Научная статья на тему 'Влияние плазмидного состава Yersinia pestis на образование биопленки в организме блох с разной векторной активностью'

Влияние плазмидного состава Yersinia pestis на образование биопленки в организме блох с разной векторной активностью Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
59
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
YERSINIA PESTIS / ПЛАЗМИДНЫЙ СОСТАВ / БЛОХИ / БИОПЛЕНКА / СМЕРТНОСТЬ ПЕРЕНОСЧИКОВ / PLASMID CONTENT / FLEAS / BIOFILM / DEATH RATE OF VECTORS

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Базанова Л.П., Токмакова Е.Г., Воронова Г.А., Балахонов С.В.

Цель. Анализ влияния плазмидного состава возбудителя чумы на формирование биопленки in vivo и смертность блох-переносчиков с разной векторной активностью в эксперименте. Материалы и методы. Использованы три штамма Yersinia pestis: вирулентные И-3230 (pYT, pYV, pYP) и И-2638 (pYT, pYV, pYP, pTP 33) и селекционированный от него авирулентный изогенный клон И-3480, утративший две плазмиды (pYV, pYP). Искусственно инфицировали блох трех видов: 477 особей Xenopsylla cheopis (высокоактивный переносчик), 441 Citellophilus tesquorum (активный переносчик), 519 Frontopsylla luculenta (малоактивный переносчик). Особенности формирования в организме блох биопленки Y. pestis оценивали по доле особей с бактериальными «глыбками» и «блоками» за подкормку. Смертность насекомых определяли по доле мертвых при каждой подкормке. Результаты. У всех трех видов блох, зараженных штаммами возбудителя, имеющими дополнительную плазмиду pTP33 (И-2638 и И-3480), отмечено увеличению числа особей с различными формами биопленки по сравнению с трехплазмидным штаммом И-3230. У X. cheopis это происходило за счет блокированных насекомых, у C. tesquorum преимущественно за счет блох, содержавших «глыбки», у F. luculenta определялось полностью эктопаразитами с «глыбками». Доля погибших за подкормку X. cheopis и C. tesquorum была выше среди эктопаразитов, инфицированных штаммом И-3230, а F. luculenta И-2638. Заключение. Штаммы Y. pestis, обладавшие дополнительным репликоном pTP33, образовывали биопленку у зараженных насекомых чаще и большего размера, чем штамм классического трехплазмидного варианта. Влияние плазмидного состава штаммов на смертность зараженных ими блох зависело от вида переносчика.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Базанова Л.П., Токмакова Е.Г., Воронова Г.А., Балахонов С.В.

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

INFLUENCE OF YERSINIA PESTIS PLASMID CONTENT ON BIOFILM FORMATION IN FLEAS WITH DIFFERENT VECTOR ACTIVITY

Aim. Influence of the plague agent plasmid content on biofilm formation in vivo and death rate of fleas-vectors with different vector activity in experiment were analyzed. Materials and methods. Three Yersinia pestis strains: virulent I-3230 (pYT, pYV, pYP) and I-2638 (pYT, pYV, pYP, pTP 33), and its selected avirulent isogenic clone I-3480 lacking two plasmids (pYV, pYP) were used. Three species of fleas were artificially infected: 477 individuals of Xenopsylla cheopis (a highly active vector), 441 Citellophilus tesquorum (an active vector), 519 Frontopsylla lucu-lenta (a low-active vector). The peculiarities of Y. pestis biofilm formation in fleas were estimated by a portion of individuals with bacterial «conglomerates» and «blocks» for a feeding. Death rate of the insects was defined by the percent of the dead fleas at each feeding. Results. All three flea species infected by Y. pestis strains carrying an additional plasmid pTP33 (I-2638 and I-3480) demonstrated the increase of the individual number with various biofilm forms in comparison with the three-plasmid strain I-3230. In X. cheopis it occurred due to the blocked insects, in C. tesquo-rum mainly due to the fleas containing «conglomerates», in F. luculenta it was completely connected with ectoparasites with «conglomerates». A share of X. cheopis and C. tesquorum died at a feeding was higher in ectoparasites infected with I-3230 strain and F. luculenta infected by I-2638. Conclusion. Y. pestis strains possessing an additional replicon pTP33 formed a biofilm in the infected insects more often and larger size than a classical three-plasmid variant. Influence of the strain plasmid content on death rate of the infected fleas depended on a vector species.

Текст научной работы на тему «Влияние плазмидного состава Yersinia pestis на образование биопленки в организме блох с разной векторной активностью»

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2018

Л.П.Базанова, Е.Г.Токмакова, Г.А.Воронова, С.В.Балахонов

ВЛИЯНИЕ ПЛАЗМИДНОГО СОСТАВА YERSINIA PESTIS НА ОБРАЗОВАНИЕ БИОПЛЕНКИ В ОРГАНИЗМЕ БЛОХ С РАЗНОЙ ВЕКТОРНОЙ АКТИВНОСТЬЮ

Иркутский научно-исследовательский противочумный институт

Цель. Анализ влияния плазмидного состава возбудителя чумы на формирование биопленки in vivo и смертность блох-переносчиков с разной векторной активностью в эксперименте. Материалы и методы. Использованы три штамма Yersinia pestis: вирулентные И-3230 (pYT, pYV, pYP) и И-2638 (pYT, pYV, pYP, pTP 33) и селекционированный от него авирулентный изогенный клон И-3480, утративший две плазмиды (pYV, pYP). Искусственно инфицировали блох трех видов: 477 особей Xenopsylla cheopis (высокоактивный переносчик), 441 — Citellophilus tesquorum (активный переносчик), 519 — Frontopsylla luculenta (малоактивный переносчик). Особенности формирования в организме блох биопленки Y. pestis оценивали по доле особей с бактериальными «глыбками» и «блоками» за подкормку. Смертность насекомых определяли по доле мертвых при каждой подкормке. Результаты. У всех трех видов блох, зараженных штаммами возбудителя, имеющими дополнительную плазмиду pTP33 (И-2638 и И-3480), отмечено увеличению числа особей с различными формами биопленки по сравнению с трехплазмидным штаммом И-3230. У X. cheopis это происходило за счет блокированных насекомых, у C. tesquorum — преимущественно за счет блох, содержавших «глыбки», у F. luculenta определялось полностью эктопаразитами с «глыбками». Доля погибших за подкормку X. cheopis и C. tesquorum была выше среди эктопаразитов, инфицированных штаммом И-3230, а F. luculenta — И-2638. Заключение. Штаммы Y. pestis, обладавшие дополнительным репликоном pTP33, образовывали биопленку у зараженных насекомых чаще и большего размера, чем штамм классического трехплазмидного варианта. Влияние плазмидного состава штаммов на смертность зараженных ими блох зависело от вида переносчика.

Журн. микробиол., 2018, № 2, С. 76—83

Ключевые слова: Yersinia pestis, плазмидный состав, блохи, биопленка, смертность переносчиков

L.P.Bazanova, E.G.Tokmakova, G.A.Voronova, S.V.Balakhonov

INFLUENCE OF YERSINIA PESTIS PLASMID CONTENT ON BIOFILM FORMATION IN FLEAS WITH DIFFERENT VECTOR ACTIVITY

Irkutsk Research Institute for Plague Control, Russia

Aim. Influence of the plague agent plasmid content on biofilm formation in vivo and death rate of fleas-vectors with different vector activity in experiment were analyzed. Materials and methods. Three Yersinia pestis strains: virulent I-3230 (pYT, pYV, pYP) and I-2638 (pYT, pYV, pYP, pTP 33), and its selected avirulent isogenic clone I-3480 lacking two plasmids (pYV, pYP) were used. Three species of fleas were artificially infected: 477 individuals of Xenopsylla cheopis (a highly active vector), 441 — Citellophilus tesquorum (an active vector), 519 — Frontopsylla luculenta (a low-active vector). The peculiarities of Y. pestis biofilm formation in fleas were estimated by a portion of individuals with bacterial «conglomerates» and «blocks» for a feeding. Death rate of the insects was defined by the percent of the dead fleas at each feeding. Results. All three flea species infected by Y. pestis strains carrying an additional plasmid pTP33 (I-2638 and I-3480) demonstrated the increase of the individual number with various biofilm forms in comparison with the three-plasmid strain I-3230. In X. cheopis it occurred due to the blocked insects, in C. tesquorum — mainly due to the fleas containing «conglomerates», in F. luculenta it was completely connected with ectoparasites with «conglomerates». A share of X. cheopis and C. tesquorum died at a

feeding was higher in ectoparasites infected with I-3230 strain and F. luculenta — infected by I-2638. Conclusion. Y. pestis strains possessing an additional replicon pTP33 formed a biofilm in the infected insects more often and larger size than a classical three-plasmid variant. Influence of the strain plasmid content on death rate of the infected fleas depended on a vector species.

Zh. Mikrobiol. (Moscow), 2018, No. 2, P. 76—83

Key words: Yersinia pestis, plasmid content, fleas, biofilm, death rate of vectors ВВЕДЕНИ Е

Патогенные микроорганизмы способны формировать биопленку, что обеспечивает их выживание, сохранение и распространение в окружающей среде. Возбудитель чумы также формирует биопленку, которая защищает бактериальные клетки от утилизации при попадании в организм блох [12]. Наличие таких структур в организме блох выявляли в форме «блоков» и «глыбок» из клеток Y. pestis, заключенных в капсулу [8, 9]. Образование внеклеточной биопленки в организме блох обеспечивает реализацию трансмиссивной передачи возбудителя и долговременную персистенцию Y. pestis [Eisen R. J., Gage K.L., 2009]. Длительность персистенции зависит также от жизнедеятельности инфицированных блох (способности питаться и продолжительности жизни). Генетические детерминанты вирулентности Y. pestis имеют внехромосомную локализацию. Изучение роли плазмид в реализации патогенных свойств Y. pestis позволяет на качественно новом уровне подойти к выяснению механизмов формирования популяций возбудителя в условиях конкретных очагов, к проблеме сохранения бактерий в межэпизоотический период. Сравнительный анализ плазмидного состава возбудителя чумы показал, что профили плазмид штаммов Y. pestis, изолированных в одном природном очаге (Сайлюгемском, Тувинском, Забайкальском, Хурхинском), отличаются стабильностью вне зависимости от источника и срока выделения. Установлена особенность штаммов Y. pestis, циркулирующих на территории Тувинского природного очага, заключающаяся в наличии дополнительной плазмиды pTP33 с молекулярной массой ~22 МД [3]. Полная нуклеотидная последовательность четвертой маркерной плазмиды, специфической для тувинских штаммов, определена, но ее функциональная роль только предполагается [1, 10]. Значение отдельных плазмид, определяющих основные факторы вирулентности Y. pestis, для существования возбудителя в блохе-переносчике оценивалось на моделях Xenopsylla cheopis [6, 13] и Frontopsylla luculenta [11].

Цель исследований — изучение в эксперименте и анализ влияния плаз-мидного состава возбудителя чумы на формирование биопленки in vivo и смертность блох-переносчиков с разной векторной активностью.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Для экспериментального исследования использованы три штамма Y. pes-tis: вирулентный трехплазмидный штамм И-3230, изолированный в Монголии (Хэнтейский аймак, Омнодэлгэр сомон), и референтный для Тувинского природного очага чумы штамм И-2638, имеющий четыре плазмиды (pYT, pYV, pYP, pTP33), а также селекционированный от него авирулентный изогенный клон И-3480, утративший две плазмиды (pYV, pYP). Элиминация плазмид pYV, pYP из исходного штамма описана ранее [Балахонов С.В. и др., 2004].

Блох заражали искусственно на биомембране. Заражающую смесь готовили из равных частей 2 млрд суспензии двухсуточной агаровой культуры, выращенной при 28°С, и дефибринированной крови морской свинки. Исходная зараженность насекомых составляла 80 — 100%. В качестве прокормителя использовали беспородных мышей. Подкормки блох проводили через 2 — 3 суток в течение 3 часов. Между подкормками их содержали в прокаленном песке при температуре 18 — 20°С и относительной влажности 87 — 90%. В каждом опыте проведено не менее 8 подкормок инфицированных эктопаразитов. В опыты взяты инсектарные культуры трех видов блох, представителей по В.С. Ващенок [5] разных категорий как переносчиков возбудителя чумы: Xenopsylla cheopis — высокоактивный переносчик; Citellophilus tesquorum — активный переносчик; Frontopsylla luculenta — малоактивный переносчик. Лабораторная популяция X. cheopis происходит от имаго, полученных из Российского научно-исследовательского противочумного института «Микроб». Начало F. luculenta положили эктопаразиты из Юго-Восточного Забайкалья (падь Крементуй, район Торейских озер). Блохи собраны из гнезд даурского суслика. Началом инсектарной культуры C. tesquorum послужили насекомые из Каргинской популяции Тувинского природного очага чумы, собранные из гнезд длиннохвостого суслика. Всего использовано блох: 477 (361 $ и 116 X. cheopis, 441 (272 $ и 169 в) C. tesquorum, 519 (412 $ и 107 в) F. luculenta. Особенности формирования в организме блох биопленки Y. pestis с различным плазмидным составом оценивали по доле особей с бактериальными «глыбка-ми», полными и частичными «блоками» за подкормку. Смертность насекомых определяли по доле мертвых имаго при каждой подкормке. Статистическую обработку данных проводили с помощью стандартных методов [7] с применением программы Excel. Влияние различных факторов (штамм Y. pestis, вид блох) на изучаемые показатели оценивали с помощью одно- и двухфакторно-го дисперсионного анализов. Различия между двумя группами по средним показателям оценивались с применением критерия Стьюдента, по изменчивости — F-критерия.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

С использованием методов трансмиссионной и сканирующей электронной микроскопии на примере блохи X. cheopis отмечено, что по две и более бактериальные клетки, окруженные, как правило, остатками разрушенных форменных элементов крови, осаждаются в лакунах «акантов» преджелудка, что приводит в последующем к формированию «микроколоний». Данное морфологическое образование в экстрацеллюлярной матриксной оболочке определено как способность возбудителя чумы формировать в организме блохи биопленку [8]. Отмечено различие морфологических форм Y. pestis в конгломератах с разной степенью агрегированности в организме C. tesquorum altaicus. Так, в мазках из содержимого желудочно-кишечного тракта перезимовавших блох с «глыбками» прослеживается полиморфизм клеток Y. pestis: палочковидные и шаровидные формы. Встречаются клетки необычной формы — утолщенные с обоих концов (гантелевидные). Шаровидные формы бактерий бледно окрашены и имеют средние размеры (1,5 — 2 мкм). У «блокированных» блох отмечены только шаровидные очень мелкие (0,2 — 0,5 мкм), бледно окрашенные формы бактерий единичные и в конгломератах [9].

Штамм У pestis Доля блох в среднем за подкормку с конгломератами У. pestis, %

Вид блохи «блоками» частичными «блоками» «глыбками» конгломератами всех форм

X. сИеор1$

С. tesquoгum

F. 1иси1е^а

И-2638 И-3480 И-3230 И-2638 И-3480 И-3230 И-2638 И-3480 И-3230

5,4+1,78 7,8+1,91 1,7±0,66 0,8+0,43 0,2+0,16 0,3±0,31

0,1+0,13

5,9+0,94 6,0+1,13 0,8±0,28 1,6+0,76 0,2+0,17

0,2±0,16

0,2+0,19

3,1+0,73 3,8+0,66 8,9+4,18

14,3+2,85 17,5+2,61 11,4±4,52

44,4+4,64 46,8+5,35

22,1+3,44 22,6+3,51

7,0±1,63 7,4±1,77

18,0+1,78 19,3+1,22

28,2+2,15 28,5+2,17

6,9±1,02 6,9±1,02

Примечание. Жирным шрифтом выделены самые низкие показатели частоты формирования конгломератов в организме данного вида блохи.

В проведенных нами Таблица 1. Формирование конгломератов Y. pestis с различным плазмидным составом в организме блох трех

опытах установлены раз- видов г г

личия как во времени образования первых конгломератов У ре8и8 после инфицирования блох, так и в их визуализируемой форме («глыбки» или «блоки»). Так, у X. сЬеор18 — высокоактивного переносчика — штаммы, имеющие плазми-ду рТР33 (И-2638 и И-3480), формировали «блоки» пред-желудка уже при первой подкормке после заражения блох (на вторые сутки), а бактериальные «глыбки» — после второй подкормки (на пятые сутки). В то время как трехплазмидный штамм, не несущий эту плазмиду, формировал сначала «глыбки» на пятые сутки, а затем «блоки», причем только на 11 сутки после инфицирования. У активного переносчика С. tesquoгum, инфицированных штаммами И-2638 и И-3480, формирование первых «глыбок» зарегистрировано при первой подкормке, а «блоков» — при третьей (И-3480) и пятой (И-2638) подкормках. Образование первых бактериальных «глыбок» штаммом И-3230 отмечено после второй подкормки, «блоков» после пятой (16 сутки). У малоактивного переносчика Е 1иси1еМа все исследуемые штаммы формировали «глыбки» с первой подкормки до конца опыта. Блокированные блохи выявлены только в двух случаях в конце опыта: при инфицировании штаммами И-2638 и И-3480 (по одному самцу на 29 и 25 сутки). Результаты наблюдений за формированием конгломератов (биопленки) У. pestis с различным плазмидным составом в организме блох трех видов, полученные в наших опытах, отражены в табл. 1. Приведены данные визуальной регистрации конгломератов различных форм при просмотре блох после подкормки, из которых следует, что самые низкие показатели частоты формирования биопленки всех регистрируемых образований отмечали у блох, инфицированных трехплазмидным штаммом И-3230.

В то же время, у всех трех видов блох заражение штаммами возбудителя, имеющими дополнительную плазмиду рТР33 (И-2638 и И-3480), приводило к увеличению количества особей с различными формами биопленки по сравнению с трехплазмидным штаммом. Причем у X. cheopis это происходило за счет блокированных насекомых, у С. tesquoгum, в первую очередь, было связано с нарастанием количества блох, содержавших компактные свободноплавающие «глыбки» и, в меньшей степени, блокированных блох, у Е. 1иси1е^а определялось полностью эктопаразитами с «глыбками» возбудителя. Представляет интерес, что изогенный мутантный вариант штамма У. pestis И-3480, утративший две плазмиды (рСаё, pPst), в условиях опыта по способности формировать биопленку у блох либо не отличался (X. cheopis, Е. 1иси1еМа) от полноценного штамма И-2638, имеющего четыре плазмиды (рСаё, pPst, рЕга, рТР33), либо отличался (С. tesquoгum), но значительно

меньше, чем трехплазмидный штамм. Необходимо добавить, что формирование биопленки разными штаммами у блох F. luculenta характеризовалось не только количественными, но и качественными различиями. Агрегаты, образованные штаммами, содержавшими плазмиду pTP33, достигали очень крупных размеров, представляя по сути слепок с преджелудка и желудка блохи до подкормки. Скорее всего, разросшаяся биопленка в таких случаях сохраняется в блохе пожизненно, поскольку ее размеры не позволяют пройти из желудка в кишечник. У насекомых, инфицированных трехплазмидным штаммом, как правило, наблюдали небольшие одиночные образования. Таким образом, присутствие плазмиды pTP33 усиливало формирование биопленки in vivo вне зависимости от активности вида блох как переносчика.

Двухфакторный дисперсионный анализ показал значительное влияние на формирование конгломератов всех форм («глыбки», частичные и полные «блоки» преджелудка) факторов: «штамм» (F=10,44; P<0,001) и «вид блохи» (F=27,65; P<0,001), а также их взаимодействие (F=12,33; P<0,001). То есть взаимодействие каждого штамма с определенным видом блохи имеет свои особенности. В табл. 2 приведены результаты двухфакторного дисперсионного анализа, свидетельствующие о высокой степени достоверности влияния обоих анализируемых факторов (вид блохи, штамм Y. pestis) на образование всех форм биопленки в организме блох. При этом наиболее высока достоверность влияния двух факторов на формирование бактериальных «глыбок» и частичных «блоков», в то время как на блокообразование (полных «блоков») фактор «вид блохи» оказывал даже большее влияние, чем фактор «штамм».

У инфицированных блох, различающихся по векторной активности, наблюдали прямо противоположную картину в частоте формирования «глы-бок» и «блоков». Так, у высокоактивных переносчиков — X. cheopis — показатель частоты блокообразования при заражении штаммами И-2638 и И-3480 (несущими плазмиду pTP33) выше, чем показатель частоты формирования «глыбок». В то время как у тех же блох, зараженных трехплазмидным штаммом И-3230, выше частота формирования «глыбок». У C. tesquorum — активного переносчика — «глыбки» формировались значительно чаще «блоков», что показано при заражении всеми тремя штаммами. У F. luculenta — малоактивного переносчика — все три штамма формировали в основном «глыбки». Отмечены только единичные случаи «блокобразования», причем среди блох, зараженных штаммами, имеющими плазмиду pTP33 (табл. 1).

Считается, что способность формировать биопленку в преджелудке блохи является решающей для долговременной энзоотичной персистенции Y. pestis [Eisen R.J., Gage K.L., 2009]. В то же время, для длительной персистенции неТаблица 2. Влияние вида блохи и штамма Y. pestis на формирование биопленки in vivo (двухфакторный дисперсионный анализ)

Источник «глыбки» частичные «блоки» полные «блоки»

вариации df MS F df MS F df MS F

Вид блохи Штамм

Взаимодействие Случайная

2 2 4 63 71

2512,06 1373,35 1367,81 63,23

39,73***

21 72***

21,63***

2 2 4 63 71

122,48 32,90 21,13 2,58

47,55*** 12,77*** 8,20***

2 2 4 63 71

160,52 30,33 28,37 7,56

21 24*** 4,02* 3,75**

Примечание. * P<0,05; ** P<0,01; *** P<0,001.

Вид блохи Штамм Y. pestis Доля погибших в среднем за подкормку блох, %

? s оба пола

X. cheopis

C. tesquorum

F. luculenta

И-2638 И-3480 И-3230 И-2638 И-3480 И-3230 И-2638 И-3480 И-3230

1,6+0,52 0,9±0,26 4,6±1,22 4,2+1,01 4,6+1,47 6,9±3,41 3,9±0,79 2,5±0,92 2,5+0,98

5,6+1,13 3,5+1,18 8,5±2,59 10,7+2,70 9,4+1,77

2,5+0,43 1,6+0,24

5,4±1,35

6,1+0,88 6,5+1,30

21,5±6,52 10,7±3,76

11,3±2,12 6,8±0,83

8,4+2,31 4,7+0,86

7,5+1,87 4,3+0,71

Примечание. Жирным шрифтом выделены самые высокие показатели смертности блох данного вида.

маловажным фактором может слу- Таблица 3. о^ртноста блох трех видов, инфициро-

, ванных Y. pestis с различным плазмидным

жить и жизнедеятельность инфи- составом

цированных блох (способность питаться и продолжительность жизни). В этой связи, мы провели анализ влияния штамма Y. pestis, использованного для заражения блох, на их гибель (табл. 3).

Из приведенных в табл. 3 данных видно, что доля погибших за подкормку X. cheopis и C. tesquorum была выше среди эктопаразитов, инфицированных штаммом И-3230, а F. luculenta — И-2638. Такая тенденция отмечена как среди самок, так и среди самцов. Аналогичные результаты получены при разных

способах учета смертности блох. Так, погибших за весь опыт в целом особей X. cheopis и C. tesquorum было также больше среди инфицированных И-3230 (30,8% $ и 51,9% S для X. cheopis; 45,9% $ и 88,6% S для C. tesquorum). В то время, как у F. luculenta большее количество погибших зарегистрировано у зараженных четырехплазмидным штаммом И-2638 (24,7% $ и 90,6% $). Таким образом, возбудитель чумы с различным плазмидным составом в неодинаковой степени подавлял жизнеспособность видов блох, использованных в опытах. Различия в смертности переносчиков, зараженных анализируемыми штаммами микроба, высоко достоверны. У X. cheopis, зараженных штаммом И-3230, выявлено большее количество погибших особей по сравнению как со штаммом И-2638 (t=3,83; P<0,001), так и И-3480 (t=5,34; P<0,001). У C. tesquorum, зараженных трехплазмидным штаммом И-3230, гибель блох также была значительно выше, по сравнению с двумя другими штаммами (t=3,73, P<0,001 для штамма И-2638; t=3,29, P<0,001 для штамма И-3480). У F. luculenta отмечена более высокая смертность особей обоего пола при заражении четырехплазмидным штаммом И-2638, по сравнению с инфицированными Y. pestis И-3230 (t=2,32; P<0,05). При сравнении со штаммом И-3480 по анализируемому показателю И-2638 вызывал гибель преимущественно самцов (t=2,49; P<0,05), у самок различия недостоверны.

Возможное патогенное действие возбудителя чумы на членистоногих, в организм которых он может попадать при кровососании, неоднократно обсуждалось в специальных монографиях [4, 5, 8]. В целом ряде экспериментальных работ выявлено значительное сокращение сроков жизни у инфицированных Y. pestis, но неблокированных блох [5]. При этом прослеживается прямая связь между степенью вирулентностью штаммов Y. pestis для лабораторных животных и патогенностью для разных видов блох. Нами установлено влияние фактора «штамм» на смертность инфицированных блох всех использованных в опытах видов, однако действие одного и того же штамма на разные виды различалось. В опытах с классическим переносчиком X. cheopis и Y. pestis И-2638 и И-3480 не установлено различий в смертности особей, зараженных этими штаммами [6]. Сходные результаты получены и в опытах других авторов [13], использовавших тот же вид блох и изогенные варианты

штаммов 195/P и КIM, различающиеся по плазмидному профилю. В то же время, средняя доля погибших за подкормку X. cheopis, зараженных трехплаз-мидным штаммом И-3230, была выше, чем инфицированных двумя другими штаммами. Смертность зараженных самок F. luculenta не зависела от использованного штамма и подчинялась общей закономерности: более высокая в первые подкормки, во второй половине опыта снижалась в 1,5 — 2 раза. Самцы F. luculenta, инфицированные четырехплазмидным штаммом, погибли почти все. Лучше имаго данного вида переносили сосуществование с классическим трехплазмидным штаммом. Менее всего ухудшало состояние блох присутствие в них дефектного по плазмидам вирулентности и пестициногенности варианта, сохранившего, тем не менее, плазмиду pTP33. В то время как более высокая смертность среди C. tesquorum, наоборот, отмечена в группе особей, зараженных штаммом И-3230 из Монголии.

Таким образом, обнаружено, что штаммы Y. pestis, обладавшие дополнительным репликоном pTP33, образовывали биопленку у зараженных насекомых чаще и большего размера, чем штамм классического трехплазмидно-го варианта. Более крупная биопленка означает повышенную бактериальную нагрузку как в числе микробных клеток, так и в дозе вырабатываемых ими метаболитов. Учитывая многочисленные данные о негативном влиянии Y. pestis на организм блох-переносчиков, логично ожидать, что присутствие именно этих штаммов будет иметь наиболее выраженные отрицательные последствия для эктопаразитов. Однако не наблюдалось закономерной связи между плазмидным составом штаммов и смертностью зараженных ими блох: F. luculenta, происходившие из Забайкалья, чаще гибли при инфицировании четырехплазмидным штаммом из Тувы, а C. tesquorum из Тувинского природного очага — от трехплазмидного штамма из Хэнтейского аймака Монголии, граничащего с Забайкальским краем Российской Федерации. Ранее на примере блох двух видов и возбудителя чумы из Тувинского природного очага было показано, что частота образования биопленки выше в том случае, если штамм выделен с той же территории, что и популяция переносчика [2]. По-видимому, смертность блох имеет обратную зависимость: чем ближе территориально возбудитель, тем менее он вредоносен для насекомого.

Л ИТЕРАТУРА

1. Афанасьев М.В., Балахонов С.В., Токмакова Е.Г., Половинкина В.С., Сидорова Е.А., Синьков В.В. Анализ нуклеотидной последовательности криптической плазмиды pTP 33 Yersinia pestis из Тувинского природного очага чумы. Генетика. 2016, 9: 10121020.

2. Базанова Л.П., Вержуцкий Д.Б., Никитин А.Я., Токмакова Е.Г., Воронова Г.А., Хабаров А.В. Особенности взаимоотношений возбудителя чумы и блох с различных участков Тувинского природного очага. Мед. паразитол. 2006, 3: 35-38.

3. Балахонов С.В. Результаты скрининга плазмид штаммов Yersinia pestis из разных очагов центрально-азиатской зоны природной очаговости чумы. Молекуляр. генетика, микро-биол. и вирусол. 1989, 4: 39-42.

4. Бибикова В.А., Классовский Л.Н. Передача чумы блохами. М., Медицина, 1974.

5. Ващенок В.С. Блохи (Siphonaptera) — переносчики возбудителей болезней человека и животных. Л., Наука, 1988.

6. Воронова Г.А., Токмакова Е.Г., Балахонов С.В., Базанова Л.П. Взаимоотношения штаммов чумного микроба с различным плазмидным составом и блох Xenopsylla cheopis (Roths. 1903). Мед. паразитол. 2011, 2: 15-18.

7. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. М., Финансы и статистика, 2006.

8. Кутырев В.В., Коннов Н.П., Волков Ю.П. Возбудитель чумы: ультраструктура и локализация в переносчике. М., Медицина, 2007.

9. Маевский М.П. Базанова Л.П., Конов Н.П., Капустин Ю.М., Сахаров С.В. Изменчивость Yersinia pestis в организме блохи. Журн. микробиол. 1994, 3: 16-21.

10. Оглодин Е.Г., Ерошенко Г.А., Куклева Л.М., Одиноков Г.Н., Гусева Н.П., Бугоркова С.А., Кутырев В.В. Структурно-функциональный анализ криптических плазмид штаммов Yersinia pestis из двух природных очагов чумы России. Проблемы особо опасн. инф. 2015, 4: 82-85.

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

11. Токмакова Е.Г., Базанова Л.П., Воронова Г.А., Балахонов С.В. Особенности взаимоотношений блохи Frontopsylla luculenta luculenta (J. et R., 1923) и возбудителя чумы с различным плазмидным составом. Мед. паразитол. 2016, 1: 38-41.

12. Jarrett C.O., Deak E., Isherwood K.E. et al. Transmission ofYkrsinia pestis from an infectious biofilm in the flea vector. Infect. Dis. 2004, 190: 783-792.

13. Hinnebusch B.J., Ficher E.R., Schwan T.G. Evaluation ofthe role Yersinia pestis plasminogen activator and other plasmid-encoded factors in temperature-dependent blockage of the flea. J. Infect. Dis. 1998, 178: 1406-1415.

Поступила 27.07.17

Контактная информация: Базанова Любовь Петровна, д.б.н.,

664047, Иркутск, ул. Трилиссера, 78, р.т. (3952) 23-99-76

КРАТКОЕ СООБЩЕНИЕ

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2018

О.В.Дуванова, Б.Н.Мишанькин, С.В.Титова, Л.А.Корнеева

ДЕЙСТВИЕ N-АЦЕТИЛ-Ь-ЦИСТЕИНА НА БИОПЛЕНКИ ХОЛЕРНОГО ВИБРИОНА

Ростовский-на-Дону научно-исследовательский противочумный институт

Цель. Изучить действие ^ацетил^-цистеина на биопленки холерных вибрионов разных серогрупп, выделенных из различных источников и с разной эпидемической значимостью (наличие/отсутствие генов ctx AB и tcpA). Материалы и методы. Бактериальные культуры Vibrio cholerae El Tor O1 и O139 серогрупп выращивали в виде биопленок. Оценивали влияние препарата ^ацетил^-цистеина в концентрации 0.5 — 4 мг/мл на формирование, сформированную биопленку, а также на планктонную форму. Результаты. Обнаружена антибактериальная активность ^ацетил^-цистеина. Отмечено, что он влиял как на формирование, так и на уже сформированные биопленки, а также на планктонную форму у представителей Vibrio cholerae El Tor O1 и O139 серогрупп в концентрации 2 — 4 мг/мл, проявляя антибактериальный эффект независимо от наличия/отсутствия генов ctx AB и tcpA. Заключение. Выявленное антибактериальное действие препарата ^ацетил^-цистеина в отношении биопленок холерных вибрионов указывает на целесообразность рассмотрения вопроса о возможности использования препарата в терапии случаев диареегенных заболеваний, обусловленных возбудителями II — IV групп пато-геннгости.

Журн. микробиол., 2018, № 2, С. 83—87

Ключевые слова: Vibrio cholerae, штамм, ^ацетил^-цистеин

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.