CC BY
42
17. Lazko A. E., Yaroshinskaja A. P. Vlijanie serosoderzhashhih polljutantov na sistemu belkov krovi [Influence of sulphur pollutants on the system of blood proteins]. Uspehi sovremennogo estestvoznanija [Advances in current natural sciences], 2006, no. 2, p. 40.
18. Chernuh A. M., Aleksandrov P. N., Alekseev O. V. Mikrocirkuljacija [Microcirculation]. Moscow, Medicine, 1984, 63 p.
19. Luscher T. F., Barton M. Biology of endothelium. Clin. Cardiol. 1997, vol. 10, no. 11, pp 3-10.
20. Milby T. H. Hydrogen sulfide intoxication. Review of the literature and report of unusual accident resulting in two cases of nonfatal poisoning. J. Occup. Med. 1962, no. 4, pp. 431-437.
21. Saugstad O. D. Oxidative stress in the newborn - a 30-year perspective. Biol. Neonate. 2005, vol. 88, no. 3, pp. 228-236.
УДК 615.322+547.963.61.001.6
© М.В. Лахтин, С.С. Афанасьев, В.М. Лахтин, В.А. Алешкин, А.В. Караулов, А.В. Алешкин, Ю.В. Несвижский, А.Л. Байракова, М.С. Афанасьев, Е.А. Воропаева, 2014
ВЛИЯНИЕ ЛЕКТИНОВ ПРОБИОТИЧЕСКИХ БАКТЕРИЙ НА УСЛОВНО-ПАТОГЕННЫЙ И ПРОБИОТИЧЕСКИЙ КОМПАРТМЕНТЫ МИКРОБИОЦЕНОЗА БИОТОПА ЧЕЛОВЕКА
Лахтин Михаил Владимирович, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории клинической микробиологии и биотехнологии бактериофагов, ФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспот-ребнадзора, Россия, 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д. 10, тел. : (495) 708-02-62, e-mail: info@gabrich.com.
Афанасьев Станислав Степанович, доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, заместитель директора, ФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора, Россия, 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д. 10, тел. : 8-903-667-20-68, е-mail: afanasievss409.4@bk.ru.
Лахтин Владимир Михайлович, доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории клинической микробиологии и биотехнологии бактериофагов, ФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора, Россия, 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д. 10, тел. : (495) 708-02-62, e-mail: info@gabrich.com.
Алешкин Владимир Андрианович, доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, директор, ФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора, Россия, 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д. 10, тел. : 8-985-998-01-22, е-mail: info@gabrich.com.
Караулов Александр Викторович, член-корреспондент РАМН, профессор, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой клинической аллергологии и иммунологии, ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России, Россия, 119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, тел. : 8-903-515-71-36, е-mail: drkaraulov@mail.ru.
Алешкин Андрей Владимирович, доктор биологических наук, магистр делового администрирования, руководитель лаборатории клинической микробиологии и биотехнологии бактериофагов, ФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора, Россия, 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д. 10, тел. : (495) 452-18-16, е-mail: ava@gabri.ru.
Несвижский Юрий Владимирович, доктор медицинских наук, профессор, декан медико-профилактического факультета, ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России, Россия, 119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, тел. : 8-903-557-50-51, е-mail: nesviz@mail.ru.
Байракова Александра Львовна, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории клинической микробиологии и биотехнологии, ФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора, Россия, 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д. 10, тел. : (495) 708-02-62, e-mail: info@gabrich.com.
Афанасьев Максим Станиславович, доктор медицинских наук, профессор кафедры клинической аллергологии и иммунологии, ГБОУ ВПО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России, Россия, 119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, тел. : 8-916-685-52-38, е-mail: mafa78@inbox.ru.
Воропаева Елена Александровна, кандидат биологических наук, заведующая лабораторией клинической микробиологии и биотехнологии, ФБУН «Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора, Россия, 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д. 10, тел. : 8-916-532-03-22, e-mail: voropaevaea2011@gmail.ru.
Обобщены собственные данные о действии пробиотических лектинов против клинических штаммов видов Candida. Показаны различия действия пробиотических лектинов на C. non-albicans. Сформулированы новые признаки патогенности кандид. С помощью лектинов Ацилакта проведен скрининг штаммов лактобацилл здорового урогенитального биотопа человека. Популяции лактобацилл классифицированы в группы. Результаты указывают на регуляторные сигнальные свойства лектинов пробиотических микроорганизмов в отношении обоих антагонистических компартментов (условно-патогенного и пробиотического) микробиоценоза биотопа.
Ключевые слова: лектины, пробиотики, лактобациллы, бифидобактерии, Candida, биотоп.
INFLUENCE OF THE PROBIOTIC BACTERIAL LECTINS ON POTENTIALLY PATHOGENIC AND PROBIOTIC COMPARTMENTS OF THE HUMAN BIOTOPE MICROBIOCENOSIS
Lakhtin Mikhail V., Cand. Sci. (Biol.), Senior Research Associate, Moscow Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology n. a. N.G. Gabrichevsky, 10 Admiral Makarov St., Moscow, 125212, Russia, tel: (495) 708-02-62, e-mail: info@gabrich.com.
Afanasiev Stanislav S., Dr. Sci. (Med.), Professor, Honored Scientist, Deputy Director, Moscow Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology n. a. N.G. Gabrichevsky, 10 Admiral Makarov St., Moscow, 125212, Russia, tel: 8-903-667-20-68, е-mail: afanasievss409.4@bk.ru.
Lakhtin Vladimir M., Dr. Sci. (Biol.), Chief Research Associate, Moscow Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology n. a. N.G. Gabrichevsky, 10 Admiral Makarov St., Moscow, 125212, Russia, tel: (495) 708-02-62, e-mail: info@gabrich.com.
Aleshkin Vladimir A., Dr. Sci. (Biol.), Professor, Honored Scientist, Director, Moscow Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology n. a. N.G. Gabrichevsky, 10 Admiral Makarov St., Moscow, 125212, Russia, tel: 8-985-998-01-22, е-mail: info@gabrich.com.
Karaulov Aleksandr V., Corresponding member of Russian Academy of Medical Sciences, Professor, Dr. Sci. (Med.), Head of Department, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, 8 Trubetskaya St., bld. 2, Moscow, 119991, Russia, tel: 8-903-515-71-36, е-mail: drkaraulov@mail.ru.
Aleshkin Andrey V., Dr. Sci. (Biol.), MBA, Head of Laboratory, Moscow Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology n. a. N.G. Gabrichevsky, 10 Admiral Makarov St., Moscow, 125212, Russia, tel: (495) 452-18-16, е-mail: ava@gabri.ru.
Nesvizhsky Yury V., Dr. Sci. (Med.), Professor, Dean of the Faculty for Preventive Medicine, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, 8 Trubetskaya St., bld. 2, Moscow, 119991, Russia, tel: 8-903-557-50-51, е-mail: nesviz@mail.ru.
Bayrakova Aleksandra L., Cand. Sci. (Biol.), Research Associate, Moscow Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology n. a. N.G. Gabrichevsky, 10 Admiral Makarov St., Moscow, 125212, Russia, tel: (495) 708-02-62, e-mail: info@gabrich.com.
Afanasiev Maxim S., Dr. Sci. (Med.), Professor of Department, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, 8 Trubetskaya St., bld. 2, Moscow, 119991, Russia, tel: 8-916-685-52-38, е-mail: mafa78@inbox.ru.
Voropaeva Elena A., Cand. Sci. (Biol.), Head of Laboratory, Moscow Scientific Research Institute of Epidemiology and Microbiology n. a. N.G. Gabrichevsky, 10 Admiral Makarov St., Moscow, 125212, Russia, tel: 8-916-532-03-22, e-mail: voropaevaea2011@gmail.ru.
The article summarizes own results on interactions between probiotic bacterial lectins and clinical strains of Candida species. It shows differences of probiotic lectin actions towards C. non-albicans. It formulates new features of pathogenicity of Candida. Screening of Lactobacillus isolates of a healthy urogenital human biotope has been performed using Acilact lectins. Lactobacilli populations have been classified into groups. Results indicate regulatory discriminative stimulus properties of lectins of probiotic microorganisms towards both potentially pathogenic and probiotic
compartments of the human biotope microbiocenosis.
Key words: lectins, probiotics, lactobacilli, bifidobacteria, Candida, biotope.
Введение. Исследование пробиотических процессов в организме человека является долговременной стратегической задачей [3]. Лектиновые процессы распознавания широко распространены в биоэкосистемах [4, 13, 14]. Роль лектинов пробиотиков во взаимоотношениях условно-патогенного и пробиотического компартментов микробиоценоза биотопа недостаточно исследована.
Цель: оценить роль лектинов пробиотических микроорганизмов (ЛП) в микробиоценозе биотопа урогенитального тракта.
Материалы и методы исследования. Источниками лектинов служили штаммы L. helveticus NK1, L. helveticus 100аш и L. casei/paracasei K3III24 пробиотика «Ацилакт» (табл. 1). Лектины использовали в субгемагглютинирующих концентрациях. Препараты лектинов лактобацилл (ЛЛ) и лектины бифидобактерий (ЛБ) получали из культуральной жидкости с использованием фракционирования супернатанта и изоэлектрофокусирования в полиакриламидном геле [11]. Лектины взаимодействовали с маннанами и муцинами. Препараты пробиотических лектинов не содержали оксидазо-редуктазной системы.
Таблица 1
Пробиотические штаммы лактобацилл и бифидобактерий человека, использованные в качестве источников лектинов
Виды*, штаммы Предшествующие названия Примеры использования в пробиотиках
L. helveticus NK1 L. acidophilus NK1 Ацилакт, Нормоспектрум, Полибактерин
L. casei/paracasei K3III24 L. acidophilus K3III24 Ацилакт, Нормоспектрум
L. helveticus 100^ L. acidophilus 100ash Ацилакт
B. longum MC-42 B. adolescentis MC-42 Бифидин
B. bifidum № 1 B. bifidum № 1 Бифидок, Бифидумбактерин
Примечание: * - [2, 9] источники литературы
Клинические штаммы видов Candida изолировали из урогенитального тракта пациентов, наблюдавшихся в Клиническом диагностическом центре ФБУН «МНИИЭМ им. Г.Н. Габричевского» Роспотребнадзора. Виды рода Candida идентифицировали с помощью стандартных хромогенных агаровых сред (HiMedia Lab. Pvt. Ltd., Индия). Биотопы, из которых были выделены клинические штаммы кандид, характеризовались дефицитом пробиотических бактерий (табл. 2). Штаммы Candida выращивали на агаре со средой Сабуро в стандартных условиях при 37 °C 1-2 суток [6]. В работе использованы также суспензионные культуры штаммов кандид [7].
Таблица 2
Характеристика урогенитальных клинических штаммов Candida non-albicans, использованных в работе
Виды Штаммы Лактобациллы в образцах, КОЕ/мл Бифидобактерии в образцах
C. tropicalis 73 > 105 Нет
C. tropicalis 633 > 104 Нет
C. tropicalis 665 > 104 Нет
C. tropicalis 738 > 104 Нет
C. krusei 396 > 105 > 103
C. krusei 584 Нет Нет
C. krusei 660 > 105 > 103
C. krusei 687 > 105 > 103
Лактобациллы выращивали 2-3 суток при 37 °С в анаэробных генбоксах (GENbox, BioVerieux, Франция) на среде Lactobacillus MRC Agar (HiMedia Lab., Индия), а также с использованием среды Шадлера [Shaedler] на агаровой основе. Бактерии культивировали в стандартных условиях в присутствии диск-лектинов на агаре или после внесения лектинов в суспензии бактерий с известной оптической плотностью (D540) [6, 7]. Рассчитывали количество колониеобразующих единиц КОЕ/мл с учетом разведений препарата лектинов.
Определение концентрации культуры по оптической плотности (D540) проводили на денсиломет-ре (Densi-la-Meter, Erba Lachema, Чешская Республика). Диск-лектины получали и использовали так, как описано ранее [6, 12]. На агаре измеряли диаметры зон вокруг дисков с отсутствием роста бактерий.
Анализ взаимодействия лектинов и суспензий Candida в микропанели проводили так, как опи-
сано ранее [7]. Измеряли оптическую плотность (D620, светофильтр 620 нм) с использованием ридера Multiscan EX (ThermoLabsystems, Helsinki, Finland).
Все результаты усреднены не менее чем по трем измерениям. При сравнении величин использовали критерий Стьюдента (t), с оценкой p < 0,05, подтверждающей статистическую достоверность различий.
Результаты исследования и их обсуждение. Ранее было показано и охарактеризовано антипатогенное действие ЛП против клинических штаммов различных видов кандид и стафилококков [6, 7, 12, 17]. Выявлено, что патогенность видов кандид коррелирует не только с их чувствительностью к антимикотикам, но и присутствием ЛП. Так, антимикотическое действие ЛП было более выраженным к клиническим штаммам C. albicans (более патогенны по сравнению с C. tropicalis и C. krusei) при сравнении с штаммами видов С. non-albicans (C. tropicalis и C. krusei). В одинаковых условиях эксперимента выраженность взаимодействия ЛП с кандидами статистически достоверно различалась между видами и уменьшалась в ряду снижения патогенности вида [6, 7].
Характер взаимодействия ЛЛ со штаммами лактобацилл в суспензиях указывает на наличие трех групп лактобацилл в нормальном урогенитальном биотопе человека (табл. 3 и 4). Группа III не выявлялась при высоких плотностях суспензий (табл. 3), по-видимому, из-за усиления лектин-независимых межклеточных взаимодействий. Группа III достоверно отличалась от групп I или II. Поэтому в дальнейшем использовались суспензии бактерий с плотностями 0,5-1,0, позволяющие одновременно исследовать большее число активностей лектинов. Такие плотности суспензий при исследовании влияния лектинов использовались как оптимальные и ранее (в отношении других микроорганизмов) [7]. По мере снижения рабочей концентрации ЛЛ усиливались различия между группами I и II, или II и III, которые становились статистически достоверными при субцитоаглютинирующих дозах лектинов. Достоверность различий между I и II группами усиливалась при повышенной плотности суспензий. Препарат ЛЛ в разбавлениях в 10-1 000 раз проявлял бактериостатическое действие в отношении штаммов 296, 2, 14 и 30. Препарат оказывал умеренное бактериостатическое действие на штаммы 21 и 51 при разбавлениях 1 : 100 и выше. Исследование ЛЛ в более широком диапазоне концентраций в отношении изолята 856 показало выраженное бактериостатическое действие препарата в разбавлениях в 10-1 000 раз. Значение плотности суспензии (D540) лактобацилл до внесения лектинов мало влияло на характер взаимодействия препарата с клетками.
Таблица 3
Взаимодействие лектинов лактобацилл с суспензиями штаммов лактобацилл, _изолированных из нормального урогенитального биотопа человека_
Штаммы Разведение препарата
1 : 10 1 : 100 1 : 1 000 1 : 10 1 : 100 1 : 1 000
А Б В Г Д Е
2 50,0 ± 10,0 4,0 ± 1,0 1,0 ± 0,5 10,0 ± 2,0 3,0 ± 1,0 1,0 ± 0,5
9 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0
14 5,0 ± 1,0 4,0 ± 1,0 1,0 ± 0,5 5,0 ± 1,0 3,0 ± 1,0 1,0 ± 0,5
15 1,0 ± 0,5 1,0 ± 0,5 1,0 ± 0,5 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0
21 5,0 ± 1,0 3,0 ± 1,0 1,0 ± 0,5 5,0 ± 1,0 4,0 ± 1,0 1,0 ± 0,5
30 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 10,0 ± 2,0 1,0 ± 0,5 1,0 ± 0,5 1,0 ± 0,5
51 5,0 ± 1,0 1,0 ± 0,5 1,0 ± 0,5 10,0 ± 2,0 5,0 ± 1,0 3,0 ± 1,0
53 5,0 ± 1,0 4,0 ± 1,0 1,0 ± 0,5 5,0 ± 1,0 3,0 ± 1,0 1,0 ± 0,5
54 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0
215 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0
239 1,0 ± 0,5 1,0 ± 0,5 5,0 ± 1,0 1,0 ± 0,5 1,0 ± 0,5 1,0 ± 0,5
288 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0
296 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 50,0 ± 10,0 50,0 ± 10,0 3,0 ± 1,0
664 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0
683 1,0 ± 0,5 5,0 ± 1,0 6,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0 5,0 ± 1,0
856 1,0 ± 0,5 1,0 ± 0,5 1,0 ± 0,5 50,0 ± 10,0 5,0 ± 1,0 1,0 ± 0,5
Примечание: в рядах разбавления лектинов для каждого штамма даны значения относительной выраженности числа бактерий в одном и том же объеме суспензии [15] через сутки контакта с ЛЛ; использовали суспензии с плотностью 0,5 (А, Б, В) или 5,0 (Г, Д, Е) при 540 нм [15]; стоковая концентрация лектинов - 100 мкг/мл
Таблица 4
Группы лактобацилл, выявленные в нормальном урогенитальном биотопе человека,
по данным взаимодействия с лектинами_
Группы Разведение препарата
штаммов 1 : 10 1 : 100 1 : 1 000 1 : 10 1 : 100 1 : 1 000
А Б В Г Д Е
I (9, 15, 54, 215, 4,43 ± 1,51 4,00 ± 1,85 4,01* ± 1,26 5,00 ± 0,00 5,00* ± 0,00 5,00* ± 0,00
288, 296, 664, 856)
II (2, 14, 21, 51, 53) 14,00 ± 7,48 3,20 ± 1,30 1,00* ± 0,00 7,00 ± 2,74 3,60* ± 0,89 1,40* ± 0,88
III (30, 239, 683) 2,33 ± 2,31 3,67 ± 2,71 7,00* ± 2,65 Нет Нет Нет
Примечание: группы штаммов включают в себя: I - резистентные к ЛЛ (не реагируют на изменение концентрации ЛЛ); II - для чувствительности требуются относительно высокие концентрации ЛЛ (снижение чувствительности по мере снижения концентрации ЛЛ); III - чувствительность к низким концентрациям ЛЛ (сенсорные штаммы: возрастание чувствительности к ЛЛ по мере снижения их концентрации); даны значения относительной выраженности числа бактерий в одном и том же объеме суспензии через сутки контакта с ЛЛ; суспензии с плотностью 0,5 (А, Б, В) или 5,0 (Г, Д, Е); *различия достоверны в случаях В между группами I и II или между группами II и III (р < 0,05), а также в случаях Дмежду группами I и II (р < 0,01) и Е между группами I и II (р < 0,01); исходная концентрация лектинов - 100 мкг/мл
Результаты дополнительных исследований различных концентраций препарата в условиях роста культуры на плотной дифференциальной среде в присутствии дисков с ЛЛ подтвердили антагонистическое действие катионных ЛЛ в отношении лактобацилл в разбавлениях 1 : 10 и 1 : 100 (табл. 5). Результаты были сходны с данными, полученными другим методом (табл. 3, 4). Препарат ЛЛ оказывал выраженное или умеренное бактериостатическое действие в отношении ряда штаммов. Суспензии лактобацилл с плотностью 2 позволяли более отчетливо выявлять эффект супрессии роста по сравнению с суспензиями с плотностью 1.
Таблица 5
Взаимодействие лектинов лактобацилл поверхности дисков с штаммами лактобацилл, _изолированных из нормального урогенитального биотопа человека_
Группы Разведения препарата
штаммов 1 : 10 1 : 10 1 : 100 1 : 100
А Б В Г
I (14, 51, 215, 288, 664, 683) 15,17 ± 1,83 14,50* ± 1,22 14,51 ± 1,23 15,49* ± 1,22
II (2, 15, 21, 30, 53, 54, 296) 15,57 ± 2,82 15,00* ± 1,55 16,14 ± 3,18 19,43* ± 3,10
III (9, 239, 856) 14,67 ± 1,15 23,67* ± 6,32 14,66 ± 1,16 18,33 ± 5,86
Примечание: исходные суспензии лактобацилл с плотностью 2 (А, В) или 1 (Б, Г). Даны диаметры зон отсутствия роста (мм); группы лактобацилл включают в себя относительно устойчивые штаммы к ЛЛ (I), штаммы с слабой чувствительностью к ЛЛ (II) и штаммы с повышенной чувствительностью к ЛЛ (III); *различия достоверны в случае Б между группами I или II и III (p < 0,05) и в случае Г между группами I и II (p < 0,05); исходная концентрация лектинов - 100 мкг/мл
С учетом данных таблиц 1 и 2 штаммы лактобацилл были разделены на функциональные группы (табл. 6). В работе установлены взаимоотношения между лектинами, продуцируемыми пробиоти-ческими бактериями (их консорциумами, как в случае пробиотика «Ацилакт»), и варьирующими популяциями полезной микрофлоры (на примере лактобацилл).
Таблица 6
Функциональное типирование по группам популяций лактобацилл нормофлоры урогенитального
биотопа на основании их отношения к лектинам пробиотических лактобацилл
Группы Штаммы Отношение к лектинам Предполагаемые функции популяций в биотопе, важные для биотехнологии
1 2 3 4
I 215, 664, 288 Устойчивые в различных условиях тестирования Пробиотик-подобные популяции, устойчивые к сигналам экзопробио-тиков
II, III 2, 9, 14, 15, 21, 30, 51, 53, 54, 239, 296, 683, 856 Чувствительные Модулируемый/управляемый пробиотическим компартментом пул популяций
1 2 3 4
II/I, I/II 14, 15, 51, 54, 296 Устойчивые в одних и слабо супрессируемые в других условиях Близкие к пробиотик-подобным популяции с обратимыми изменениями
III/I, I/III 9, 683 Устойчивые в одних и слабо индуцируемые в других условиях Близкие к пробиотик-подобным популяции с обратимыми изменениями
II/III 30, 856 Выраженно модулируемые Сенсорные/сигнальные, образующие инфосеть, участники чувства кворума (QS)
II 2, 21, 53 Супрессируемые выраженно и умеренно Мишени элиминации пробиотиками: ослабленные, неконкурентные, слабо измененные в сторону патологии
III 239 Выраженно индуцируемый Активный участник чувства кворума (QS), вовлекаемый в регуляцию плотности популяции
Лектиновые системы потенциального пробиотического компартмента биотопов (на примере лактобацилл и бифидобактерий) реализуют спектр полезных для человека активностей и тем самым участвуют в сигнальных коммуникациях в направлениях «Микроб - Микроб» и «Микроб - Хозяин» [5, 11, 12]. Другими авторами подтверждено наличие у лактобацилл наборов муцин-связывающих белков с мало исследованными свойствами [16, 18]. Участие белковых компонентов пробиотических бактерий в сети коммуникаций типа чувства кворума [QS: quorum sensing] и перекрестного разговора [cross-talking] в обоих направлениях в настоящее время находит новые подтверждения [8, 10, 16]. Анализ секретома лактобацилл выявил набор типов лектиновых и сходных с лектинами ключевых метаболомных белков, в том числе «сброшенных» с клеточной поверхности [16, 18]. Можно ожидать, что экспонирование на поверхности лактобацилл сходных с препаратом ЛЛ муцин-связывающих белков (характерно для пробиотических хорошо адгезирующих лактобацил) не будет приводить к существенным взаимодействиям таких популяций с ЛЛ (возможен скрининг кандидатных пробиоти-ческих штаммов). Экспонирование гидрофобных липотейхоевых кислот, наоборот, усилит взаимодействие таких популяций лактобацилл с ЛЛ, что может привести к модуляции дальнейшего роста биомассы. В то же время присутствие на поверхности гидрофильных экзополимеров (экзополисаха-ридов и других) может обеспечить другую направленность сорбции ЛЛ и тем самым вызвать другого рода метаболические активности таких популяций. Вместе с тем можно говорить о влиянии ЛЛ на синергидное кофункционирование потенциального консорциума лактобацилл биотопа. В этом смысле систему «Популяции лактобацилл - эндогенные ЛЛ» можно рассматривать как саморегулирующуюся, обеспечивающую здоровый статус биотопа. Учитывая штаммовый состав Ацилакта [1], можно предположить участие ЛЛ в регуляции межвидовых и внутривидовых взаимоотношений лактоба-цилл в биотопе.
Заключение. Лектины пробиотической нормофлоры вовлекаются в процессы чувства кворума лактобацилл в условиях совместной инкубации. Результаты свидетельствуют о наличии ауторегуля-торных, дифференцированно модулирующих рост популяций лактобацилл активностей лектинов пробиотиков. Полученные данные подтверждаются и другими исследователями, показавшими, что изменение локальной концентрации (плотности суспензии) популяций лактобацилл в условиях выживания и стресса регулирует метаболическую сеть и обратимый морфогенез лактобацилл [2, 5]. Лектины пробиотических микроорганизмов в организме человека активно участвуют в сигнальном мониторинге поддержки здорового статуса биотопа: осуществляют надзор против экспрессии негативных свойств условно-патогенной микрофлоры (потенциально патогенного компартмента биотопа); поддерживают пробиотическую микрофлору (при ее отсутствии имитируют функции пробиоти-ков); кофункционируют с защитными системами человека. Сигнальный характер взаимоотношений имеет место как в горизонтальном направлении (Микроб - Микроб), так и в направлении высокоиерархического интерактома человека.
Полученные данные указывают на новые перспективные области применения лектинов пробиоти-ков в индустриальной (скрининг и отбор про- и синбиотических консорциумов) и медицинской (использование лектинов как вспомогательных ингредиентов лекарств) биотехнологии и микробиологии.
Список литературы
1. Ботина, С. Г. Молекулярно-биологические подходы к отбору бактериальных культур при создании заквасок для биотехнологии : автореф. дис. ... д-ра биол. наук / С. Г. Ботина. - М., 2011. - 46 с.
2. Голод, Н. А. Адаптация молочнокислых бактерий к неблагоприятным для роста условиям / Н. А. Голод, Н. Г. Лойко, А. Л. Мулюкин, А. Л. Нейматов, Л. И. Воробьева, Н. Е. Сузина, Е. Ф. Шаненко, В. Ф. Галь-ченко, Г. И. Эль-Регистан // Микробиология. - 2009. - Т. 78, № 3. - С. 317-327.
3. Лахтин, В. М. Стратегические аспекты конструирования пробиотиков будущего / В. М. Лахтин, С. С. Афанасьев, В. А Алешкин, Ю. В. Несвижский, В. В. Поспелова, М. В. Лахтин, Е. А. Воропаева, Ю. В. Черепанова, Ю. В. Агапова // Вестник РАМН. - 2008. - № 2. - С. 33-44.
4. Лахтин, М. В. Лектин-гликоконъюгатные системы в организме человека / М. В. Лахтин, А. В. Караулов, В. М. Лахтин, В. А. Алешкин, С. С. Афанасьев, Ю. В. Несвижский, М. С. Афанасьев, Е. А. Воропаева,
A. В. Алешкин // Иммунопатология, аллергология, инфектология. - 2012. - № 1. - С. 27-36.
5. Лахтин, М. В. Роль лектинов пробиотических микроорганизмов в жизнеобеспечении макроорганизма / М. В. Лахтин, В. А. Алешкин, В. М. Лахтин, Ю. В. Несвижский, С. С. Афанасьев, В. В. Поспелова // Вестник РАМН. - 2010. - № 2. - С. 3-8.
6. Лахтин, М. В. Поведение патогенных грибов рода Сandida в присутствии пробиотических лектинов / М. В. Лахтин, В. А. Алешкин, В. М. Лахтин, Х. М. Галимзянов, С. С. Афанасьев, А. В. Караулов, Ю. В. Несвижский, А. Л. Байракова, Е. А. Воропаева, А. В. Алешкин, Е. О. Рубальский // Астраханский медицинский журнал. - 2011. - Т. 6, № 2. - С. 73-76.
7. Лахтин, М. В. Поведение Candida tropicalis и Candida krusei в присутствии пробиотических лектинов / М. В. Лахтин, В. А. Алешкин, В. М. Лахтин, С. С. Афанасьев, А. В. Караулов, Х. М. Галимзянов, Ю. В. Несвижский, А. Л. Байракова, Е. А. Воропаева, А. В. Алешкин, Е. О. Рубальский // Астраханский медицинский журнал. - 2011. - Т. 6, № 3. - С. 97-101.
8. Петров, Л. Н. QS-системы у бактерий и перспективы создания новых метаболитных пробиотических препаратов / Л. Н. Петров, Т. Я. Вахитов, В. М. Бондаренко, А. А. Воробьев // Вестник РАМН. - 2006. - № 1. -С. 38-45.
9. Субботина, М. Е. Разработка методики генотипирования бифидобактерий на основе двухлокусного секвенирования с целью видовой идентификации штаммов : автореф. дис. ... канд. биол. наук / М. Е. Субботина. - М., 2009. - 21 с.
10. Bernardo, D. Microbiota/host crosstalk biomarkers: regulatory response of human intestinal dendritic cells exposed to Lactobacillus extracellular encrypted peptide / D. Bernardo, B. Sanchez, H. O. Al-Hassi, E. R. Mann, M. C. Urdaci, S. C. Knight, A. Margolles // PLoS ONE. 2012. - Vol. 7, № 5. - e36262. doi:10.1371.
11. Lakhtin, V. M. Lactobacillus and bifidobacteria! lectins as possible signal molecules regulating intra- and interpopulation bacteria-bacteria and host-bacteria relationships. Part I. Methods of bacterial lectin isolation, physico-chemical characterization and some biological activity investigation / V. M. Lakhtin, M. V. Lakhtin, V. V. Pospelova,
B. A. Shenderov // Microb. Ecol. Health. Dis. - 2006. - Vol. 18, № 1. - P. 55-60.
12. Lakhtin, M. V. Probiotic lactobacillus and bifidobacterial lectins against Candida albicans and Staphylococcus aureus clinical strains: new class of pathogen biofilm destructors / M. V. Lakhtin, V. A. Aleshkin, V. M. Lakhtin, S. S. Afanasyev, L. V. Pozhalostina, V. V. Pospelova // Probiotics & Antimicrobial Proteins. - 2010. - Vol. 2, № 3. -Р. 186-196.
13. Lakhtin, V. M. Lectins of living organisms. The overview / V. M. Lakhtin, M. V. Lakhtin, V. A. Aleshkin // Anaerobe. - 2011. - Vol. 17, № 6. - P. 452-455.
14. Lakhtin, M. V. Lectins of beneficial microbes: system organization, functioning and functional superfamily / M. V. Lakhtin, V. M. Lakhtin, V. A. Aleshkin, S. S. Afanasiev // Beneficial Microbes. - 2011. - Vol. 2, № 2. -P. 155-165.
15. Lakhtin, M. V. Interaction of probiotic bacterial lectins to Candida species / M. V. Lakhtin, V. M. Lakhtin, A. Bajrakova, A. V. Aleshkin, S. S. Manasiev, V. A. Aleshkin // Materialy VIII mezinarodni vedecko - prakticka conference «Veda a technologie : krok do budoucnosti - 2012». - Dil 29. Biologické vedy: Praha. Publishing House «Education and Science». ISBN 978-966-8736-05-6.
16. Lebeer, S. Genes and molecules of lactobacilli supporting probiotic action / S. Lebeer, J. Van Der Leyden, S. C. J. De Keersmaecker // Microbiol. Mol. Biol. Rev. - 2008. - Vol. 72. - P. 728-764.
17. Probiotics. Режим доступа : http://www.intechopen.com/books/probiotics, свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. англ. - Дата обращения : 11.01.2013.
18. Zhou, M. LAB-Secretome: a genome-scale comparative analysis of the predicted extracellular and surface-associated proteins of lactic acid bacteria / M. Zhou, D. Theunissen, M. Wels, R. J. Siezen // BMC Genomics. - 2010. -Vol. 11. - Р. 651.
References
1. Botina S. G. Molekulyarno-biologicheskie podkhody k otboru bakterial'nykh kul'tur pri sozdanii zakvasok dlya biotekhnologii: avtoreferat dissertatsii doktora biologicheskikh nauk [Molecular biological approaches to the selection of bacterial culture when fermenting for biotechnology. Abstract of thesis of Doctor of Medical Sciences]. Moscow, 2011, 46 p.
2. Golod N. A., Loyko N. G., Mulyukin A. L., Neymatov A. L., Vorobeva L. I., Suzina N. E., Shanenko E. F., Gal'chenko V. F., El-Registan G. I. Adaptatsiya molochnokislykh bakteriy k neblagopriyatnym dlya rosta usloviyam [Adaptation of lactic acid bacteria to unfavourable conditions]. Mikrobiologiya [Microbiology], 2009, vol. 78, no. 3, pp. 317-327.
3. Lakhtin V. M., Afanasev S. S., Aleshkin V. A., Nesvizhskiy Yu. V., Pospelova V. V., Lakhtin M. V., Vo-ropaeva E. A., Cherepanova Yu. V., Agapova Yu. V. Strategicheskie aspekty konstruirovaniya probiotikov budushchego [Strategic aspects of development of future probiotics]. Vestnik RAMN [Herald of RAMS], 2008, no. 2, pp. 33-44.
4. Lakhtin M. V., Karaulov A. V., Lakhtin V. M., Aleshkin V. A., Afanas'ev S. S., Nesvizhskiy Yu. V., Afanas'ev M. S., Voropaeva E. A., Aleshkin A. V. Lektin-glikokonyugatnye sistemy v organizme cheloveka [Lectin -glycoconjugates systems in the human organism]. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya [Immunopathology, allergology, infectology], 2012, no. 1, pp. 27-36.
5. Lakhtin M. V., Aleshkin V. A., Lakhtin V. M., Nesvizhskiy Yu. V., Afanasev S. S., Pospelova V. V. Rol' lektinov probioticheskikh mikroorganizmov v zhizneobespechenii makroorganizma [The role of lectins of probiotic microorganisms in life support of a macroorganism]. Vestnik RAMN [Herald of RAMS], 2010, no. 2, pp. 3-8.
6. Lakhtin M. V., Aleshkin V. A., Lakhtin V. M., Galimzyanov Kh. M., Afanas'ev S. S., Karaulov A. V., Nesvizhskiy Yu. V., Bayrakova A. L., Voropaeva E. A., Aleshkin A. V., Rubal'skiy E. O. Povedenie patogennykh gribov roda Sandida v prisutstvii probioticheskikh lektinov [The behavior of Candida pathogenic fungi in the presence of probiotc lectins]. Astrakhanskiy meditsinskiy zhurnal [Astrakhan Medical Journal], 2011, vol. 6, no. 2, pp. 73-76.
7. Lakhtin M. V., Aleshkin V. A., Lakhtin V. M., Afanas'ev S. S., Karaulov A. V., Galimzyanov Kh. M., Nesvizhskiy Yu. V., Bayrakova A. L., Voropaeva E. A., Aleshkin A. V., Rubal'skiy E. O. Povedenie Candida tropicalis i Candida krusei v prisutstvii probioticheskikh lektinov [The behavior of Candida tropicalis and Candida krusei in the presence of probiotc lectins]. Astrakhanskiy meditsinskiy zhurnal [Astrakhan Medical Journal], 2011, vol. 6, no. 3, pp. 97-101.
8. Petrov L. N., Vakhitov T. Ya., Bondarenko V. M., Vorob'ev A. A. QS-sistemy u bakteriy i perspektivy soz-daniya novykh metabolitnykh probioticheskikh preparatov [QS-systemsof bacteria and opportunities for creation of new metabolic pro biotocs]. Vestnik RAMN [Herald of RAMS], 2006, no. 1, pp. 38-45.
9. Subbotina M. E. Razrabotka metodiki genotipirovaniya bifidobakteriy na osnove dvukhlokusnogo sekveniro-vaniya s tsel'yu vidovoy identifikatsii shtammov: avtoreferat dissertatsii kandidata biologicheskikh nauk [Development of a method of bifidobacteria genotyping on the basis of dual-locus sequencing to identify the strain species. Abstract of thesis of Doctor of Medical Sciences]. Moscow, 2009, 21 p.
10. Bernardo, D., Sanchez B., Al-Hassi H. O., Mann E. R., Urdaci M. C., Knight S. C., Margolles A. Microbi-ota/host crosstalk biomarkers: regulatory response of human intestinal dendritic cells exposed to Lactobacillus extracellular encrypted peptide PLoS ONE, 2012, vol. 7, no. 5: e36262. doi:10.1371.
11. Lakhtin, V. M., Lakhtin M. V., Pospelova V. V., Shenderov B. A. Lactobacillus and bifidobacterial lectins as possible signal molecules regulating intra- and interpopulation bacteria-bacteria and host-bacteria relationships. Part I. Methods of bacterial lectin isolation, physicochemical characterization and some biological activity investigation. Microb. Ecol. Health. Dis., 2006, vol. 18, no. 1, pp. 55-60.
12. Lakhtin M. V., Alyoshkin V. A., Lakhtin V. M., Afanasyev S. S., Pozhalostina L. V., Pospelova V. V. Pro-biotic lactobacillus and bifidobacterial lectins against Candida albicans and Staphylococcus aureus clinical strains: new class of pathogen biofilm destructors. Probiotics & Antimicrobial Proteins, 2010, vol. 2, no. 3, pp. 186-196.
13. Lakhtin V. M., Lakhtin M. V., Aleshkin V. A. Lectins of living organisms. The overview. Anaerobe, 2011, vol. 17, no. 6, pp. 452-455.
14. Lakhtin M. V., Lakhtin V. M., Aleshkin V. A., Afanasiev S. S. Lectins of beneficial microbes: system organization, functioning and functional superfamily. Beneficial Microbes., 2011, vol. 2, no. 2, pp. 155-165.
15. Lakhtin M. V., Lakhtin V. M., Bajrakova A., Aleshkin A. V., Afanasiev S. S., Aleshkin V. A. Interaction of probiotic bacterial lectins to Candida species. Materialy VIII mezinarodni vedecko - prakticka conference «Veda a technologie: krok do budoucnosti - 2012». - Dil 29. Biologicke vedy: Praha. Publishing House «Education and Science». ISBN 978-966-8736-05-6.
16. Lebeer S., Van Der Leyden J., De Keersmaecker S. C. J. Genes and molecules of lactobacilli supporting probiotic action. Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2008, vol. 72, pp. 728-764.
17. Probiotics. Available at: http://www.intechopen.com/books/probiotics (accessed 11 January 2013).
18. Zhou M., Theunissen D., Wels M., Siezen R. J. LAB-Secretome: a genome-scale comparative analysis of the predicted extracellular and surface-associated proteins of lactic acid bacteria. BMC Genomics, 2010, vol. 11, pp. 651.
