CC BY
272
ОБ АДГЕЗИИ ГРАМПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ КОККОВ ЗУБАРЕВА И.В., БЕРЕНШТЕЙН Т.Ф., ФЕДЯНИН С.Д.
УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»; кафедра клинической микробиологии
Резюме. Данная обзорная статья, которая включает 62 литературных источника, отражает вопросы адгезии грамположительных кокков (стрептококков и стафилококков). В работе представлены данные об адгезинах, с помощью которых стрептококки и стафилококки прикрепляются к клеткам макроорганизма. Указываются рецепторы разных клеток, которые связывают стрептококки и стафилококки.
Рассмотрены различные механизмы адгезии грамположительных кокков. Показано влияние ряда физико-химических и биологических факторов на адгезию.
Проанализированы и обобщены материалы исследований, которые позволяют глубже изучить природу и характер взаимодействия микро- и макроорганизма, имеющие значение для разработки эффективных способов борьбы с инфекциями. Эти данные могут способствовать созданию нового профилактического направления в борьбе с инфекционными заболеваниями, мероприятия которого будут иметь антиадгезивную направленность.
Ключевые слова: адгезия, адгезины, стрептококки, стафилококки.
Abstract. The given review article has been compiled from 62 original sources. It reflects adhesion of gram-positive cocci (streptococci and staphylococci).
The findings about adhesion with the help of which streptococci and staphylococci adhere to the cells of macroorganism are represented in this work. The receptors of different cells for streptococcal and staphylococcal binding are described.
Various mechanisms of adhesion of gram-positive cocci are discussed. The influence of numerous physical, chemical, and biological factors on adhesion is summarized.
The data concerning microbial adhesion help to get additional insights of pathogen-host interplays that is essential for creation of innovative methods to combat infections. The results of investigations in this field stimulate the progress of new direction in infection prophylaxis based on anti-adhesive strategy.
Key words: adhesion, adhesins, staphylococci, streptococci.
Адрес для корреспонденции: Республика Беларусь, 210035, г. Витебск, ул. Правды, д. 63, кор. 5, кв. 66, тел.37-06-12. - Зубарева И.В.
Целью настоящей работы является обобщение материалов исследований о различных механизмах адгезии грамположительных кокков (стрептококков, стафилококков), об их адгезинах и рецепторах клеток макроорганизма, которые связывают стрептококки и стафилококки.
Вопрос об адгезии бактерий к клеткам макроорганизма представляет значительный интерес в связи с тем, что понимание этого процесса позволяет раскрыть механизмы взаимоотношения между микроорганизмами и макроорганизмом, изучить группы рецепторов, с помощью которых осуществляется прямой контакт и взаимодействие клеток между собой [1, 2, 3, 4]. Исследования по адгезии бактерий к клеткам макроорганизма имеют важное значение для разработки эффективных способов борьбы с инфекционными заболеваниями [5].
Известно, что прикрепление бактерий к клеткам макроорганизма обеспечивает их вирулентность, адгезины влияют на характер иммунного ответа. Клетки макроорганизма имеют структуры, которые взаимодействуют с адгезинами бактерий [5, 6].
Адгезия - сложный процесс, который складывается из суммы неспецифических и лиганд-рецепторных взаимодействий, меняющий функциональное состояние клетки. В этом процессе участвуют электростатические заряды бактерий, специфические морфологические структуры и химические связи между адгезинами бактерий и специфическими рецепторами на поверхности клеток. Адгезия начинается с сигнала на эффекторные молекулы и органеллы клетки, что ведет к перестройке плазматической мембраны. С одной стороны, это ведет к закреплению на субстрате, а с другой вызывает «вторичные» реакции - респираторный взрыв, секрецию. Исследования адгезии, проведенные с помощью электронной микроскопии, позволили выявить 3 типа адгезии, охарактеризованные как «свободный», «крепкий» или «внедренный». Адгезия может быть необратимая, долговременная, прочная, приводящая к образованию пленок, микроколоний, которая продолжается в течение всей жизни микроорганизма. Такая адгезия влияет на жизненно важные показатели жизнедеятельности (метаболизм, скорость роста, устойчивость к неблагоприятным воздействиям). Существует обратимая адгезия, когда клетки легко смываются при более интенсивном встряхивании и почти полностью сходят с поверхности через непродолжительное время инкубации [3]. Преимущество обратимой адгезии заключается в том, что клетка омывается жидкостью, и обмен веществами с окружающей средой не затруднен. В то же время преимущество прикрепленного состояния состоит в том, что большая концентрация клеток позволяет использовать «средства коллективной защиты» и межклеточной коммуникации более эффективно, так как быстрее достигается концентрация всех внеклеточных соединений [4].
Микробная адгезия может служить моделью клеточного распознавания, опосредованного углеводами. Чтобы вызвать болезнь, бактерии должны быть способны прикрепиться к поверхности хотя бы одной какой-то ткани восприимчивого организма-хозяина.
Бактериальная адгезия различна не только в разных тканях, но также у разных видов и даже у разных особей одного и того же вида, находясь в зависимости от возраста, генетических особенностей и состояния здоровья организма-хозяина.
Различают специфическую и неспецифическую адгезию. Неспецифическая происходит за счет способности микроорганизмов фиксироваться к различным поверхностям за счет гидрофобных и гидрофильных взаимодействий и/или электростатических сил. Специфической называется адгезия, при которой бактерия взаимодействует с определенными участками на поверхности клеток (рецепторами) с помощью адгезинов.
Под рецептором подразумевают структуру, комплементарную адгезину и находящуюся на поверхности эукариотической клетки. Функцию рецепторов в процессе адгезии выполняют углеводные или пептидные (белковые) фрагменты, локализованные на мембране эукариотических клеток.
Под адгезинами понимают поверхностные структуры микробных клеток и входящие в их состав макромолекулы, обычно белки, посредством которых осуществляется прикрепление к специфическим поверхностям. Адгезины - это особые специфические макромолекулярные комплексы микробных клеток, входящие в состав бактериальных фимбрий или поверхностных структур клеточной стенки, с помощью которых происходит фиксация возбудителя на поверхности слизистой. Морфология их разнообразна. Одни локализуются вдоль поверхности фимбрий и являются их структурными компонентами. Другие связаны с клеточной стенкой бактерий. Некоторые из них определяют прочную адгезию клеток и относятся к разряду углеводов, гликопротеинов и гликолипидов. Имеются 4 пути сборки фимбриальных бактериальных адгезинов: 1) шапероновый путь; 2) альтернативный шапероновый путь; 3) путь общей секреции; 4) путь внеклеточной нуклеации - преципитации [7]. Выделяют 4 группы микроорганизмов в зависимости от наличия адгезинов: 1) штаммы, имеющие только Б-маннозочувствительный -гемагглютинин (ГА); 2) имеющие только Б-маннозорезистентный-ГА; 3) имеющие как Б-
маннозочувствительный, так и Б-маннозорезистентный -ГА; 4) штаммы, не имеющие ГА. Существуют скрытые участки адгезинов, локализованные на фимбриях, которые обусловливают маннозочувствительную активность фимбрий 1 типа. Регуляция адгезии некоторых микроорганизмов может осуществляться посредством летучих соединений - летучих антиадгезинов. Доказано влияние одной бактериальной колонии на адгезивные свойства другой [8, 9]. Агрегация бактерий возможна между микроорганизмами одного вида и между бактериями разных родов. Усилению адгезии способствуют специфические экзополимеры - полисахариды, липополисахариды, гликопротеины и белки, а также увеличение подвижности микроорганизмов. Активность адгезинов блокируется маннанами и антителами к адгезинам. Также снижение адгезии наблюдается при образовании специфических экзополисахаридов, ферментов, модифицирующих адгезивные полимеры, поверхностно-активных веществ, при ослаблении подвижности
микроорганизмов. Адсорбция на эпителиальных клетках и самоагрегация
ингибируются моносахаридами и дрожжевыми маннанами.
Маннозочувствительная адгезия осуществляется посредством лектиноподобных компонентов или при белок - белковом взаимодействии. Роль адгезинов у бактерий могут выполнять агглютинирующие белки-лектины, непосредственно связанные с внешней мембраной бактерий, либо другие бактериальные гликопротеины.
Лектины - агглютинирующие клетку и специфичные к углеводам белки, найденные в растениях, обычно в семенах (фитогемагглютинины), и в организмах беспозвоночных и низших позвоночных. Связывание лектинов с поверхностью плазматической мембраны клеток имеет для структурного и функционального состояния мембран разнообразные следствия, например, вызывает изменения в расположении поверхностных гликопротеинов, в физическом состоянии мембранных липидов, проницаемости мембраны для различных веществ и активности мембранных ферментов. Особое значение среди гликансвязывающих лектинов бактерий имеет L-1,6 гликан. Предупреждение адгезии бактерий к тканям полости рта возможно благодаря аналогам гликана. Лектиноподобные взаимодействия между бактериями и углеводными компонентами мембран моноцитов блокируются некоторыми веществами: фруктозой, N - ацетилнейраминовой кислотой [10]. Кроме этого, некоторые лектины сами могут ингибировать адгезию. Так, in vitro ConA ингибирует связывание Streptococcus pyogenes с клетками ротоглоточного эпителия. Аналогичной способностью обладают такие сахара как N-acetyl-D-galaсtosamine и D-galactose [11]. В зависимости от количества доступных для лектинов рецепторов на эпителиальных клетках, так и различиями в аффинности и валентности самих лектинов и их конфигурации величина адгезии микроорганизмов на клетках хозяина будет отличаться [12].
Адгезия стрептококка
Молекулярные механизмы адгезии различны у разных видов стрептококков бактерий. Стрептококки на первом этапе инфекции колонизируют ткани животного посредством адгезии на клетках. Результаты расшифровки генома стрептококка показали, что в этом процессе принимают участие 13 бактериальных факторов, в т.ч. фимбриальный белок, фибронектинсвязывающие, коллагенсвязывающие, галактозосвязывающий, витронектинсвязывающий протеины, капсульный гиалуронат, глицеральдегид-З-фосфатдегидрогеназа, фактор сывороточной опалесценции. Они вступают в специфическое взаимодействие с различными компонентами клеток и межклеточного вещества хозяина, в том числе фибронектином, фибриногеном, коллагеном, витронектином, фукозилированным гликопротеином, интегральными мембранными протеинами CD46 и CD44 кератиноцитов [13]. Ряд бактериальных адгезинов проявляют активность к одним и тем же субстратам. Например, фибронектин могут связывать, по меньшей мере, 3 протеиновых агента. У пиогенного стрептококка такую активность могут проявлять 4-5 белков. Из числа перечисленных выше факторов основную роль в процессе адгезии играют липотейхоевая кислота, протеин М, фибронектинсвязывающий и коллагенсвязывающие протеины.
Различные виды и штаммы одного вида и штаммы одного вида стрептококков отличаются по способности прикрепляться к различным типам клеток слизистой оболочки полости рта человека.
В частности изучали in vitro адгезию Streptococcus mitis к клеткам защечного эпителия человека (КЗЭЧ). Смеси бактерий и эпителиальных клеток в соотношении 200:1 инкубировали при 370C и pH=7-8 в течение 60 мин. При этих условиях до восьми бактериальных клеток адгезировали к одной КЗЭЧ. Преинкубация Streptoco^us mitis в слюне усиливала адгезию приблизительно в четыре раза. Снижение адгезии наблюдали в том случае, когда бактериальные клетки преинкубировали в прогретой или обработанной трипсином слюне. Адгезия преинкубированных в слюне Streptocoсcus mitis почти полностью блокировалась после обработки КЗЭЧ N-ацетилнейраминовой кислотой и в меньшей степени - глюкозой и галактозой. Обработка преинкубированных в слюне бактериальных клеток дивалентными катионами или высокотропными анионами не влияла на их адгезию КЗЭЧ. Допускается, что глюкоза, галактоза и N-ацетилнейраминовая кислота входят в состав лектинов, опосредующих адгезию Streptoco^us mitis на клетках защечного эпителия [14].
У стрептококков ротовой полости в формировании адгезинов участвуют белки с молекулярной массой 158-166 кД и липопротеины с молекулярной массой 32-33кД [15].
Клетки Streptoco^us mutans практически не фиксируются на эпителиальных клетках языка и щек, но при наличии сахарозы прикрепляются к поверхности зубов. Напротив, эпителиальные поверхности полости рта значительно обсеменены Streptococcus sanguis, Streptococcus salivarius. Ксилит уменьшает адгезию Streptococcus mutans [16].
Липотейхоевая кислота из Streptoco^us sanguis является природнам гликозильным акцептором для глюкозилтрансфераз [17]. Стрептококки групп А и В связываются с терминальным Nffi-концом фибронектинового рецептора эпителиальных клеток посредством поверхностных компонентов бактериальной клетки, таких как липотейхоевая кислота и белки.
В зависимости от сорбентов адгезивные свойства микроорганизмов (Streptoco^^s sanguis, Streptocoсcus gordonii, Streptocoсcus oralis, Streptocoсcus mitis, Streptoco^us anginosus) значительно отличались. В качестве сорбентов использовались гидроксиапатиты, сиаловокислые адгезины, богатые пролином белки, нанесенные на латекс [18], фибронектин, прикрепленный к твердой фазе полистиролу [19].
Изучалась адгезия 3Н-меченого Streptoco^us mutans на сферических частичках гидроксиапатита. Было показано, что обработка слюной, не содержащей лактоферрин, защищала от стрептококкового связывания более эффективно, чем обработка одним буферным раствором. Однако использование аполактоферрина или Fe3+-насыщенного аполактоферрина (200мг/мл) значительно увеличивало ингибирование. Таким образом,
лактоферринуправляемое ингибирование адгезии S^ep^o^m mutans на покрытых слюной частичках гидроксиапатита является неспецифической антибактериальной функцией указанного белка [20].
Известно, что Streptoco^us sanguis, Streptoco^us oralis, Streptoco^us mitis более активно адгезировались к поверхностям, покрытым слюной, чем альбумином [21].
С помощью гель-фильтрации с трисакриле GP200 М из муцинсодержащей фракции подъязычной слюны человека выделен белок с молекулярной массой 300 кД, усиливающий адгезию S.mutans JBP серотипа с к гидроксиапатиту. Установленно, что галактозамин, маннозамин, L-лизин, спермин, путресцин и аммония хлорид угнетают активность этого белка, в то время как другие сахара, включая N-ацетилгексозамин, не оказывают такого влияния. Таким образом, специфическое угнетение активности белка-промотора адгезии Streptoco^us mutans JBP к гидроксиапатиту связано с соединениями, содержащими первичные аминогруппы. Ацетилирование этих аминогрупп приводит к утрате ингибирующих свойств. Антиадгезивный эффект Streptococcus mutans вызывают компоненты зерен кофе [22].
Изучена адгезия оральных стрептококов к 5 вариантам экспериментальных сложных смол. В качестве контроля использовали коммерческую смолу, применяемую в стоматологии. Образцы смол погружали в донорскую слюну на 1 час при 37°С, отмывали и изучали на предмет адгезии к ним штаммов Streptococcus sanguis, Streptoco^us mutans и Streptoco^us sobinus. Положительная сильная корреляционная связь между числом
адгезированных клеток и углом контакта наблюдалась у S^ep^o^m sanguis только не с покрытыми слюной образцами. Число прикрепившихся клеток Streptoco^us mutans коррелировало с величиной дзета потенциала смолы независимо от ее обработки слюной [23].
Стрептококки способны адгезироваться друг к другу, что может быть важным при накоплении стрептококка в ротовой полости и развитии воспалительных заболеваний [24].
Streptococcus pneumoniae шдержит поверхностный фосфорил-холин в составе тейхоевой кислоты, к которому нековалентно прикреплены
холинсвязывающие белки, один из которых СвА белок с молекулярной массой 75 кД, основная функция которого состоит в адгезии [25]. Белокзависимые пептидпермеазы Streptococcus pneumoniae опосредуют цитоадгезивность по отношению к клеткам легкого и клеткам эндотелия человека [26].
У Streptococcus parasanguis была произведена идентификация
дипептидных повторов и сигнала сортировки в клеточную стенку у ассоциированного с фимбриями адгезина Fap1. Было выявлено, что: 1) одной открытой рамки считывания fap1 достаточно для экспрессии гена fap1, ассоциированного с фимбриями белка Fap1 и адгезии; 2) прикрепление ассоциированного с фимбриями белка Fap1 к поверхности требуется для образования длинных фимбрий; 3) эти фимбрии участвуют в адгезии клеток [27]. В дальнейшем была показана роль другого адгезина, белка secA2 в секреции и гликозилировании фимбриального адгезина у Streptococcus parasanguis [28].
Результаты исследований показывают, что короткие компоненты фимбрий не участвуют в адгезии, а адгезивная активность фимбрий
стрептококка определялась за счет их длинного участка, состоящего из высокомолекулярных полипептидов [29].
Установлено, что адгезин F1 Streptoco^us pyogenes связывается с фибронектином клеток кожи человека [30]. Эффективное связывание стрептококков группы А требует фибронектинсвязывающих белков, которые соединяют бактерию с интегринами клеток человека и активируют сигнальные каскады для последующего проникновения микроорганизма [31].
На эпителиальных клетках полости рта человека хорошо фиксируются штаммы Streptococus pyogenes, содержащие белок М. Известно, что посредством этого антигена происходит прикрепление стрептококка. Но клетки стрептококка без белка М также способны к адгезии. После избирательного удаления белка М на поверхности бактериальной клетки остаются неповрежденные фимбрии. Бактерии без белка М, но с фимбриями, прикрепляются к эпителиальным клеткам в таком же количестве, как и интактные. Удаление протеина М и фимбрий с поверхности клетки лишает ее адгезивных свойств. Наиболее распостраненные серотипы М-протеина М1 и М3 характерны для патогенных стрептококков группы А и обеспечивают адгезию верхних дыхательных путей и кожи, что является первым этапом колонизации. Механизм адгезии за счет протеина М определял последующую инвазию стрептококка в клетки. Так же М-белок обусловливает адгезию стрептококков к кератиноцитам посредствам СД46 при кожных инфекциях.
Электронно-микроскопически выявлены мостики, в качестве которых выступают фимбрии, между микроорганизмом и мембраной эпителиальной клетки. С фимбриями ассоциированы тейхоевые кислоты стрептококка. Липотейхоевая кислота связывает фибронектин на поверхности эпителиальных клеток, обеспечивая прикрепление к последним бактерии. На долю этого мощного адгезина приходится около 60% всей адгезивности бактерии по отношению к эпителиальным клеткам [32].
Липотейхоевая кислота и М-белок - двойные адгезины стрептококков группы А. М- белок играет роль в прилипании стрептококков к клеткам Нер-2. Липотейхоевая кислота способствует прилипанию стрептококков к фарингиальным и буккальным клеткам. Участие в прилипании вторичных адгезинов, таких как М-белок, может зависеть от типа клеток хозяина [32]. Карбоксилтерминальный участок молекулы протеина М локализуется в наружной мембране бактериальной клетки, а ее аминотерминальный участок выступает над поверхностью, образуя плотно скрученный спиральный димер фимбрий. Аналогичную структуру имеют такие протеины эукариотов, как тропомиозин, кератин, десмин, виментин, миозин, эпидермин и фибриноген. Фимбриальные протеины стрептококков группы А делятся на 2 класса в соответствии со способностью (класс 1) или неспособностью (класс II) реагировать с антителами к С-повторяющимся участкам их молекулы. Кроме того, у штаммов с протеинами М класса 1 не секретируется фактор сывороточной опалесценции, в отличие от штаммов с протеином М класса II. N-терминальный домен молекул протеинов М вариабелен, а С-терминальный домен, напротив, консервативен. Всего у стрептококков группы А
идентифицировано 80 типов протеина М, однако размер его молекулы может меняться.
Неспецифическая адгезия стрептококков группы В к эпителиальным клеткам осуществляется за счет гидрофобных поверхностей белков. Огрептококки группы В, обладающимие только полисахаридными поверхностными АГ, являются преимущественно гидрофильными, а белковые или белковые и полисахаридные АГ являются гидрофобными. Обработка нейраминидазой усиливала гидрофобность гидрофильных штаммов. Капсульная нейраминовая кислота маскирует поверхностные гидрофобные белки. Адгезия гидрофобных штаммов к клеткам защечного эпителия человека (о которой судили по количеству бактерий, прикрепившихся к 50 эпителиальным клеткам) снижалась в 2-3 раза при добавлении гидрофобных белков стрептококков или специфических АТ к этим белкам. Отмечается, что адгезия является одноступенчатым процессом, не требующим наличия липотейхоевой кислоты [26].
Адгезия стафилококка
Механизмы адгезии и адгезины стафилококка отличаются от механизмов адгезии и адгезинов других микроорганизмов. Так, основным адгезином золотистого стафилококка является хлопьеобразующий фактор (MSCRAMM, Clumping) - фибриноген связывающий белок, локализованный на поверхности бактериальной клетки. Молекулы этого белка тесно связываются с пептидогликаном клеточной стенки [33]. Он состоит из двух субъединиц: ClfА и ClfB. ClfА является активатором связывания фибриногена и фибрина с бактериальной клеткой. Он узнает совместно с интегрином кровяных телец alip3 один и тот же домен на самом крайнем участке С-конца у цепи фибриногена. Ион Са2+ ингибирует связывание пептида, включенного в фибриногеновую у цепь. Са2+ связывается с сайтом(ми) внутри Clf А и ингибирует конформационное соединение, которое несовместимо со связыванием на С-конце у цепи фибриногена [34]. ClfB может связываться с эпителиальными клетками и кератиноцитами, играет одну из важных ролей в колонизации полости носа [35], способствует прикреплению к коже и развитию инфекции.
Коллагеновый адгезин (CNA) золотистого стафилококка играет важную роль в патогенезе септического артрита [36, 37] и гнойно-воспалительных заболеваний роговицы глаза [38]. Этот адгезин кодируется коллагенадгезин -геном (cna) и Geh D [39, 40]. Кроме того, этот адгезин может взаимодействовать с фактором Виллебранда и играет важную роль в образовании инфекционного тромба [41]. Коллагеновый адгезин (CNA) золотистого стафилококка на 62% подобен коллагеновому адгезину Enterococcus faecium [42].
Из золотистого стафилококка штамма Newman выделен внеклеточный белок Eap. Этот белок может быть в олигомерной форме и способен связываться с белками плазмы крови: фибриногеном, фибронектином,
протромбином [43, 44]. У этого же штамма описаны связывающие фибронектин белки (FnBPs). Они регулируются генами fnbA и fnbB [45, 46]. У золотистого стафилококка это FnBPA и FnBPB белки. Эти белки играют важную роль в
процессе колонизации [47] и могут многократно прикрепляться к фибронектину клетки хозяина посредством тандемных бета-застежек-молний [48].
Еще один адгезин золотистого стафилококка белкового происхождения, который связывается с фибронектином - Ebh. Он состоит из нескольких областей, включая большую центральную область с 44 несовершенными повторами 126 аминокислот [49].
Из Staphyloco^us epidermidis 1457 и RP62А выделен линейный (b-1,6)-связанный глюкозамингликан, участвующий в межклеточной адгезии [50]. Выявлено, что только одновременная экспрессия генов icaA, icaD, icaC приводит к активному синтезу межклеточного полисахаридного адгезина Staphyloco^us epidermidis (гомополимер из остатков GlcNAc01-6) [51]. Адгезия Staphylo^^m saprophyticus к почечному цилиндрическому эпителию также опосредуется N-ацетил-галактозамин-специфичной структурой. Кроме этого у эпидермального стафилококка имеется полисахаридный интрацеллюлярный адгезин/гемагглютинин (PiA/HA), который участвует в образовании биопленки на биоматериалах [52, 53].
Взаимодействие золотистого стафилококка с тромбоцитами крови человека имеет существенное значение в патогенезе инфекционного эндокардита. Оно осуществляется посредством белка А стафилококка и gC1qR/p33 тромбоцита [54].
Выявлен белок стафилококка, который является одним из факторов вирулентности и участвует в адгезии - стафилококковый гаптоглобиновый рецептор (HarA). Подобно другим гаптоглобиновым рецепторам, которые имеют грамположительные микроорганизмы, HarA связывает не только гемоглобин, но также и комплексы гаптоглобин-гемоглобина даже с более высокой близостью. Закрепление лиганда возможно двумя областями, состоящими приблизительно из 145 остатков аминокислот, расположенных в пределах части N-конца белка. Экспрессия HarA строго управлялась через железозависимый транскрипционный регулятор Мех [55].
Было выявлено, что амино- и карбокси- концевые домены энтеротоксина Е стафилококков опосредуют специфическое взаимодействие вариабельной b-цепи рецептора Т-клеток. Энтеротоксины А и Е стафилококков являются близкородственными бактериальными суперантигенами, которые связываются с основным комплексом гистосовместимости класса ii и активируют различные субпопуляции Т-лимфоцитов, несущих различные вариабельные элементы b-цепи рецептора Т-клеток. N-концевой участок энтеротоксина Е, повидимому, важен только для активации Т-клеток энтеротоксином Е, тогда как С-концевой необходим для опосредуемой энтеротоксинами А и Е активации Т-клеток. Функциональные домены, ответственные за специфичность для рецепторов Т-клеток и для связывания основного комплекса гистосовместимости класса ii, различны [56].
Адгезия Staphyloco^us aureus к различным монослоям клеток эукариотов отличается. Выявлено, что адгезия золотистого стафилококка к первичному монослою клеток, производному от мезотелиальных клеток человека, и
полуперививаемому монослою клеток эмбрионального легкого человека была значительно выше, чем к непрерывному монослою клеток №la, Vero или HEP2. Фибронектин, протеин А и АТ к протеину А существенно не влияли, а липотейхоевая кислота значительно тормозила адгезию.
Имеются данные о том, что экстракт тейхоевых кислот клеточной стенки стафилококка частично ингибирует прикрепление нативных бактерий, что дает основание отнести тейхоевые кислоты к субстанциям, выполняющим адгезивную функцию. Сахароза и соли серебра препятствуют образованию золотистым стафилококком биопленки [57, 58]. Липотейхоевая кислота тормозит адгезию золотистого стафилококка к клеткам эндотелия [59].
Установлено, что адгезия штаммов Staphyloco^^ epidermidis,
Streptoco^us mutans к различным покрытиям, содержащим титан-окси-нитриды (TiNOX), осуществляется через адсорбированную пленку фибриногена [60].
При изучении адгезии Staphy/loco^m aureus к полилактидам, силикону и титану показано, что альбуминовое покрытие было эффективным методом ингибирования адгезии стафилококка ко всем исследованным поверхностям [61].
Представляет интерес сведения о том, что после перенесенной инфекции, вызванной риновирусом 16 серотипа, происходит усиление адгезии Staphylocoсcus aureus и Streptoco^us pneumoniae к эптиелиальным клеткам слизистой носа человека в 1,5-2,5 раза. Авторы объясняют это явление усилением экспрессии фибронектина, рецептора к фактору активации тромбоцитов, молекулы адгезии, ассоциированной с раковым эмбриональным антигеном [62].
Заключение
Результаты исследований адгезии бактерий позволяют глубже изучить природу и характер взаимодействия микро- и макроорганизма. Очевидна значимость изучения процесса адгезии и бактериальных адгезинов. До конца не раскрыты механизмы адгезии. Разнообразие механизмов возможно благодаря множеству рецепторов клеток человека и адгезинов бактерий, участвующих в адгезии. На величину адгезии оказывает влияние конфигурация рецепторов, их афинность, валентность. Существуют вещества, которые способны увеличивать или уменьшать величину адгезии. Эти данные могут способствовать созданию нового профилактического направления в борьбе с инфекционными заболеваниями, мероприятия которого будут иметь антиадгезивную
направленность.
Литература
1. Quantitative studies of the binding of the class II PapG adhesin from uropathogenic Escherichia coli to oligosaccharides / A. Larsson [et al.] // Bioorg Med Chem. - 2003. - Vol.11, N10. - P. 2255-2261.
2. Escherichia coli 83972 inhibits catheter adherence by a broad spectrum of uropathogens / B. W. Trautner [et al.] // Urology. - 2003. - Vol. 61, N 5. - P. 10591062.
3. Николаев, Ю. А. /Внеклеточные факторы, влияющие на адгезию Pseudomonas fluorescens на стекле / Ю. А. Николаев, Дж. И. Проссер // Микробиология. - 2000. - Т. 69, N 2. - C. 231-236.
4. Николаев, Ю. А. Свойства адгезина и антиадгезина Pseudomonas fluorescens / Ю. А. Николаев, Дж. И. Проссер // Микробиология. - 2000. - Т. 69, N 2. - C. 237-242.
5. Tiemstra, J. Role of non-group a streptococci in acute pharyngitis / J. Tiemstra, R. L. Miranda // J. Am Board Fam Med. - 2009. - Vol. 22, N 6. - P. 663669.
6. Wizemann, T. M. Adhesins as targets for vaccine development / T. M. Wizemann., J. E. Adamou., S. Langermann // Emerg-Infect-Dis. - 1999. - Vol. 5, N 3. - P. 395-403.
7. Soto Gabriel, E. Bacterial adhesins: Common themes and variations in architecture and assembly / E. Soto Gabriel, Scot Hultgren // J. Bacteriol. - 1999, N 4. - P. 1059-1071.
8. Николаев, Ю. А. Регуляция адгезии бактерий Pseudomonas fluorescens под влиянием дистантных межклеточных взаимодействий / Ю. А. Николаев // Микробиология. - 2000. - Т. 69, N 3. - C. 356-361.
9. Николаев, Ю. А. Регуляция адгезии клеток Pseudomonas fluorescens к стеклу летучими соединениями, выделенными культурой / Ю. А. Николаев, Дж. И Проссер., Р. И Виттли // Микробиология. - 2000. - Т. 69, № 3. - C. 352-355.
10. Galperin, M. Yu. Glucan binding lectins of oral streptococci / M. Yu Galperin., R. Doyle // J. Acta histochem. - 1994. - Vol.96, N 3. - P. 237-238.
11. Binding of Streptococus mutans SR protein to human monocytes: Production of tumor necrosis factor, interleukin 1 , and interlecin 6 / Soell Martine [et al.] // Infec. and Immun. - 1994. - P. 62- 65.
12. Nada Lectin mediated binding of Streptococcus pyogenes to human oropharyngeal mucosal epithelial cells / K. S. Kumar [et al.] // Indian J. Exp. Biol. -
1996. - Vol. 34, N 3. - P. 270-271.
13. Multiple adhesion proteins on the cell surface of Streptococcus gordonii are involved in adhesion to human fibronectin / N. S. Jakubovics [et al.] // Microbiology.
- 2009. - Vol. 155. - P. 3572-3580.
14. Hirasawa, M. Adherence to human buccal epithelial cells by Streptococcus mitis / M Hirasawa., K.Takada, T. Ikeda. // Microb. Ecol. Healht and Disease. - 1994
- Vol 7, № 3. - P. 153-159.
15. Jenkinson Howard, F. Cell surface protein receptors in oral streptocci / F. Jenkinson Howard // FEMS Microbiol.Lett. - 1994. - Vol. 121, N 2. - P. 133-140.
16. Soderling, E. M. Xylitol and Erythritol Decrease Adherence of Polysaccharide-Producing Oral Streptococci / E. M. Soderling, A. M. Hietala-Lenkkeri // Curr. Microbiol. - 2009. - Sept. 24.
17. Chiu, Teh-hsing. Lipoteichoic acid from Streptococcus sanguis is a natural glucosyl accetor for glucosyltranferases / Chiu Teh-hsing, Baker John J. // Biochem. And Biophys Res. Commun. - 1994. - Vol. 202, N 3. - P. 1407-1412.
18. Adhesive properties of streptoccocal species / S. D. Hsu [et al.] // Microb. Ecol. Health and Disease. - 1994. - Vol. 7, N 3. - P. 125-137.
19. Tamura Glen, S. Group B Streptococci adhere to a variant of fibronectin attached to solid phase / S. Tamura Glen, E. Rubens Crig // Mol. Microbiol. - 1995. -Vol. 15, N 3. - P. 581-589.
20. Binding of Streptococcus mutans , serotype c,. to saliva-coated hydroxyapatite in the presence and absence of saliva-coated hydroxyapatite in the presence and absence of human lactoferrin / T. Sokka [et al.] // Microb. Ecol. Health and Disease. - 1994. - Vol. 7, N 3. - P. 139-144.
21. Leonhardt, A. In vitro adhesion and ribotypes anong oral bacteria isolated form plague on titanuim, hudroxyapatite and amalgam surfaces / A. Leonhardt, J. Olsson., G. Dahlen // Microb. Ecol. Health and Disease. - 1995. - Vol. 8, N 6. - C. 263-301.
22. Antiadhesive effect of green and roasted coffee on Streptococcus mutans adhesive properties on saliva-coated hydroxyapatite beads / M. Daglia [et al.] // J. Agric. Food Chem. - 2002. -Vol. 50, N 5. - P. 1225-1229.
23. Adhesion of streptococci to saliva-coated and uncoated composite-based resis / N. Satou. [et al.] // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 1996. - Vol. 7, N 12. - P. 749752.
24. Adhesion of Streptococcus mutans to salivacoated hudroxyapatite formed
in situ in microxyapatite formed in situ in microtitre plates / J. H. Van Laar [et al.] //
Microb. Ecol. Health and Disease. - 1996. - Vol. 9, N 1. - P. 1-8.
25. Contribution of novel cholinebinding proteins to adherence, colonization and immunogenicity of Streptococcus pneumoniae / Rossenow Carsten [et al.] // Mol. Microbiol. - 1997. - Vol. 25, N 5. - P. 819-829.
26. Protein dependent peptide permeases from Streptococcus pneumoniae mediate cyto-adhesrence to type Iilung cells and to human endothelian cells: Abstr. Keystone Symp. ’’Mol. Events Microb. Pathogenes”, Santa Fe, N.M., Jan. 8-14, 1994 / R. Cundell Diana. [et al.] // J. Cell. Biochem. - 1994. - Suppl. 18 a.
27. Wu, Hui. Identification of dipeptide repeats and a cells wall sorting signal
in the fimbriae-associated adhesin, Fap1, of Streptococcus parasanguis / Wu Hui, M. Fives-Taylor Paula // M. Microbiol. - 1999. - Vol. 34, N 5. - P 1070-1081.
28. Chen Qiang. Investigating the role of sec A2 in secretion and glycosylation of a fimbrial adhesion in Streptococcus parasanguis FW 213 / Chen Qiang, Wu Hui, M. Fives-Taylor Paula // M. Microbiol. - 2004. - Vol. 53, N 3. - P. 843-856.
29. Polypeptides associated with tufts of cell-surface fibfis in an oral streptococcus / W. Jameson Michael. [et al.] // Microbiology. - 1995. - Vol. 141, N
10. - P. 2729-2738.
30. A 49-residue peptide from adhesin F1 of Streptococcus pyogenes inhibits fibronectin matrix assembly / B. R. Tomasini-Johansson [et al.] // J. Biol Chem. -2001. - Vol. 276 (26). - P. 23430-23439.
31. Wang, B. Paxillin phosphorylation: bifurcation point downstream of integrin-linked kinase (ILK) in streptococcal invasion / B. Wang, Li S., S. Dedhar, P. P. Cleary // Cell Microbiol. - 2007. - Vol. 9, N 6. - P. 1519-1528.
32. Lipoteichoic acid and M protein: dual adhesins of group A Streptococci: Abstr.: 31 th Annu. Meet . Amer. Soc. CM Biol., Boston, Mass., 8-12 Dec., 1991 / Courtney H. S. [et al] // J. Cell Biol.-1991. - Vol. 115, N 3,2. - P. 360.
33. The dipeptide repeat region of the fibrinogen-binding protein (clumping factor) is regulation for functional expression of the fibrinogen-binding domain on the Staphylococcus aureus cell surface / Hartford Orla [et al.] // Mol. Microbiol. -
1997. - Vol. 25, N 6. - P. 1065-1076.
34. Dominiecki, M. E. Antibacterial action of extracellular mammalian group IIA phospholipase A2 against grossly clumped Staphylococcus aureus / M. E. Dominiecki, J. Weiss // Infect-Immun. -1999. - Vol. 67, N 5. - P. 2299-2305.
35. The fibrinogen-binding MSCRAMM (clumping factor) of Staphylococcus aureus has a Ca2+ -dependet inhibitory site / P. O'Connell Daid [et al.] // J. Biol. Chem. - 1998. - Vol. 273, N 12. - P. 6821-6829.
36. Staphylococcus aureus clumping factor B (ClfB) promotes adherence to human type I cytokeratin 10: implications for nasal colonization / L. M. O'Brien [et al.] // Cell Microbiol. - 2002. - Vol. 4, N 11. - P. 759-770.
37. The Stаphylococcus aureus collagen adhesin is a determinant in experimental septic arthritis. Infec. / M. Patti Joseph [et al.] // And Immun. - 1994. -Vol. 62, N 1 - P. 152-161.
38. The collagen-binding adhesin is a virulence factor in Staphylococcus aureus keratitis / M. N. Rhem [et al.] // Infect-Immun. - 2000. - Vol. 68, N 6. - P. 3776-3779.
39. Polymerase chain reaction (PCR) method for the identification of collagen adhesin gene (CNA) in Staphylococcus-induced prosthesis infections / L. Montanaro [et al.] // New-Microbiol. - 1998. - Vol. 21, N 4. - P. 359-363.
40. Is the GehD lipase from Staphylococcus epidermidis a collagen binding adhesion / M. G. Bowden [et al.] // J. Biol Chem. - 2002. - Vol. 277, N 45. - P. 43017-43023.
41. Mascari, L. M. Quantification of staphylococcal-collagen binding interactions in whole blood by use of a confocal microscopy shear-adhesion assay / L. M Mascari, J. M. Ross // J. Infect Dis. - 2003. - Vol. 188, N 1 - P. 98-107.
42. Nallapareddy, S. R. Clinical isolates of Enterococcus faecium exhibit strain-specific collagen binding mediated by Acm, a new member of the MSCRAMM family / S. R. Nallapareddy, G. M. Weinstock, B. E. Murray // Mol. Microbiol. - 2003. - Vol. 47, N 6. - P. 1733-1747.
43. Palma, M. Adherence of Staphylococcus aureus is enhanced by an endogenous secreted protein with broad binding activity / M. Palma, Haggar, J. I. Flock // J-Bacteriol. - 1999. - Vol. 181, N 9. - P. 2840-2845.
44. Extracellular adherence protein from Staphylococcus aureus enhances internalization into eukaryotic cells / A. Haggar [et al.] // Infect. Immun. - 2003. -Vol. 71, N 5. - P. 2310-2317.
45. Agr-independent regulation of fibronectin-binding protein(s) by the regulatory locus sar in Staphylococcus aureus / C. Wolz [et al.] // Mol. Microbiol. -2000. - Vol. 36, N 1. - P. 230-243.
46. Detection of fibronectin-binding protein genes in staphylococcal strains from peri-prosthesis infections/ L. Montanaro [et al.] // New-Microbiol. - 1999. -Vol. 22, N 4. - P. 331-336.
47. In vivo and in vitro demonstration that Staphylococcus aureus is an intracellular pathogen in the presence or absence of fibronectin-binding proteins / E. Brouillette [et al.] // Microb. Pathog. - 2003. - Vol. 35, N 4. - P. 159-168.
48. Pathogenic bacteria attach to human fibronectin through a tandem beta-zipper / U. Schwarz-Linek [et al.] // Nature. - 2003. - Vol. 423, N 6936. - P. 177181.
49. Analysis of Ebh, a 1.1-megadalton cell wall-associated fibronectin-binding protein of Staphylococcus aureus / S. R Clarke [et al.] // Infect Immun. - 2002 - Vol. 70, N 12. - P. 6680-6687.
50. The intercellular adhesin involved in biofilm accumulation of Staphylococcus epidermatidis is a linear b-1,6-linhed glucosaminoglycan: Purification and structural analysis / Mack Dietrich [et al.] // J. Bacteriol. - 1996. -Vol. 178, N 1. - P. 175-183.
51. Characterization of the N-acetylglucosaminyltransferase activity involved in the biosynthesis of the Staphylococcus epidermidis polysaccharide intercellular adhesion / Gerke Christine [et al.] // J. Biol. Chem. - 1998. - Vol. 273, N 29. - P. 18586-18593.
52. Rupp, M. E. Characterization of Staphylococcus epidermidis polysaccharide intercellular adhesin/hemagglutinin in the pathogenesis of intravascular catheter-associated infection in a rat model / M. E. Rupp, J. S. Ulphani, P. D. Fey // Infect-Immun. - 1999. - Vol. 67, N 5. - P. 2656-2659.
53. Characterization of the importance of polysaccharide intercellular adhesin/hemagglutinin of Staphylococcus epidermidis in the pathogenesis of biomaterial-based infection in a mouse foreign body infection model / M. E. Rupp [et al.] // Infect-Immun. - 1999. - Vol. 67, N 5. - P. 2627-2632.
54. Nguyen, T. Staphylococcus aureus protein A recognizes platelet gC1qR/p33: a novel mechanism for staphylococcal interactions with platelets / T. Nguyen, B. Ghebrehiwet, E. I. Peerschke // Infect. Immun. - 2000. - Vol. 68, N 4.
- P. 2061-2068.
55. Identification of a novel iron regulated staphylococcal surface protein with haptoglobin-haemoglobin binding activity / A. Dryla [et al.] // Mol. Microbiol. -2003. - Vol. 49, N 1. - P. 37-53.
56. Amino and carboxyl-terminal domains of staphylococcal enterotoxin E mediale TCR Vb specific interactions / G. Lamphear James [et al.] // J. Cell. Biochem. - 1994. - Vol. 18d. - P. 366.
57. Effects of sucrose and silver on Staphylococcus aureus biofilms /
H. Akiyama [et al] // J. Antimicrob. Chemother. - 1998. - Vol. 42, N 5. - P. 629-634.
58. Adhesion of Staphylococcus aureus to implants with different physicochemical characteristics / A. V. Karlov [et al.] // Bull Exp. Biol. Med. - 2002.
- Vol. 277, N 3. - P. 134.
59. Alteration of organized structure of biofilm formed by Staphylococcus epidermidis on soft contact lenses / M. L. Perilli Rrziano [et al.] // J-Biomed. Mater. Res. - 2000. - Vol. 49, N 1. - P. 53-57.
60. Koerner, R. J. Bacterial adhesion to titanium-oxy-nitride (TiNOX) coatings with different resistivities: a novel approach for the development of biomaterials / R. J. Koerner, L. A. Butterworth, R. Mayer // Biomaterials. - 2002. - Vol. 23, N 14. -P. 2835-2840.
61. Comparison of bacterial adherence to polylactides, silicone, and titanium /
I. Peltonen lauri [et al.] // Acta oto-laryngo. - 2007. - Vol. 127, N 6. - P. 587-593.
62. Wang, J. H. Rhinovirus enhances various bacterial adhesions to nasal epithelial cells simultaneously / J. H. Wang, H. J. Kwon, Y. J. Jang // Laryngoscope.
- 2009. - Vol. 119, N 7. - P. 1406-1411.
