,01±12%.
Среднее значение АЦА в отношении ИЛ-4 у фекальных изолятов Е. hirae было равно 27,1±5%, Е. faecium - 28,5±4,4%, Е. durans - 22,5±3,2%, Е. faecalis - 13,8±2,2%, Е. flavescens - 22,9±4,6% и Е. casseliflavus -19,3±6%.
При изучении способности к инактивации ИЛ-4 у клинических изолятов энтерококков установлено наличие признака у 82,1% исследованных штаммов. Выраженность АЦА у клинических штаммов колебалась от 18,1±3% до 71,1±3,2% и в среднем составила 42,3±19%.
Экспрессия признака в среднем у культур Е. faecalis была равна 40,1±6%, у изолятов Е. faecium - 42,1±7,4%, у штаммов Е. durans -65,6±5,2%, Е. flavescens - 62±9%, Е. casselifla-уШ - 12,1±4%.
Способность деградировать ИЛ-8 была присуща 92% фекальных изолятов Enterococ-cus ирр. Диапазон экспрессии признака варьировал в пределах от 11,7±3,2% до 55,6±3,7%, среднее значение признака по роду составило 38,5±6%.
У фекальных изолятов Е. hirae выраженность АЦА была равна 38,7±6%, Е. faecium -37,2±3,4%, Е. durans - 40,8±6,2%, Е. faeca-
Характеристика антицитокиновой активности...
lis - 31,6±4,2%, E. flavescens - 38,8±6,6% и E. casseliflavus - 22,8±9%.
Способностью к инактивации ИЛ-8 обладали все клинические изоляты Enterococcus spp, за исключением E. hirae. Пенетрантность исследуемого свойства составила 85,7%. Экспрессия признака колебалась от 24,3±3,2% до 85,4±15%. Средние показатели антицитокиновой активности оказались равными 57,3±9%.
Выраженность АЦА в отношении ИЛ-8 у клинических изолятов E. faecalis в среднем была равна 66,3±8%, у штаммов E. faecium -44,3±5,4%, E. durans - 76,2±7,2%, E. flavescens - 32,9±4,2%, E. casseliflavus - 30,5±7%.
Клинический штамм E. hirae не обладал антицитокиновой активностью в отношении изученных интерлейкинов.
Таким образом, проведенные исследования выявили различия в уровне выраженности антицитокиновой активности в отношении ИЛ-4 и ИЛ-8 у изолятов энтерококков, выделенных у здоровых животных из кишечника и больных ИВЗ. Сравнение изученных свойств показало, что у энтерококков, выделенных из патологического материала, выраженность АЦА в 1,5-1,7 раз выше, чем у энтерококков, выделенных из кишечника (р<0,05).
Заключение
В результате проведенного нами исследования установлена способность энтерококков, выделенных из кишечника здоровых животных и при факторных заболеваниях сельскохозяйственных животных, изменять в условиях in vitro концентрацию цитокинов ИЛ-4 и ИЛ-8.
Полученные в настоящей работе данные о высоком уровне выраженности АЦА у изолятов энтерококков, выделенных при инфекционно-воспалительных заболеваниях, по сравнению с кишечными изолятами, свидетельствуют о возможном влиянии их экзометаболитов на локальный цитокиновый баланс [2], что поддерживает воспалительный процесс. Полученные данные о модификации энтерококками различного происхождения динамики цитокинов, могут быть использованы для дифференциации патогенных штаммов.
03.10.2017
Микробные симбиозы в экосистемах
Список литературы:
1. Бондаренко, В.М. Симбиотические энтерококки и проблемы энтерококковой оппортунистической инфекции / В.М. Бондаренко, А.Н. Суворов. - М.: Медицина, 2007. - 30 с.
2. Антицитокиновая активность микроорганизмов / О.В. Бухарин, Н.Б. Перунова, И.Н. Чайникова [и др.] // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2011. - № 4. - С. 56-61.
3. Характеристика вирулентного потенциала клинических изолятов энтерококков / О.В. Бухарин, И.В. Валышева, О.Л. Карта-шова [и др.] // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2013. - № 3. - С. 13-18.
4. Значимость факторов патогенности условно-патогенных микроорганизмов при оценке их этиологической роли в развитии заболевания / Е.С. Кунилова, Л.А. Краева, Г.Я. Ценева [и др.] // Инфекция и иммунитет. - 2012. - Т. 2. - № 4. - С. 699-704.
5. Лакин, Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин. - М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.
6. Видовая характеристика и факторы персистенции энтерококков, выделенных от животных в норме и при патологии / Д.В. Пошвина, Н.Е. Щепитова, М.В. Сычева [и др.] // Ветеринария. - 2015. - № 6. - С. 26-30.
7. Сычева, М.В. Биологические свойства энтерококков различного происхождения / М.В. Сычева, О.Л. Карташова // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. - 2015. - № 4. - С. 17-21.
8. Сычева, М.В. Дифференциация клинически значимых штаммов энтерококков от представителей нормальной микрофлоры животных с использованием математических моделей / М.В. Сычева // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2016. - № 1(57). - С. 56-58.
9. Черных, О.Ю. Энтерококковая инфекция нутрий / О.Ю. Черных // Ветеринария. - 2009. - № 1. - С. 22-24.
10. Enterococcus faecalis clones in poultry and in humans with urinary tract infections, Vietnam / L.L. Poulsen, M. Bisgaard, N. Son [et al.] // Emerging Infectious Diseases. - 2012. - Vol. 18. - No. 7. - P. 1096-1100.
11. Jackson, C.R. Use of a genus- and species-specific multiplex PCR for identification of enterococci / C.R. Jackson, P.J. Fedorka-Cray, J.B. Barrett // J. Clin. Microbiol. - 2004. - No. 42(8). - P.3558-3565.
12. Kafil, H.S. Spread of Enterococcal Surface Protein in Antibiotic Resistant Enterococcus faecium and Enterococcus faecalis isolates from Urinary Tract Infections / H.S. Kafil, A.M. Mobarez // Open Microbiol. J. - 2015. - Vol. 26. - No. 9. - P. 14-17.
13. Pomba, C. Treatment of a lower urinary tract infection in a cat caused by a multi-drug methicillin-resistant Staphylococcus pseudintermedius and Enterococcus faecalis / C. Pomba, N. Couto, A.J. Moodley // Feline Med. Surg. - 2010. - Vol. 12 - No. 10. - P. 802-806.
14. Yuen, G.J. Enterococcus infection biology: Lessons from invertebrate host models / G.J. Yuen, F.M. Ausubel // J. Microbiol. -2014. - Vol. 52. - No. 3. - P. 200-210.
Сведения об авторе:
Пашкова Татьяна Михайловна, старший научный сотрудник лаборатории по изучению механизмов и регуляции персистенции бактерий Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, кандидат биологических наук, доцент кафедры микробиологии и заразных болезней Оренбургского государственного аграрного университета 460000 г. Оренбург, ул. Пионерская, д. 11; тел.: 8 (3532)77-44-63, e-mail: [email protected]
