Лидерные микроорганизмы: перспективы для профилактики и терапии Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 615.322+547.963.61.001.6+577.112.085.4+577.15

ЛИДЕРНЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ:

ПЕРСПЕКТИВЫ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ТЕРАПИИ

М.В. Лахтин, В.М. Лахтин,

С.С. Афанасьев, В.А. Алешкин

ФБУН «Московский научно-исследовательский институт

эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского Роспотребнадзора РФ», отдел медицинской биотехнологии,

Москва, Россия, 125212

Аннотация. На основании собственных исследований и экспериментальных подходов проведена оценка потенциала лидерных штаммов смешанного микробиоценоза биотопа человека. Результаты указывают на перспективность изучения лидерных микроорганизмов для калькуляции нормального или патологического статуса популяционных биотопов, а также сети взаимоотношений между антагонистическими или партнерскими микроорганизмами различной степени родства.

Ключевые слова: лидерные штаммы, пробиотики, межклеточное узнавание, лектины, гликоконъюгаты, популяционный биотоп.

В основе функционирования биотопных микробиоценозов лежат сбалансированные взаимоотношения между микроорганизмами. При этом микроорганизмы проявляют индикаторные и надзорные функции, обеспечивающие необходимый баланс кофункциониро-вания в смешанных микробиоценозах. К одной из категорий индикаторных микроорганизмов биотопа относятся лидерные микроорганизмы (ЛМ) с повышенным потенциалом влияния на организм человека [1—11].

Целью работы было оценить перспективы ЛМ для профилактики и терапии болезней.

Методы. ЛМ определяли в оптимизированных реакциях биопленкообразования (БПО) взаимодействующих пулов микроорганизмов, выделенных из одного и того же биотопа, например, пробикоподобных бактерий (лактобацилл трех видов) и дрожжеподобных грибов (кандид трех видов) из урогенитального тракта пациентов, проходящих осмотр при КДЦ Института им. Г.Н. Габричевского [1—3]. С помощью предложенного нами метода сравнительного ранжирования БПО монокультурами и попарно смешанными (лактобациллы + кандиды) культурами штаммов строили ряды изменения выражен-

—----------------------—

■ 403 ~

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации по отраслям «Медицинские науки» и «Социологические науки»

Since 1999 p-ISSN 2226-7425, e-ISSN 2412-9437

The Journal of scientific articles “Health and Education Millennium”, 2015. Vol. 17. No 4

—--------------------------—

ности БПО для штаммов пула лактобацилл (монокультур и в смесях) или кандид (монокультур и в смесях). Штаммы ЛМ в смешанных культурах, наиболее выражено влияющие на БПО, устанавливались как максимально нарушающие порядок ранжирования БПО монокультурами. Видовую и субвидовую сблоченность штаммов в рядах ранжирования БПО определяли как варьирующую от 100% (коэффициент 1.0) — все штаммы вида располагаются в едином блоке.

Результаты. Биотоп организма человека рассмотрен как согласованно функционирующий орган здорового баланса между пробиотическим компартментом и антагонистическим ему условно патогенным компар-тментом.

1. ЛМ пробиотического компартмента могут быть представлены пробиотикоподобными штаммами лактобацилл L. acidophilus и L. casei. ЛМ в составе пула 6—8 штаммов лактобацилл влияли на видзависимую сбло-ченность кандид группы с повышенной патогенностью (С. albicans и С. tropicalis): присутствие ЛМ дезорганизовывало видзависи-мый порядок в рядах ранжирования БПО кандидного пула из 16 штаммов (8 штаммов

С. albicans и 8 штаммов С. tropicalis).

2. ЛМ условно патогенного компартмен-та были установлены как представители

С. albicans и С. krusei. Их отсутствие усиливало сблоченность в рядах ранжирования БПО пула 8 штаммов лактобацилл под влиянием пула 16—18 штаммов кандид.

3. ЛМ узла (лактобациллы + кандиды) популяционного биотопа характеризовались не совпадающим влиянием ЛМ на БПО потенциально микробиоценозного антагонистического пула в направлениях лактобациллы— кандиды и кандиды—лактобациллы, что указывало на существование сети взимовлияния условно патогенных дрожжеподобных грибов и пробиотикоподобных бактерий в биотопе

организма человека. С учетом антибиотикорезистентности бактерий и антимикотикоре-зистентности грибов возможно было оптимизировать стратегии сочетанного использования антибиотиков и пробиотикоподобных бактерий (ЛМ и других) для профилактики и терапии биотопных дисбиозов.

4. Установление ЛМ мультиузлового биотопа (индивидуального и мультипопуляционного городского биотопа) является реальной перспективой при анализе сложных метаболомных сетей биотопов человека.

Заключение. В целом результаты указывают на ключевое участие ЛМ в регуляции таких важных для биотопных микробиоценозов факторов как борьба за субстраты и микроэкологические ниши; распределение и упо -рядочивание/стабилизация микроэкологических взаимосвязей; создание устойчивых к стрессу микроландшафтов здорового баланса; способность к внутрипопуляционному разделению сигнальных функций; способствование иерархической подчиненность микробиоценозов надзорным системам человека; способность к синергизму пробиотического компартмента биотопа с защитными системами человека.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лахтин М.В., Лахтин В.М., Афанасьев С.С., Байракова А.Л., Алешкин В.А., Афанасьев М.С. Роль лидерных штаммов одних видов в упорядочивании, инициации и переключении сосуществующих в биотопе (суб)популяций микроорганизмов других видов // Медицина в XXI веке: тенденции и перспективы: Ш Международная научная Интернет-конференция: материалы конф. (Казань, 16 апреля 2014 г.) / Сервис виртуальных конференций Pax Grid; сост. Д.Н. Си-няев. Казань: ИП Синяев Д.Н., 2014. С. 143— 146.

2. Лахтин М.В., Лахтин В.М., Афанасьев С.С., Байракова А.Л., Беликова Е.В., Алеш-

—----------------------—

■ 404 ~

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации по отраслям «Медицинские науки» и «Социологические науки»

Since 1999 p-ISSN 2226-7425, e-ISSN 2412-9437

Лахтин М.В. и др. Лидерные микроорганизмы: перспективы для профилактики и терапии

—-----------------------—

кин В.А., Афанасьев М.С. Взаимодействие пулов лактобацилл и кандид из одного и того же биотопа приводит к видзависимому упорядочиванию биопленкообразования в смешанных культурах: выявление трех микроэкосистем функционально близкой группы кандид (C. albicans и C. tropica-lis) // Клиническая лабораторная диагностика. 2014. Т. 59. № 9. С. 83—84.

3. Лахтин М.В., Лахтин В.М., Афанасьев С.С., Байракова А.Л., Алешкин В.А. Биопленкообразование в биотопном микробиоценозе человека: модель для прогностических расчетов межмикробных взаимосвязей // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2015. № 3. С. 56—62.

4. Лахтин В.М., Лахтин М.В., Беликова Е.В., Байракова А.Л., Афанасьев С.С. Оценка сцеплен-ности метаболомов видов и штаммов лактобацилл и кандид биотопа: пути усиления резистентности биотопа в присутствии антибиотиков // Успехи медицинской микологии. 2014. Т. 12. С. 42—45.

5. Lakhtin M., Lakhtin V., Bajrakova A., Afanasiev S. Approach to prognosticate metabolic coupled net of biotope microbial strains using ranging cultural biofilm forming: directions between Lactobacillus and Candida // Proceed. 13th Bratislava Symposium on Saccharides „Recent Advances in Glycomics“ (June 22—26, 2014, Smolenice Castle, Slovakia). Poster 22 (P22). P. 110.

6. Lakhtin V.M., Lakhtin M.V., Bajrakova A.L., Afanasiev S.S. Candida albicans: New Aspects of Patogenicity, Interaction to Antifungals, Biofilms and Preventive Anti-Candida Strategies — The Overview of Own Works. In: Candida albicans: Symptoms, Causes and Treatment Options. Eds L.A. Dietrich and T.S. Friedmann. New York: Nova Science Publishers, 2013: pp. 145—152. ISBN: 978-1-

62808-883-0(eBook). Library of Congress Control Number: 2013947024. ISBN: 978-1-62808-882-3.

7. Лахтин М. В., Лахтин В.М., Афанасьев С.С., Байракова А.Л., Алешкин В.А. Биопленкообразование биотопным микробиоценозом человека: модель влияния пробиотик-подобных индикаторных штаммов на группу кандид с потенциалом повышенной патогенности // Клиническая лабораторная диагностика. 2015. Т. 60. № 9. C. 72—73.

8. Лахтин М.В., Байракова А.Л., Лахтин В.М., Афанасьев С.С., Алешкин В.А. Супрессия биопленкообразования антибиотикорезистентными кандидами в присутствии лактобацилл урогенитального биотопа человека // Успехи медицинской микологии. 2014. Т. 12. С. 38—41.

9. Lakhtin M., Lakhtin V., Bajrakova A., Afanasiev S. Calculation of the Coupled System “Lac-tobacillus-Candida” of Balanced Multispecies Knot of Biotope Network Depending on Biofilm Forming. BIOspektrum (Springer). 2014. Issue: VAAM Conference Proceedings. p. 296.

10. Лахтин М.В., Лахтин В.М., Байракова А. Л., Афанасьев С.С., Алешкин В.А. Мультиузловая концепция микробиоценоза биотопа человека: сеть взаимоотношений в процессах биопленкообразования, вовлекающих лактобациллы и кандиды // Клиническая лабораторная диагностика. 2014. Т. 59. № 9. С. 83.

11. Лахтин В.М., Лахтин М.В., Афанасьев С.С., Караулов А.В., Байракова А.Л., Афанасьев М.С., Алешкин В.А. Оценка риска инфекционных болезней, вызываемых консорциумными популяциями штаммов кандид биотопа при отсутствии пробиотик-подобных штаммов бактерий того же биотопа // Инфекционные болезни. 2015. Т. 13. Приложение № 1. С. 189—190.

~ 405 ~

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации по отраслям «Медицинские науки» и «Социологические науки»

Since 1999

p-ISSN 2226-7425, e-ISSN 2412-9437

The Journal of scientific articles “Health and Education Millennium”, 2015. Vol. 17. No 4

—--------------------—

LEADER MICROORGANISMS:

PROSPECTS IN PROPHYLAXIS AND THERAPY

M. V. Lakhtin, V.M. Lakhtin,

S.S. Afanasiev, V.A. Aleshkin

Moscow Research Institute for Epidemiology and Microbiology after G.N. Gabrichevsky”, department of medical biotechnology,

Moscow, Russia

Annotation. Based on own investigations and experimental approaches, potential of leader microorganisms (LM) of mixed microbiocenosis and human biotope was analyzed. Results support prospects of study of LM for calculation of both formulas of normal or altered population biotopes and characterization of network of relationships between antagonistic and/or partner microbes of different taxonomic relation.

Key words: leader strains, probiotics, intercellular recognition, lectins, antibodies, glycoconjugates, population biotope.

REFERENCES

1. Lakhtin M.V., Lakhtin V.M., Afanas'ev S.S., Bairakova A.L., Aleshkin V.A., Afanas'ev M.S. Rol' lidernykh shtammov odnikh vidov v uporya-dochivanii, initsiatsii i pereklyuchenii sosushchest-vuyushchikh v biotope (sub)populyatsii mikroorga-nizmov drugikh vidov. Meditsina v XXI veke: ten-dentsii i perspektivy: III Mezhdunarodnaya nauch-naya Internet-konferentsiya: materialy konf (Kazan', 16 aprelya 2014 g.) / Servis virtual'nykh kon-ferentsii Pax Grid; sost. D.N. Sinyaev. Kazan': IP Sinyaev D.N., 2014. P. 143—146.

2. Lakhtin M.V., Lakhtin V.M., Afanas'ev S.S., Bairakova A.L., Belikova E.V., Aleshkin V.A., Afanas'ev M.S. Vzaimodeistvie pulov laktobatsill i kan-did iz odnogo i togo zhe biotopa privodit k vidzavi-simomu uporyadochivaniyu bioplenkoobrazovaniya v smeshannykh kul'turakh: vyyavlenie trekh mikro-ekosistem funktsional'no blizkoi gruppy kandid (C. albicans i C. tropicalis). Klinicheskaya labora-tornaya diagnostika, 2014, vol. 59, no. 9, pp. 83—84.

3. Lakhtin M.V., Lakhtin V.M., Afanas'ev S.S., Bairakova A.L., Aleshkin V.A. Bioplenkoobrazo-vanie v biotopnom mikrobiotsenoze cheloveka: model' dlya prognosticheskikh raschetov mezhmik-robnykh vzaimosvyazei. Byulleten' VSNTs SO RAMN, 2015, no. 3, pp. 56—62.

4. Lakhtin V.M., Lakhtin M.V., Belikova E.V., Bairakova A.L., Afanas'ev S.S. Otsenka stseplen-

nosti metabolomov vidov i shtammov laktobatsill i kandid biotopa: puti usileniya rezistentnosti bio-topa v prisutstvii antibiotikov. Uspekhi meditsinskoi mikologii, 2014, vol. 12, pp. 42—45.

5. Lakhtin M., Lakhtin V., Bajrakova A., Afanasiev S. Approach to prognosticate metabolic coupled net of biotope microbial strains using ranging cultural biofilm forming: directions between Lactobacillus and Candida. Proceed. 13th Bratislava Symposium on Saccharides „Recent Advances in Glycomics“ (June 22—26, 2014, Smolenice Castle, Slovakia). Poster 22 (P22). P. 110.

6. Lakhtin V.M., Lakhtin M.V., Bajrakova A.L., Afanasiev S.S. Candida albicans: New Aspects of Patogenicity, Interaction to Antifungals, Biofilms and Preventive Anti-Candida Strategies — The Overview of Own Works. In: Candida albicans: Symptoms, Causes and Treatment Options. Eds L.A. Dietrich and T.S. Friedmann. New York: Nova Science Publishers, 2013: pp. 145—152. ISBN: 978-1-62808-883-0(eBook). Library of Congress Control Number: 2013947024. ISBN: 978-1-62808-882-3.

7. Lakhtin M.V., Lakhtin V.M., Afanas'ev S.S., Bairakova A.L., Aleshkin V.A. Bioplenkoobrazo-vanie biotopnym mikrobiotsenozom cheloveka: model' vliyaniya probiotik-podobnykh indikator-nykh shtammov na gruppu kandid s potentsialom povyshennoi patogennosti. Klinicheskaya labora-tornaya diagnostika, 2015, vol. 60, no. 9, pp. 72—73.

—----------------------—

~ 406 ~

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации по отраслям «Медицинские науки» и «Социологические науки»

Since 1999

p-ISSN 2226-7425, e-ISSN 2412-9437 Лахтин М.В. и др. Лидерные микроорганизмы: перспективы для профилактики и терапии

—---------------------—

8. Lakhtin M.V., Bairakova A.L., Lakhtin V.M., Afanas'ev S.S., Aleshkin V.A. Supressiya bioplen-koobrazovaniya antibiotikorezistentnymi kandida-mi v prisutstvii laktobatsill urogenital'nogo biotopa cheloveka. Uspekhi meditsinskoi mikologii, 2014, vol. 12, pp. 38—41.

9. Lakhtin M., Lakhtin V., Bajrakova A., Afanasiev S. Calculation of the Coupled System “Lac-tobacillus-Candida” of Balanced Multispecies Knot of Biotope Network Depending on Biofilm Forming. BIOspektrum (Springer). 2014. Issue: VAAM Conference Proceedings. p. 296.

10. Lakhtin M.V., Lakhtin V.M., Bairakova A.L., Afanas'ev S.S., Aleshkin V.A. Mul'tiuzlovaya kon-

tseptsiya mikrobiotsenoza biotopa cheloveka: set' vzaimootnoshenii v protsessakh bioplenkoobrazova-niya, vovlekayushchikh laktobatsilly i kandidy. Kli-nicheskaya laboratornaya diagnostika, 2014, vol. 59, no. 9, p. 83.

11. Lakhtin V.M., Lakhtin M.V., Afanas'ev S.S., Karaulov A.V., Bairakova A.L., Afanas'ev M.S., Aleshkin V.A. Otsenka riska infektsionnykh bolez-nei, vyzyvaemykh konsortsiumnymi populyatsiyami shtammov kandid biotopa pri otsutstvii probiotik-podobnykh shtammov bakterii togo zhe biotopa. Infektsionnye bolezni, 2015, vol. 13, Prilozhenie no. 1, pp. 189—190.

INFOBASG INDEX

INDEX |jjw COPERNICUS OAJI

INTERNATIONAL

.net

GOOQle ;*:*4‘;CiteFactor

Scholar Academic Scientific Icnimab

Open Academic Journals Index

О

ULRICH SWEET

GLOBAL SERIALS DIRECTORY

INTERNATIONAL

STANDARD

SERIAL

NUMBER

INTERNATIONAL CENTRE