Научная статья на тему 'Исследование влияния дезинфицирующих средств на биопленкообразующие неферментирующие бактерии'

Исследование влияния дезинфицирующих средств на биопленкообразующие неферментирующие бактерии Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
486
95
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ НЕФЕРМЕНТИРУЮЩИЕ БАКТЕРИИ / БИОПЛЕНКИ / ПЛЕНКООБРАЗОВАНИЕ / ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИЕ СРЕДСТВА / МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ / GRAM-NEGATIVE NON-FERMENTING BACTERIA / BIOFILMS / BIOFILM FORMATION / DISINFECTANTS / MASS SPECTROMETRY

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Алешукина Анна Валентиновна, Голошва Елена Владимировна, Твердохлебова Татьяна Ивановна

Исследуется влияние дезинфицирующих средств на биопленкообразующие неферментирующие бактерии. Актуальность определяется широкой распространенностью в медицинской практике биопленочных инфекций, обусловленных, в частности, неферментирующими грамотрицательными бактериями, обладающими повышенной устойчивостью к антибиотикам и дезинфектантам. Цель данного исследования изучение влияния дезинфицирующих средств на пленкоообразование неферментирующих бактерий и оценка возможности использования масс-спектрометрического метода для оптимизации подбора дезинфицирующих средств, воздействующих на процесс биопленкообразования у неферментирующих бактерий. Результаты и выводы. Препараты выбора для надежной элиминации неферментирующих бактерий перекись водорода и «Ультрадон», оказавшие микробоцидный эффект, близкий к 100 %. Использованные растворы дезинфицирующих средств показали однотипный эффект воздействия на способность неферментирующих бактерий к биопленкообразованию: применение сублетальных концентраций данных дезинфицирующих средств приводило к синхронному снижению пленкообразования. Преимущество масс-спектрометрического метода исследования чувствительности неферментирующих бактерий к дезинфицирующим средствам его объективность, быстрота и простота исполнения. Способ дает экономический эффект по времени, трудозатратам и расходным материалам по сравнению с традиционно используемым методом серийных разведений и определением жизнеспособных клонов бактерий, позволяет исследовать одновременно чувствительность культур к разным дезинфекционным средствам по оценке денатурации белков с последующим изменением масс-спектрометрических профилей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Алешукина Анна Валентиновна, Голошва Елена Владимировна, Твердохлебова Татьяна Ивановна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF DISINFECTANTS ON BIOFILM FORMING NON-FERMENTING BACTERIA

The relevance of this study is determined by the wide prevalence in medical practice of biofilm infections caused, in particular, non-fermenting gram-negative bacteria with increased resistance to antibiotics and disinfectants. The aim of this study was to study the effect of disinfectants on biofilm formation of non-fermenting bacteria and to assess the possibility of using a mass spectrometric method to optimize the selection of disinfectants that affect the process of biofilm formation in non-fermenting bacteria. Results and conclusions. The drugs of choice for the reliable elimination of non-fermenting bacteria was hydrogen peroxide and Ultradon, which microbially effect close to 100 %. The used solutions of disinfectants showed the same effect on the ability of non-fermenting bacteria to biofilm formation: the use of sublethal concentrations of these disinfectants led to a synchronous decrease in biofilm formation. The advantage of the mass spectrometric method of studying the sensitivity of non-fermenting bacteria to disinfectants is its objectivity, speed and ease of execution. The method gives an economic effect on time, labor and consumables compared to the traditionally used method of serial dilutions and the determination of viable clones of bacteria. Allows to investigate simultaneously sensitivity of cultures to different disinfectants on an assessment of denaturation of proteins with the subsequent change of mass spectrometric profiles.

Текст научной работы на тему «Исследование влияния дезинфицирующих средств на биопленкообразующие неферментирующие бактерии»

ISSN 1026-2237 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИИ РЕГИОН. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ._2020. № 1

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2020. No. 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ BIOLOGICAL SCIENCES

УДК 615.28:579.84-001.8 DOI 10.18522/1026-2237-2020-1-89-94

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩИХ СРЕДСТВ НА БИОПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ НЕФЕРМЕНТИРУЮЩИЕ БАКТЕРИИ

© 2020 г. А.В. Алешукина1, Е.В. Голошва1, Т.И. Твердохлебова1

1Ростовский научно-исследовательский институт микробиологии и паразитологии Роспотребнадзора,

Ростов-на-Дону, Россия

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF DISINFECTANTS ON BIOFILM FORMING NON-FERMENTING BACTERIA

A.V. Aleshukina1, E.V. Goloshva1, T.I. Tverdokhlebova1

1Rostov Research Institute of Microbiology and Parasitology, Rospotrebnadzor, Rostov-on-Don, Russia

Алешукина Анна Валентиновна - доктор медицинских наук, руководитель лаборатории вирусологии, микробиологии и молекулярно-биологических методов исследования, Ростовский научно-исследовательский институт микробиологии и паразитологии Роспотребнадзора, пер. Газетный, 119, г. Ростов-на-Дону, 344000, Россия, е-mail: aaleshukina@mail.ru

Голошва Елена Владимировна - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория вирусологии, микробиологии и молекулярно-биологических методов исследования, Ростовский научно-исследовательский институт микробиологии и паразитологии Роспотребнадзора, пер. Газетный, 119, г. Ростов-на-Дону, 344000, Россия, e-mail: lab.microb5e@yandex.ru

Твердохлебова Татьяна Ивановна - доктор медицинских наук, директор Ростовского научно-исследовательского института микробиологии и паразитологии Роспотреб-надзора, пер. Газетный, 119, г. Ростов-на-Дону, 344000, Россия, е-mail: rostovniimp@mail.ru

Anna V. Aleshukina - Doctor of Medicine, Head of the Laboratory of Virology, Microbiology and Molecular Biological Studies, Rostov Research Institute of Microbiology and Parasitology, Rospotrebnadzor, Gazetny Lane, 119, Rostov-on-Don, 344000, Russia, e-mail: aaleshukina@mail.ru

Elena V. Goloshva - Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher, Laboratory of Virology, Microbiology and Molecular Biological Studies, Rostov Research Institute of Microbiology and Parasitology, Rospotrebnadzor, Gazetny Lane, 119, Rostov-on-Don, 344000, Russia, e-mail: lab.microb5e@ yandex.ru

Tatyana I. Tverdokhlebova - Doctor of Medicine, Director of the Rostov Research Institute of Microbiology and Parasitology, Rospotrebnadzor, Gazetny Lane, 119, Rostov-on-Don, 344000, Russia, e-mail: rostovniimp@mail.ru

Исследуется влияние дезинфицирующих средств на биопленкообразующие неферментирующие бактерии. Актуальность определяется широкой распространенностью в медицинской практике биопленочных инфекций, обусловленных, в частности, неферментирующими грамотрицательными бактериями, обладающими повышенной устойчивостью к антибиотикам и дезинфектантам.

Цель данного исследования - изучение влияния дезинфицирующих средств на пленкоообразование неферменти-рующих бактерий и оценка возможности использования масс-спектрометрического метода для оптимизации подбора дезинфицирующих средств, воздействующих на процесс биопленкообразования у неферментирующих бактерий.

Результаты и выводы. Препараты выбора для надежной элиминации неферментирующих бактерий - перекись водорода и «Ультрадон», оказавшие микробоцидный эффект, близкий к 100 %. Использованные растворы дезинфи-

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2020. No. 1

цирующих средств показали однотипный эффект воздействия на способность неферментирующих бактерий к био-пленкообразованию: применение сублетальных концентраций данных дезинфицирующих средств приводило к синхронному снижению пленкообразования. Преимущество масс-спектрометрического метода исследования чувствительности неферментирующих бактерий к дезинфицирующим средствам - его объективность, быстрота и простота исполнения. Способ дает экономический эффект по времени, трудозатратам и расходным материалам по сравнению с традиционно используемым методом серийных разведений и определением жизнеспособных клонов бактерий, позволяет исследовать одновременно чувствительность культур к разным дезинфекционным средствам по оценке денатурации белков с последующим изменением масс-спектрометрических профилей.

Ключевые слова: грамотрицательные неферментирующие бактерии, биопленки, пленкообразование, дезинфицирующие средства, масс-спектрометрия.

The relevance of this study is determined by the wide prevalence in medical practice of biofilm infections caused, in particular, non-fermenting gram-negative bacteria with increased resistance to antibiotics and disinfectants.

The aim of this study was to study the effect of disinfectants on biofilm formation of non-fermenting bacteria and to assess the possibility of using a mass spectrometric method to optimize the selection of disinfectants that affect the process of biofilm formation in non-fermenting bacteria.

Results and conclusions. The drugs of choice for the reliable elimination of non-fermenting bacteria was hydrogen peroxide and Ultradon, which microbially effect close to 100 %. The used solutions of disinfectants showed the same effect on the ability of non-fermenting bacteria to biofilm formation: the use of sublethal concentrations of these disinfectants led to a synchronous decrease in biofilm formation. The advantage of the mass spectrometric method of studying the sensitivity of non-fermenting bacteria to disinfectants is its objectivity, speed and ease of execution. The method gives an economic effect on time, labor and consumables compared to the traditionally used method of serial dilutions and the determination of viable clones of bacteria. Allows to investigate simultaneously sensitivity of cultures to different disinfectants on an assessment of denaturation ofproteins with the subsequent change of mass spectrometric profiles.

Keywords: gram-negative non-fermenting bacteria, biofilms, biofilm formation, disinfectants, mass spectrometry.

Создание микроорганизмами пленок на любых поверхностях является большой проблемой в медицинской практике и в различных областях человеческой жизнедеятельности. Установлено, что в 80 % случаев инфекционные заболевания у людей проходят в форме биопленочной инфекции. Среди возбудителей, образующих биопленки, наибольшее клиническое значение имеют P. aeruginosa, S. aureus, K. pneumoniae, Enterococcus spp., Candida spp.

Среди неферментирующих грамотрицательных бактерий интерес представляют Burkholderia cepacia [1]. В первую очередь это касается использования имплантируемых устройств (катетеры, протезы, искусственные клапаны сердца, стенты, шовный материал и т.п.), подверженных образованию на их поверхности биопленок [2]. С другой стороны, интересны биопленки, которые появляются при типичных инфекционных процессах на биологических поверхностях, таких как слизистые оболочки или эпителиальные выстилки внутренних полостей (отит, перитонит, плеврит), поверхностные или глубокие ткани организма (нагноившаяся рана) [3]. Микробы, находящиеся в биопленках, обладают устойчивостью к эффекторам иммунной системы, антибиотикам и дезинфектантам. Биопленкообразующие бактерии способны к выживанию под действием высоких концентраций антибиотиков [4]. Известны факты усиления биопленкообразования S. capitis при максимальных терапевтических концен-

трациях оксациллина [5], под воздействием ципро-флоксацина у штаммов S. aureus [6].

Микробы в биопленках могут быть устойчивыми одновременно к разным группам антибиотиков. При этом формируются панрезистентные клоны бактерий, которые быстро распространяются на обширных территориях и могут вызывать инфекции, не поддающиеся терапии. Высокая выживаемость в клинике биопленкообразующих микробов приводит к хроническому течению инфекционного процесса. Отсюда возникает актуальность поиска эффективных методов разрушения бактериальных биопленок на объектах и в организме человека. Направлением борьбы с биопленками на биологических поверхностях является использование веществ, воздействующих на механизмы адгезии бактерий к биологическим мембранам, блокирование синтеза полимерного матрикса или его разрушение, прерывание межклеточного обмена информацией [7].

На поверхностях имплантируемых устройств, поверхностях медицинского оборудования и т.д. с целью уничтожения биопленок чаще всего в медицинской практике применяют биоциды. Антисептики в этом смысле являются идеальными агентами. Они обладают преимуществами перед антибиотиками: неспецифическим механизмом действия; отсутствием риска развития истинной устойчивости возбудителей; прогнозируемой фармакокинетикой [8].

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2020. No. 1

В литературе приведены данные об обнаружении устойчивых к антисептикам вариантов бактерий из объектов больничной среды и от больных. Есть наблюдения о полном отсутствии или снижении терапевтического эффекта при применении антисептиков.

Значительное место среди возбудителей инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи (ИСМП), занимают грамнегативные неферменти-рующие бактерии (НГОБ), характеризующиеся природной устойчивостью ко многим антибиотикам, высокой резистентностью к дезинфицирующим средствам (ДС) и распространением в стационарах от пациента к пациенту. Среди этой группы микроорганизмов доминируют представители родов: Pseudomonas, Acinetobacter, Chryseobacterium, Stenotrophomonas, Burkholderia [9]. Частота выделения НГОБ достигает 15 % от всех факультативно-анаэробных грамотрицательных бактерий. Из них около 70 % приходится на долю P. aeruginosa, Acinеtobacter spp. и S. maltophilia. Среди наиболее распространенных НГОБ - возбудителей госпитальных инфекций - особое место занимает P. аeruginosa. Этот микроорганизм в 16 % случаев вызывает нозокомиальные пневмонии, в 12 - госпитальные мочеполовые инфекции, в 8 - гнойно-воспалительные заболевания в хирургии, в 5-10 -генерализованные септические инфекции. У пациентов при иммунодефицитом состоянии (нейтро-пения, пересадка костного мозга и т.д.) летальность при пневмонии и септицемии с выявлением P. aeruginosa достигает 30^50 %. Имеются данные о роли в этиологической структуре ИСМП группы бактерий B. cepacia, которая наравне с P. aeruginosa поражает бронхолегочный тракт при муковисцидо-зе [10].

Оценка устойчивости НГОБ к дезинфицирующим средствам позволит осуществлять мониторинг и профилактику распространения резистентных к антибиотикам и ДС штаммов в медицинских учреждениях и во внебольничной среде. Данные мониторинга могут использоваться для подбора селективных компонентов питательных сред, выбора оптимальных терапевтических схем лечения больных и эффективных дезинфицирующих средств.

Однако изучение устойчивости бактерий к ДС в практике тормозится, прежде всего, отсутствием унифицированных методов определения и несовершенством показателей оценки чувствительности -устойчивости бактерий к этой группе препаратов, особенно отсутствием критерия клинической устойчивости микроорганизмов.

Цель исследования в связи с актуальностью данной проблемы - изучение влияния ДС на плен-кообразование НГОБ и оценка возможности ис-

пользования масс-спектрометрического метода для оптимизации их подбора.

Материалы и методы

В работе использованы 689 штаммов грамотри-цательных неферментирующих бактерий, полученных из бактериологической лаборатории детской областной больницы. Идентификация микроорганизмов проводилась с использованием бактериологического анализатора VITEK 2 COMPACT и с помощью масс-спектрометрического анализа MALDI-TOF (Bruker, Германия). В качестве тестируемых ДС использовались 6%-я перекись водорода, 70%-й этанол, «Ультрадон» (действующее вещество -четвертичное аммониевое соединение - дидецилме-тилпо (оксиэтил) аммоний пропионат - 7 %) (Россия), препарат «Сульфохлорантин Д» (действующее вещество - 1,3-дихлор 5,5 диметилгидантоин -21,5 %) (Россия).

Способность к пленкообразованию исследована по методике М.Ю. Чернуха (2009).

Масс-спектрометрические исследования производились на приборе Bruker (MALDI-TOF MS Bio-typer (Microflex LT)) в соответствии с инструкцией. Уровень идентификации бактерий трактовали по критериям, указанным в инструкции: 2,300-3,000 -высокая вероятность идентификации вида; 2,0002,299 - надежная идентификация рода, вероятная идентификация вида; 1,700-1,999 - вероятная идентификация рода; 0,00-1,699 - ненадежная идентификация.

Изучены масс-спектры с оценкой варьирования пиков различной длины пролета. Пики в соответствии с этим параметром были условно разделены m

на группы: — > 5000 - высоко-пролетные (мажор-

z

m

ные) пики; 2500<—< 5000 - средне-пролетные;

m

< 2500 - низко-пролетные (минорные), где m -

масса иона; г - заряд.

Результаты

Частота выделения неферментирующих бактерий от детей, находившихся на лечении в отделениях детской областной больницы, среди прочих условно-патогенных микроорганизмов варьировала по годам наблюдений и составила от 5,5 до 9,6 % случаев. Препараты выбора для лечения осложнений, обусловленных НГОБ, в порядке убывания: «Ами-кацин», «Меропенем», «Цефоперазон» и «Цефтази-дим». Чаще всего НГОБ выделялись от детей в от-

z

z

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2020. No. 1

делениях: пульмонологическом (55,7 %), реанимации и интенсивной терапии (52,1), нефрологическом (24,8 %). Все выделенные культуры неферментиру-ющих бактерий были полиантибиотикорезистентны и слабочувствительны к бактериофагам.

Все изученные штаммы НГОБ обладали способностью образовывать биопленку. Степень выраженности этого признака у 78,4 % штаммов была высокой и средней, у 21,6 % - низкой.

Изучение влияния рабочих растворов ДС на культуры псевдомонад показало, что максимальное микробоцидное действие (гибель микробов) оказывали 6%-й раствор перекиси водорода (97,3 %), 0,5%-й раствор «Ультрадона» (94,6 %). Далее в соответствии с уменьшением гибели микроорганизмов идут 0,2%-й раствор «Сульфохлорантина Д» (70,3 %) и 70%-й этанол (13,5 %).

Проведены исследования влияния сублетальных концентраций данных ДС (1:10 и 1:100 рабочих растворов) на штаммы псевдомонад. Ряд снижения антибактериального действия для растворов рабочих препаратов, разведенных в 10 раз, сформировался следующим образом: 0,05%-й раствор «Ультрадона» - (83,8 %), 0,02%-й раствор «Сульфохло-рантина Д» (62,2 %), 0,6%-я перекись водорода (29,7 %), 7%-й этанол (18,5 %). Соответствующий ряд для растворов рабочих препаратов, разведенных в 100 раз: 0,005%-й «Ультрадон» (75 %), 0,002%-й «Сульфохлорантин Д» (50 %), 0,06%-я перекись водорода (10,7 %), 0,7%-й этанол (0).

Исследовано влияние сублетальных концентраций ДС на способность к пленкообразованию у штаммов P. aeruginosa.

Действие сублетальных концентраций этанола (7 и 0,7 %) носило разнонаправленный характер: 7%-й раствор этанола приводил к увеличению способности к пленкообразованию у 72,2 % исследованных штаммов псевдомонад и, соответственно, у 27,3 % штаммов снижалась их способность к формированию биопленок; 0,7%-й раствор этанола снижал способность к формированию биопленок у 81,8 % исследованных штаммов P. aeruginosa и лишь у 18,2 % увеличивалась способность био-пленкообразования. Таким образом, наблюдалась парадоксальная ситуация: использование минимальной сублетальной концентрации этанола в 81,8 % случаев приводило к снижению способности к пленкообразованию у Pseudomonas.

Воздействие сублетальных концентраций перекиси водорода на способность штаммов псевдомонад образовывать биопленки, как и в случае с этанолом, носило разнонаправленный характер. Обработка штаммов 0,6%-м раствором перекиси водорода в 37,5 % случаев приводило к снижению выраженности этого признака, а у 62,5 % штаммов

оказывало стимулирующий эффект. Предварительная обработка штаммов 0,06%-м раствором перекиси водорода вызывала снижение способности к пленкообразованию у 75 % штаммов (против 25 % увеличивших эту способность).

Использование сублетальных концентраций «Сульфохлорантина Д» (0,02 и 0,002 %) приводило к снижению способности к пленкообразованию у 75 % исследованных штаммов псевдомонад, при этом у 25 % штаммов этот признак становился более выраженным.

Обработка штаммов растворами «Ультрадона» 0,05 и 0,005 % приводило к снижению пленко-образования у 50 и 75 % штаммов соответственно.

Этот же эффект наблюдался чаще при применении более разбавленных рабочих растворов 1/100 (от 62,5 до 81,8 %), 1/10 (27,3-75 %).

Можно предположить, что в данном случае ДС действует как раздражитель, стимулирующий образование биопленок микроорганизмами. Следовательно, уменьшение его концентрации приводит к снижению необходимости формировать биопленку в качестве защитного механизма.

При обобщении данных по воздействию различных ДС на культуру P. aeruginosa было показано, что препаратами выбора для надежного обеззараживания являлись перекись водорода и «Ультра-дон». Их рабочие концентрации оказывали микро-боцидный эффект, близкий к 100 % (97,3 и 94,6 % соответственно). Эти же препараты снижали способность бактерий к пленкообразованию более чем на 50 %.

Для повышения объективности методики исследования эффективности воздействия ДС на НГОБ с пленкообразующей способностью был предложен способ определения чувствительности неферментирующих бактерий к ДС с применением масс-спектрометрии (приоритетная справка, рег. № 2018124174 от 02.07.2018, получено положительное решение о выдаче Патента РФ 29.07.2019).

Предлагаемый способ, помимо объективной оценки результатов, дает экономический эффект:

- по времени проведения исследования (двое суток с использованием нового способа против 3 сут в соответствии с Р.4.2.2643-10);

- трудозатратам (6 ч рабочего времени операто-ра-масс-спектрометриста против 72 ч лаборанта-исследователя);

- расходным материалам (затраты на одно исследование с помощью масс-спектрометрии с учетом повторностей - в пределах 40 р. на 1 культуру).

Этот способ позволяет исследовать одновременно чувствительность культур к разным ДС по оценке денатурации белков с последующим изменением масс-спектрометрических профилей.

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2020. No. 1

Подготовку к исследованию чистых суточных культур штаммов на плотных питательных средах и проведение масс-спектрометрического анализа осуществляли в соответствии с инструкцией. Штамм НГОБ наносили на стальную пластину (Bruker Daltonics) в двух повторностях. Мишень сушили в течение нескольких минут (5-15) при комнатной температуре. Затем на каждый образец наносили 1 мл матрицы CHCA (a-Cyano-4-hydroxycinnamicacid), просушивали и помещали в масс-спектрометр для анализа (исходный фон).

Суточные бульонные культуры НГОБ подвергались действию разных ДС: 6%-я перекись водорода, 70%-й этанол; препараты «Ультрадон» (Россия) и «Сульфахлорантин Д» (Россия). Кроме рабочих концентраций препаратов, использовали в качестве сублетальной дозы 10-кратное и 100-кратное разведение рабочей концентрации дез-средств. Тестируемые культуры выдерживали в растворах препаратов при экспозициях, рекомендованных соответствующими инструкциями. Действие ДС (кроме ДС «Ультрадон») останавливали 0,5%-м раствором тиосульфата натрия (10 мкл 0,5%-го раствора тиосульфата натрия + 90 мкл взвеси культуры в ДС) в течение 15 мин при 20 °С. Затем подращивали 3 ч при 37 °С в питательном бульоне (НПО «Микроген») в соотношении 1 мл взвеси микроорганизма с ДС + 1 мл питательного бульона и центрифугировали (3000 об/мин, 15 мин). Осадок микроорганизмов наносили на мишень (10 мкл) и анализировали методом масс-спектрометрии (Bruker Daltonik MALDI Biotyper) по схеме, описанной выше.

Параллельно из растворов культур с ДС проводили дозированные посевы на микробиологический агар (НПО «Микроген») для подсчета жизнеспособных бактериальных клеток.

Изучено P. aeruginosa (35 культур), Acinetobacter lwoffii (1) Acinetobacter baumanii (2), Stenotropho-monas maltophilia (2).

Так как масс-спектрометрическая идентификация осуществляется по спектру белков микроорганизмов, то по увеличению пиков амплитуды белкового профиля после воздействия на штамм ДС можно судить об их подверженности данным средствам. В качестве контроля использовали MS-профили, где вместо ДС применяли изотонический раствор хлорида натрия.

После применения всех тестируемых ДС про-теомные профили культур характеризовались нарастанием минорных и мажорных MS-пиков в 2-3 раза по сравнению с исходными и профилями в присутствии изотонического раствора хлорида

натрия, что свидетельствует о денатурации протеинов и эффективности ДС. Подобное действие приводило у некоторых штаммов к полному изменению профиля и нераспознаванию культур при биотипировании.

Выводы

1. Препараты выбора для надежного обеззараживания - перекись водорода и «Ультрадон». Их рабочие концентрации оказывают микробоцидный эффект, близкий к 100 % (97,3 и 94,6 % соответственно). Эти же препараты снижают способность бактерий к пленкообразованию более чем на 50 %.

2. Преимуществом масс-спектрометрического метода исследования чувствительности нефермен-тирующих бактерий к ДС являются его объективность, быстрота и простота исполнения. Способ дает экономический эффект по времени, трудозатратам и расходным материалам по сравнению с традиционно используемым методом серийных разведений и определением жизнеспособных клонов бактерий, позволяет исследовать одновременно чувствительность культур к разным ДС по оценке денатурации белков с последующим изменением масс-спектро-етрических профилей.

3. Использованные растворы ДС показали однотипный эффект воздействия на способность не-ферментирующих бактерий к пленкообразованию: применение сублетальных концентраций данных дезинфектантов приводило к снижению биоплен-кообразования.

Литература

1. Смирнова Т.А., Диденко Л.В., Азизбекян Р.Р., Романова Ю.М. Структурно-функциональная характеристика бактериальных биопленок // Микробиология. 2010. Т. 79, № 4. С. 435-436.

2. Туркутюков В.Б., Ибрагимова Т.Д., Фомин Д.В. Молекулярные особенности морфологии биопленок, формируемых штаммами неферментирующих грам-негативных бактерий // Тихоокеанский мед. журнал. 2013. № 4 (54). С. 44-47.

3. Афиногенова А.Г., Даровская Е.Н. Микробные биопленки ран: состояние вопроса // Травматология и ортопедия России. 2011. № 3 (61). С. 119-125.

4. Чеботарь И.В., Маянский А.Н., Кончакова Е.Д., Лазарева А.В., Чистякова В.П. Антибиотикорези-стентность биопленочных бактерий // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2012. Т. 14, № 1. С. 51-58.

5. Qu Y., Daley A.J., Istivan T.S., Garland S.M., Deighton M.A. Antibiotic susceptibility of coagulase-

ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2020. No. 1

negative staphylococci isolated from very low birth weight babies: comprehensive comparisons of bacteria at different stages of biofilm formation // Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob. 2010. № 27. Р. 9-16.

6. Горовиц Э.С., Гордина Е.М., Поспелова С.В., Алиева Л.О., Щукина В.П. Влияние ципрофлоксацина на 24-часовые биопленки Staphylococcus aureus // Проблемы мед. микологии. 2016. Т. 18, № 2. С. 57.

7. Хренов П.А., Честнова Т.В. Обзор методов борьбы с микробными биопленками при воспалительных заболеваниях // Вестн. новых медицинских технологий. 2013. № 1.

8. Ерошенко Д.В. Влияние факторов внешней среды на первые этапы образования биопленок бактериями Staphylococcus epidermidis : автореф. дис. ... канд. биол. наук. Пермь, 2015. 24 с.

9. Чернявский В.И., Бирюкова С.В., Гришина Е.И. Неферментирующие грамнегативные бактерии в этиологии нозокомиальных инфекций и проблемы анти-биотикорезистентности // Annals of Mechnikov Institute. 2010. № 4. URL: www.imiamn.org.ua/journal.htm (дата обращения: 02.02.2019).

10. Чернуха М.Ю., Шагинян И.А., Капранов Н.И. Персистенция Burkholderia cepacia у больных муко-висцидозом // Журн. микробиологии и эпидемиологии. 2012. № 4. С. 93-98.

References

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Smirnova T.A., Didenko L.V., Azizbekyan R.R., Romanova Yu.M. (2010). Structural and functional characteristics of bacterial biofilms. Mikrobiologiya, vol. 79, no. 4, pp. 435-436. (in Russian).

2. Turkutyukov V.B., Ibragimova T.D., Fomin D. V. (2013). Molecular morphology of biofilms formed by strains non-fermentative gram negative bacteria. Tykhookeanskii meditsinskii zhurnal, no. 4(54), pp. 44-47. (in Russian).

3. Afinogenova A.G., Darovskaya E.N. (2011). Microbial biofilm wounds: state of issue. Travmatologiya i ortopediya Rossii, no. 3 (61), pp. 119-125. (in Russian).

4. Chebotar I.V., Mayansky A.N., Konchakova E.D., Lazareva AV., Chistyakova V.P. (2012). Antibiotic resistance of biofilm bacteria. Klinicheskaya mikrobiologiya i antimikrobnaya khimioterapiya, vol. 14, no. 1, pp. 5158. (in Russian).

5. Qu Y., Daley A.J., Istivan T.S., Garland S.M., Deighton M.A. (2010). Antibiotic susceptibility of coagu-lase-negative staphylococci isolated from very low birth weight babies: comprehensive comparisons of bacteria at different stages of biofilm formation. Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob., no. 27, pp. 9-16.

6. Horowitz E.C., Gordina E.M., Pospelova S.V., Alieva L.A., Shchukina V.P. (2016). Influence of ciprofloxacin on the 24-hour biofilms of Staphylococcus aureus. Problemy meditsinskoi mikologii, vol. 18, no. 2, p. 57. (in Russian).

7. Khrenov P.A., Chestnova T.V. (2013). Review of methods of struggle with microbial biofilms in inflammatory diseases. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii, no. 1. (in Russian).

8. Eroshenko D.V. (2015). Influence of environmental factors on the first stages of biofilm formation by bacteria Staphylococcus epidermidis. Dissertation Thesis. Perm, 24 p. (in Russian).

9. Chernyavsky V.I., Biryukova S.V., Grishina E.I. (2010). Non-fermenting gram-negative bacteria in the etiology of nosocomial infections and antibiotic resistance problems. Annals of Mechnikov Institute, no. 4. Available at: www.imiamn.org.ua/journal.htm (accessed February 2, 2019).

10. Chernukha M.Yu., Shaginyan I.A., Kapranov N.I. (2012). Persistence of Burkholderia cepacia in patients with cystic fibrosis. Zhurnal mikrobiologii i epi-demiologii, no. 4, pp. 93-98. (in Russian).

Поступила в редакцию /Received

20 декабря 2019 г. /December 20, 2019

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.