CC BY
92
М1КР0Б10Л0Г1Я
© Воробей 6. С., Воронкова О. С., BiHHiKOB А. 1.,*Коваленко С. М., *Шматко Г. П. УДК 615. 371:578. 7
Воробей €. С., Воронкова О. С., BiHHiKOB А. I., *Коваленко С. М., *Шматко Г. П.
ВПЛИВ Л1КУВАЛЬНИХ ПРЕПАРАТ1В БАКТЕР10ФАГ1В НА Б10ПЛ1ВКИ
STAPHYLOCOCCUS AUREUS
Днтропетровський нацюнальний ушверситет ¡м. йлеся Гончара
(м. Днiпропетровськ) 'Вщокремлений структурний пiдроздiл «Днтродзержинський мiський вiддiл лабораторних дослiджень державно'Г установи «Днiпропетровський обласний лабораторний центр Держсанешдслужби УкраГни», (м. Днiпродзержинськ)
Робота виконана в рамках держ. бюждетно! теми № 1-262-12.
Вступ. Одними i3 найпоширенiших збудни-кiв опортунютичних, в тому чиcлi гоcпiтальних ш-фекцiй на cьогоднi залишаються бактери роду Staphylococcus. Серед cтафiлококiв основну роль в^грае золотистий cтафiлокок [2]. Видтення S. aureus з кгмычного матерiалу практично завжди cвiдчить про його етюлопчну значущicть. Biн е ак-туальним поза- i внутршньолкарняним патогеном, який обумовлюе ураження будь-яко! локалiзацiI i при гнiйно-запальних захворюваннях шюри та м'яких тканин в^грае провiдну роль [2, 11].
^м того, cтафiлококи е бактерiями, здатними до формування бiоплiвок. Hаcамперед, це cтоcу-eтьcя S. aureus [5, 18, 19]. Вщомо, що вщ 67 % до 78 % ктычних iзолятiв S. aureus можуть формувати бiоплiвки [5, 15, 22]. Ця оcтання характериcтика, ймовiрно, найважливший фактор вiрулентноcтi ста-фiлококiв у розвитку хроычно! форми iнфекцiйних захворювань людини [7, 9, 13].
Одним з негативних наотдюв формування бю-плiвки е зроcтання cтiйкоcтi до антибютиюв мiкро-бних клiтин, що входять до II ^ладу. Проблема уcкладнюeтьcя й тим, що вибiр заcобiв антибак-терiальноI терапп стафтококових iнфекцiй об-межений поширенням антибютикорезистентних штамiв i cеред неплiвкових форм. Антибютикоре-зиcтентнicть - одна з найбтьш cерйозних проблем в охорон здоров'я, що мае глобальний характер. Багато доcлiдникiв вiдзначають, що якщо icнуючi негативнi тенденци не змiнятьcя, то медицина з^ ткнетьcя з проблемами пiвcтолiтньоI давноcтi, що юнували в доантибiотичну еру [16]. На даний момент бтьше 90 % штамiв S. aureus володють cта-фiлококовими плазмiдними ß-лактамазами клаcу А i гiдролiзують природнi i напiвcинтетичнi пенiцилiни (крiм метицилiну i о^ацил^) [2]. Механiзм cтiй-raCTi cтафiлококiв до метицилiну був розшифрова-ний на початку 80-х роюв. Biн виявивcя пов'язаним
з набуттям мiкроорганiзмами додаткового пенiцилiнзв'язуючого бiлка зi зниженою аффiннicтю до ß-лактамних антибютиюв - ПЗБ2а, який кодуеть-cя геном mecA, що входить до cкладу рухомого ге-нетичного елемента «cтафiлококовоI хромоcомноI каcети mec» (staphylococcal cassette chromosome mec - SCCmec) [8]. Здатнють до плiвкоутворення ще бтьше уcкладнюe проблему: S. aureus в бiоплiв-ках в 100-1000 разiв менш чутливi до антибютиюв, ыж аналогiчнi бактерiальнi популяц^ поодиноких (планктонних) клiтин [12].
Hаведенi факти cвiдчать про те, що проблема стафтококових захворювань, обумовлених бiоплiв-коутворюючими штамами, е актуальною для cучаc-но! медично! науки i практики охорони здоров'я. Тому потрiбно проводити детальне вивчення !х бiо-лопчних та бiохiмiчних влаcтивоcтей.
Крiм того, зараз ведетьcя активний пошук нових заcобiв боротьби з iнфекцiйними захворюваннями, що обумовлеы патогенною та умовно- патогенною мiкрофлорою. I в цьому cенci найбiльш перcпектив-ним розглядаeтьcя заcтоcування лiкувальних препа-ратiв бактерюфапв.
Метою роботи було охарактеризувати бюлопчы влаcтивоcтi iзолятiв S. aureus, здатних до утворення бiоплiвки, з'яcувати параметри динамки росту бю-плiвки, а також виявити вплив на процеc плiвкоутво-рення лiкувальних препаратiв бактерюфапв.
0б'ект i методи досл1дження. Було до^яже-но влаcтивоcтi 12 штамiв S. aureus з колекц^ культур кафедри мiкробiологiI, вiруcологiI та бютехнологи Днiпропетровcького нацiонального унiверcитету iм. О. Гончара. Видтення та щентифкацт бактерм проводили згiдно з ознаками, наведеними у Ви-значнику бактерiй Бер,^ [1], за допомогою теcт-^стеми ApiStaph, виробництва BioMerieux, Фран-^я. Визначали чутливicть видiлених штамiв до фапв з лiкувальних препаратiв бактерюфаг cтафiлококо-вий рiдкий, пiобактерiофаг полiвалентний та iнтеcтi-бактерiофаг рiдкий (НПО «Микроген», РФ), здатнicть
до пл1вкоутворення та вплив npenapaTiB бактерюфа-riB на процес плiвкоутвоpeння та вже сформовану бiоплiвку S. aureus. Чутливiсть штaмiв до препара^в бaктepiофariв визначали крапельним методом [3].
Здатнють до плiвкоутвоpeння та вплив на цей процес лiкувaльниx препара^в бaктepiофariв визначали за оптичною густиною зрослих плiвок або культур. Для цього добову культуру розводили у 0,5 % фiзiолоriчному розчиы за стандартом кaлaмутностi 1Ч109 мiкpобниx клiтин в 1 мл. Отриману суспeнзiю в кiлькостi 50 мкл вносили в лунки 96-лункового планшета, що мiстили 150 мкл м'ясо-пептонного буль-йону. Планшети iнкубувaли у тepмостaтi при тем-пepaтуpi 370С 24, 48 та 72 години. Фаги додавали на piзниx стaдiяx iнкубaцií: при заЫваны, через 24, 48, 72 години. Через 24 та 48 годин пюля внесення фага з лунок видаляли залишки поживного серед-овища, тpичi промивали дистильованою водою (по 200 мкл), фксували 960 етиловим спиртом (50 мкл) та фарбували розчином кpистaлiчноrо фюлетового (50 мкл) протягом 2 хвилин. Потiм барвник видаляли та тpичi промивали дистильованою водою (200 мкл). Оптичну густину визначали на мiкpоплaншeтному фотомeтpi SUNRISE, Tecan (Aвстpiя), у peжимi ви-мipювaння «Поглинання», peжимi зчитування «Нор-мальний» та довжинi xвилi 620 нм з використанням програмного забезпечення Magellan.
Статистичну обробку результа^в тpьоx експе-pимeнтiв проводили з використанням статистично'| пpоrpaми Origin Pro 7. 0 для piвня знaчущостi 0,05.
Результати дослщжень та Vx обговорення. В xодi вивчення чутливостi до лiкувaльниx пpeпapaтiв бaктepiофariв дослiджувaниx штaмiв було визначе-но, що 50 % штaмiв були чутливими до бактерюфагу стaфiлококовоrо piдкоrо, 41,7 % - до Ытест^бакте-piофarу рщкого i 25 % - до пiобaктepiофaгу полiвa-лeнтноrо. Здaтнiсть до плiвкоутвоpeння була вияв-лена у 7 штaмiв, усi вони були чутливими до одного або дeкiлькоx препара^в бaктepiофariв.
Були вивчeнi контрольы параметри приросту бiоплiвок дослiджeниx штaмiв без додавання фariв за piзнi тepмiни iнкубaцií. За iнтeнсивнiстю плiвкоут-ворення штами вiдpiзнялися мiж собою. Для штaмiв з бiльшою штенсивнютю xapaктepним було зрос-тання показниюв оптичноí густини до 0,081±0,008 за першу добу Ыкубаци, до 0,145±0,016 за 48 годин та до 0,227±0,024 за 72 години. Для штaмiв з мен-шою Ытенсивнютю показники оптичноí густини були нижчими: 0,082±0,005 за 24 години шкубацп, 0,118±0,007 - за 48 годин та 0,186±0,016 - за 72 години.
За здатнютю до плiвкоутвоpeння чутливi до ста-фтококового бaктepiофarу штами pозподiлилися на двi групи. До пepшоí групи увмшли 4 штами з бiльш штенсивним процесом утворення бiоплiвок, до дру-rоí - 2 штами з менш iнтeнсивним. При вивчeннi впливу бактерюфагу стaфiлококовоrо piдкоrо на процес плiвкоутвоpeння чутливиx до нього штaмiв було виявлено, що при внесены препарату на всix стaдiяx розвитку культури оптична густина утворе-ниx бiоплiвок знижувалася поpiвняно з контролем.
Так при внесены фага пщ час заЫву для бaктepiй з першо'| групи були отpимaнi таю показники оптич-ноí густини: 0,065±0,005 через 24 години пiсля внесення i 0,062±0,005 - через 48 годин, що скла-ло 83,3 % та 79,5 % вщ контролю добово'| бiоплiвки (0,078±0,007) вщповщно. При внeсeннi фага на добову бiоплiвку показники оптичноí густини зменшу-валися до piвня 0,081±0,01 через 24 години пiсля внесення i 0,083±0,007 - через 48 годин, що склало 56,6 % та 58,0 % вщ контролю 48-годинно'| бiоплiвки (0,143±0,016) вiдповiдно. При внесены препарату на 48-годинну бiоплiвку значення оптичноí густини зменшувалося до 0,132±0,018 через 24 години пюля внесення та 0,122±0,016 - через 48 годин, що скла-ло 57,4 % та 53,0 % вщ контролю 72-годинно'| бю-плiвки (0,230±0,024) вiдповiдно. Aнaлоriчнa ситуaцiя спостер^алася i при внeсeннi фага на вже сформовану 72-годинну бiоплiвку. Показник оптичноí густини зменшувався до piвня 0,158±0,021 через 24 години пюля внесення та 0,140±0,023 - через 48 годин, що склало 68,7 % та 60,9 % вщ контролю 72-годинно'| бiоплiвки (0,230±0,024) вiдповiдно.
Для друго'| групи чутливиx до стaфiлококовоrо бактерюфагу штaмiв також xapaктepним було зни-ження оптичноí густини пiд впливом фага. При внесены фага пщ час заЫву були отримаы тaкi показники оптичноí густини: 0,063±0,006 через 24 години пюля внесення i 0,061±0,005 - через 48 годин, що склало 76,8 % та 74,4 % вщ контролю добово'| бю-плiвки (0,082±0,005) вiдповiдно. При внeсeннi фага на добову бiоплiвку показники оптичноí густини зменшувалися до piвня 0,077±0,007 через 24 години пюля внесення i 0,073±0,006 - через 48 годин, що склало 65,3 % та 61,9 % вщ контролю 48-годин-но'| бiоплiвки (0,118±0,007) вщповщно. При внесены препарату на 48-годинну бiоплiвку показники оптич-ноí густини зменшувалися до 0,105±0,006 через 24 години пюля внесення та 0,090±0,001 - через 48 годин, що склало 56,5 % та 48,4 % вщ контролю 72-годинно'| бiоплiвки (0,186±0,016) вiдповiдно. При внeсeннi фага на вже сформовану 72-годинну бiоплiвку показник оптично'| густини зменшувався до piвня 0,121±0,014 через 24 години пюля внесення та 0,114±0,011 - через 48 годин, що склало 65,1 % та 61,3 % вщ контролю 72-годинно'| бiоплiвки (0,186±0,016) вiдповiдно.
Дaнi щодо розвитку пiд впливом стафтококово-го бактерюфагу бiоплiвок чутливиx до нього штaмiв (результат знiмaвся через 24 години пюля внесення фага) та без нього наведен на рис. 1 та рис. 2.
При вивчены впливу штест^бактерюфагу рщкого на плiвкоутвоpeння дослiджeниx штaмiв також спо-стерталося значне пpиrнiчeння на всix eпaтax розвитку бiоплiвок. Так, при внесены фага пщ час заЫ-ву були отpимaнi тaкi показники: 0,066±0,006 через 24 години пюля внесення та 0,062±0,006 - через 48 годин, що склало 82,5 % та 77,5 % вщ контролю до-бово'| бiоплiвки (0,080±0,008) вiдповiдно. При вне-сeннi фага на добову бiоплiвку показники оптично'| густини зменшувалися до piвня 0,080±0,010 через 24 години пiсля внесення фага та вщ 0,080±0,008
тривалiсть шкубацм
—•—контроль росту бiоплiвки
—■—рют бiоплiвки з внесенням фапв при засiваннi, через 24, 48 та 72 год Ыкубацп
Рис. 1. Вплив бактерюфагу стафшококового рщкого на процес плшкоутворення штамт б. аигвиэ (група 1). Початкова точка розрахунку приросту бюпл1вок - оптична густина контролю стерильност м'ясо-пептонного
бульйону, яка складала 0,053+0,003.
тривал1сть шкубацм
—*—контроль росту бюг^вки
—■—рi ст б iогл iвки з внесенням фаг ¡в при зас iванн i , через 24, 48 та 72 год i нкубац Т
Рис. 2. Вплив бактерюфагу стафшококового рщкого на процес пл1вкоутворення штамш б. аигвиэ (група 2). Початкова точка розрахунку приросту бюпл1вок - оптична густина контролю стерильност МПБ (0,053+0,002).
- через 48 годин, що склало по 55,6 % в\д контролю 48-годинно! бюпл\вки (0,144±0,014) вщповщно. При внесены препарату на 48-годинну бюпл\вку значен-ня оптично! густини зменшувалося до 0,111±0,007 через 24 години п\сля внесення та 0,112±0,007 -через 48 годин, що склало 49,3 % та 49,7 % вщ контролю 72-годинно! бюпл\вки (0,225±0,023) вщповщно. При внесены ¡нтест\-бактерюфагу на вже сформова-ну 72-годинну бюпл\вку показники оптично! густини також зменшувалися до 0,122±0,008 через 24 години пюля внесення та 0,128±0,009 - через 48 годин, що склало 54,2 % та 56,9 % вщ контролю 72-годинно! бюпл\вки (0,225±0,023) вщповщно.
Чутлив\ до ¡нтест\-бактерюфагу штами мали близьку за ¡нтенсивнютю здатнють до пл\вкоутво-рення. Дан\ щодо розвитку бюпл\вок цих штам\в п\д впливом ¡нтест\-бактерюфагу (результат зымався через 24 години пюля внесення фага) та без нього наведен! на рис. 3.
Пюбактерюфаг пол\валентний також показав наявнють значного впливу на пл\вкоутворення чут-ливих до нього штам\в. При внесены препарату п\д час зас\ву показники оптично! густини утворених бюпл\вок знижувалися до р\вня 0,066±0,005 через
24 години пюля внесення \ 0,061±0,006 - через 48 годин, що склало 77,6 % та 71,8 % вщ контролю до-бово! бюпл\вки (0,085±0,006) вщповщно. При внесены фагу на добову бюпл\вку показники оптично! густини зменшувалися до р\вня 0,078±0,012 через 24 години пюля внесення \ 0,065±0,007 - через 48 годин, що склало 51,7 % та 43,0 % вщ контролю 48-годинно! бюпл\вки (0,151±0,019) вщповщно. При внесены препарату на 48-годинну бюпл\вку значен-ня оптично! густини зменшувалося до 0,129±0,014 через 24 години пюля внесення та 0,110±0,011 -через 48 годин, що склало 57,3 % та 48,9 % вщ контролю 72-годинно! бюпл\вки (0,225±0,025) вщповщно. А при внесены фага на вже сформовану 72-годинну бюпл\вку показник оптично! густини зменшувався до р\вня 0,145±0,024 через 24 години пюля внесення та 0,140±0,023 - через 48 годин, що склало 64,4 % та 62,2 % вщ контролю 72-годинно! бюпл\вки (0,225±0,025) вщповщно.
Штами, чутлив\ до пюбактерюфагу пол\валент-ного, також були близькими за ¡нтенсивнютю утво-рення б\опл\вок. Дан\ щодо розвитку б\опл\вок цих штам\в п\д впливом пюбактерюфагу пол\валентного
—♦— контроль росту бiоплiвки
—■— picT бiоплiвки з внесенням фапв при зааваны, через 24, 48 та 72 год Ыкубацп
Рис. 3. Вплив штест^бактерюфагу рщкого на процес пл1вкоутворення штам1в S. aureus. Початкова точка роз-рахунку приросту бioплiвoк - оптична густина контролю стерильност МПБ (0,052+0,004).
тривалiсть шкубацп
—«—контроль росту бiоплiвки
—■—picт бiоплiвки з внесенням фапв при заciваннi, через 24, 48 та 72 год Ыкубацп
Рис. 4. Вплив пioбактеpioфагу пoлiвалентнoгo на процес плiвкoутвopення штамiв S. aureus. Початкова точка розрахунку приросту бioплiвoк - оптична густина контролю стерильност МПБ (0,055+0,004).
(результат зымався через 24 години пюля внесения фага) та без нього наведен! на рис. 4.
Тобто, при внесены ycix препарат1в пщ час заЫ-ву зменшення показника оптично! густини склада-ло до 80,1±3,3 % через 24 години пюля внесення та до 75,6±3,4 % - через 48 годин пор!вняно з контролем росту бюпл1вки; при внесены на добову бю-пл!вку - до 57,3±5,7 % та 54,6±8,2 %; при внесены на 48-годинну бюпл!вку - 55,1±3,9 % та 50,0±2,1 %; при внесены на 72-годинну бюпл1вку - 63,1 ±6,2% та 60,3±2,4 % вщповщно. 3 чого можна зробити висно-вок, що суттево! р!зниц м!ж показниками оптично! густини через 24 та 48 годин пюля внесення бакте-рюфагу не було.
Найбтьш ефективним серед використаних пре-парат!в бактерюфапв виявився штесп-бактерюфаг рщкий, вплив якого протягом 24 год на бюпл1вки на р!зних етапах шкубаци виражався у зменшены показниюв оптично! густини до 49,3 % пор!вняно з контролем росту бюпл1вки.
Проанал!зувавши отримаы результати та пор!в-нявши !х з л!тературними даними [14, 23], можна припустити, що матрикс утворених стафтококових бюпл!вок складаеться з полюахаридного матер!алу,
який мютить ДНК i домшки тейхоевих кислот. Ще Adams and Park [4] у 1956 рощ запропонували вико-ристовувати фагов! полюахарид-депол1мерази для руйнування матриксу бюпл1вок. У розвитку цього пщходу Lindberg [17] пров!в електронно-м!кро-скоычне досл!дження цих фермеыпв, приеднаних до фагово! базально! пластинки у вигляд! шиыв. У цьому випадку капсульний матер!ал може служити вторинним рецептором i забезпечувати зв'язування фага, поки йде розчинення пол!меру, а пот!м фаг отримуе можливють досягти зовышньо! оболонки кгмтини, зв'язатися з рецептором i Ыф^вати клгги-ну. В подальшому ряд автор!в [6, 20, 21] подтвердили, що геном бактерюфага мютить гени, експреЫя яких приводить до синтезу специф!чних руйнуюю-чих фермент!в фагово! шфекци - полюахариддепо-л!мераз, що пщвищуе мобтьнють бактерюфапв при контакт! з пол!мерною субстан^ею. Фаги, як! вико-ристовують позаклггины депол!мерази, руйнують достатню частину матриксу, щоб зробити уразливи-ми зануреы в бюпл!вки бактери.
Doolittle та ¡ним [10] у 1996 р. описали, що потомство фага поширюеться рад!ально вздовж всм бю-пл!вки, та припустили, що разова доза фага вмить
CTae ¡H^eKöiera 6ion/ÍBKM. I~1otomctbo 0ara 3apaxae cyciflHi k/ítmhm i pyéHye MaTpMKC 6ion/ÍBKM. B HaniMX eKcnepMMeHTax 6yno noKa3aHo, |o BHeceHHH pa3o-boi ao3m 0ara npM3BoßM/o ao ÍH0ÍKyBaHHH 6ion/ÍBKM Ta 3MeHi±ieHHH II npMpocTy y nopÍBHHHHÍ 3 KoHTpo/eM pocTy.
OTxe, yci BMKopMCTaHi npenapaTM 6aKTepio0ariB Bn/MBa/M Ha npoöec n/ÍBKoyTBopeHHH HyT/MBMX ao hmx 0TaMiB, 3HaHHo 3MeHi±iyioHM npMpÍCT yTBopeHMX 6ion/ÍBoK. Öe CBiflHMTb npo Aoöi/bHicTb BMKopMCTaH-hh 6aKTepio0ariB a/h Tepanil ÍH^eKUÍMHMX XBopoö,
acouiéoBaHMX 3i 3ÖyAHMKaMM 3ßaTHMMM ao yTBopeHHH
6ion/iBoK. OflHaK c/ía 6paTM ao yBarM cneuM^ÍHHicTb 6aKTepio0ariB: KoxeH bma 0ary po3ni3Hae hk MÍweHb /M0e tí BapiaHTM aöo LuTaMM 6aKTepié, hkí MaiTb neBHi 0arocneöM0iHHi peöenTopM (0aroTMnM). ToMy Bax-/mboio yMoBora, |o 3a6e3neHye e0eKT ^aroTepani'I, e MoHÍTopMHr cyHacíoro CTaHy hót/mboctí WTaMÍB pi3-HMX rpyn yMoBHo-naToreHHMX Ta naToreHHMX 6aKTepié Ao npenapaTÍB 6aKTepio0arÍB Ta po3i±iMpeHHH cneKTpy Ix flÍI. noTpiÖHo fleTa/bHe BMBHeHHH MeXaHÍ3MÍB B3a-GMoflÍI 6aKTepio0arÍB 3 6aKTepÍHMM y CK/aßi 6ion/ÍBKM Ta 3a II MexaMM i po3poÖKa hobmx HanpHMÍB Ta MeToflÍB TepaneBTMHHoro 3acTocyBaHHH /ÍKyBa/bHMX npenapaTÍB 6aKTepio0arÍB.
KpÍM Toro, BÍflcyTHicTb npoTMnoKa3aHb i ycK/aß-HeHb npM 3acTocyBaHHÍ npenapaTÍB 6aKTepio0arÍB, Mox/MBÍCTb Ix BMKopMCTaHHH b noeflHaHHÍ 3 íhiummm /ÍKapcbKMMM npenapaTaMM, b t. h. 3 aHTMÖioTMKa-mm i npoöioTMKaMM, poÖMTb Ix 3acTocyBaHHH aocmtü nepcneKTMBHMM.
Bmchobkm.
1. 3flaTHÍCTb ao n/ÍBKoyTBopeHHH 6yna BMHB/eHa y 7 LUTaMÍB, 5 3 hmx bíapÍ3hh/mch 6i/bi±ioio ÍHTeHCMBHÍCTi
npMpocTy 6ion/ÍBoK. fl/H hmx xapaKTepHMM 6yno 3po-CTaHHH noKa3HMKÍB onTMHHol rycTMHM ao 0,081±0,008 3a nepmy floöy ¡HKyöaöii, ao 0,145±0,016 3a 48 roßMH Ta ao 0,227±0,024 3a 72 roßMHM.
2. BíeceHHH npenapaTÍB 6aKTepio0arÍB nÍA Hac 3acÍBy npMBoßM/o flo 3MeHi±ieHHH noKa3HMKa onTMHHol rycTMHM Hepe3 24 roflMHM nic/H BHeceHHH flo 80,1±3,3 %, npM BHeceHHÍ Ha floöoBy 6ion/ÍBKy - flo 57,3±5,7 %, npM BHeceHHÍ Ha 48-roflMHHy 6ion/ÍBKy
- 55,1±3,9 %; npM BHeceHHÍ Ha 72-roflMHHy 6ion/ÍBKy
- 63,1±6,2 % BÍflnoBÍflHo flo 100 % onTMHHol rycTMHM KoHTpo/i.
3. ócí BMKopMCTaHi npenapaTM 6aKTepio0arÍB npMrHÍHyBa/M npouec n/ÍBKoyTBopeHHH hót/mbmx flo hmx LUTaMÍB. Haé6izbi±i e^eKTMBHMM cepefl hmx bmh-bmbch ÍHTecTÍ-6aKTepio0ar piflKMé, Bn/MB HKoro npo-THroM 24 roß Ha 6ion/ÍBKM Ha pÍ3HMX eTanax ÍHKy6auiI BMpaxaBCH y 3MeHi±ieHHÍ noKa3HMKÍB onTMHHol rycTMHM flo 49,3 % nopÍBHHHo 3 KoHTpo/eM pocTy 6ion/ÍBKM.
nepcneKTMBM nofla^b^MX ,qoc.ni,qweHb. Otpm-MaHÍ HaMM pe3y/bTaTM CBÍflHaTb npo 3flaTHÍCTb npenapaTÍB 6aKTepio0arÍB ÍHriáyBaTM npouec n/ÍBKoyTBopeHHH CTa^i/oKoKÍB, tomó Bax/MBMM e nofla/bme npoBeßeHHH 6i/bi±i AeTa/bHMX floc/iflxeHb 3míhm TaKMX KÍ/bKÍCHMX xapaKTepMCTMK 6ion/ÍBoK hk bmíct 6i/Ka, cyxa Bara Ta KÍ/bKÍCTb Ko/oHÍeyTBopioioHMX oamhmöü nifl Bn/MBoM 0arÍB. KpÍM Toro aouí/ühmm e BMBHeH-hh B3aeMoAÍI 6aKTepio0arÍB 3 6ion/ÍBKaMM in vivo, |o AacTb 3Mory po3poÖMTM CTpaTerÍI BMKopMCTaHHH 0a-roBMX npenapaTÍB a/h 6opoTb6M 3 ypaxeHHHMM /iam-hm, onocepeßKoBaHMMM n/ÍBKoyTBoproroHMMM 0TaMa-mm 6aKTepié.
^iTepaTypa
1. Onpeße/MTe/b 6aKTepMé BepßxM b 2-x tt: nep. c aír/. / noß peß. flx. Xoy/Ta, H. KpMra, n. CHMTa, flx. CTeé/M, C. óm/-/bHMca. - MooKBa: MMp, 1997. - T. 2. - 368 c.
2. npaKTMHecKoe pókoboactbo no aHTMMH^eKUMoHHoé XMMMoTepanMM / noß peß. C. ÑTpaHyHCKoro, O. B. Be/oycoBa, C. H. Ko3/oBa. - CMo/eHCK: MAKMAX, 2007. - 464 c.
3. Pókoboactbo no MeAMUMHCKoé MMKpoÖMo/orMM. Oöiaa m caHMTapHaa MMKpoÖMo/orMH. - Kh. 1 / Ko//. aBTopoB / noß peß. A. C. /laÓMHCKoé, E. r. Bo/MHoé. - M: BMHOM, 2008. - 1080c.
4. Adams M. H. An enzyme produced by a phage-host cell system II. The properties of the polysaccharide depolymerase / M. H. Adams, B. H. Park // Virology. - 1956. - Vol. 2. - P. 719-736.
5. Agarwal A. Medical significance and management of staphylococcal biofilm / A. Agarwal, K. P. Singh, A. Jain // FEMS Immunol. Med. Microbiol. - 2010. - Vol. 58, №2. - P. 147-160.
6. Azeredo J. The use of phages for the removal of infectious biofilms / J. Azeredo, I. W. Sutherland // Current Pharmaceutical Biorecilmotogy. - 2008. - Vol. 9. - P. 261-266.
7. Brady R. A. Osteomyelitis and the role of biofilm in chronic infection FEMS / R. A. Brady, J. G. Leid, J. H. Calhoun [et al.] // Immunol. Med. Microbiol. - 2008. - Vol. 52. - P. 13-22.
8. Damborg P. Structural variations of staphylococcal cassette chromosome mec type IVa in Staphylococcus aureus clonal complex 8 and unrelated lineages / P. Damborg, M. D. Bartels, K. Boye [et al.] // Antimicrob. Agents Chemother. - 2011. -Vol. 55(8). - P. 3932-3935.
9. Davies J. C. Bugs, biofilms, and resistance in cystic fibrosis / J. C. Davies, D. Bilton // Respir Care. - 2009. - Vol. 54. -P. 628-640.
10. Doolittle M. M. Tracing the interaction of bacteriophage with bacterial biofilms using fluorescent and chromogenic probes / M. M. Doolittle, J. J. Cooney, D. E. Caldwell // J. Ind. Microbiol. - 1996. - Vol. 16. - P. 331-341.
11. Garau J. Management of methicillin-resistant Staphylococcus aureus infections / J. Garau, E. Bouza, J. Chastre [et al.] // Clinical microbiology and infection. - 2009. - Vol. 15, № 2. - P. 125-136.
12. Gilbert P. Biofilms in vitro and in vivo: do singular mechanisms imply cross resistance? / P. Gilbert, D. G. Allison, A. J. McBain // Journal of Applied Microbiology. - 2002. - Vol. 92. - P. 98-110.
13. Hall-Stoodley L. Evolving concepts in biofilm infections / L. Hall-Stoodley, P. Stoodley // Cellular Microbiology. - 2009. -Vol. 11. - P. 1034-1043.
14. Izano E. A. Differential roles of Poly-N-acetylglucosamine surface polysaccharide and extracellular DNA in Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis biofilms / E. A. Izano, M. A. Amarante, W. B. Kher [et al.] // Applied and Environmental Microbiology. - 2008. - Vol. 74, № 2. - P. 470-476.
15. Jain A. Biofilm production, a marker of pathogenic potential of colonizing and commensal staphylococci / A. Jain, A. Agarwal // J. Microbiol. Methods. - 2009. - Vol. 76, № 1. - P. 88-92.
16. Joly-Guillou M. L. Clinical impact and pathogenicity of Acinetobacter / M. L. Joly-Guillou // Clin. Microbiol. Infect. - 2005. -Vol. 11. - P. 868-873.
17. Lindberg A. A. Bacterial surface carbohydrates and bacteriophage adsorption / A. A. Lindberg // Surface Carbohydrates of the Prokaryotic Cell / ed. I. W. Sutherland. - London: Academic Press, 1977. - P. 289-356.
18. Mack D. Mechanisms of biofilm formation in Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus: functional molecules, regulatory circuits, and adaptive responses / D. Mack, P. Becker, I. Chatterjeec [et. al.] // International Journal of Medical Microbiology. - 2004. - Vol. 294. - P. 203-212.
19. Otto M. Staphylococcal biofilms / M. Otto // Curr. Top. Microbiol. Immunol. - 2008. - Vol. 322. - P. 207-228.
20. Scholl D. Polysaccharide-degrading phages / D. School, C. Merril // Phages: Their Role in Bacterial Pathogenesis and Biotechnology / eds. M. K. Waldor, D. I. Friedman, S. L. Adhy. - Washington DC: ASM Press, 2005. - P. 400-414.
21. Sutherland I. W. The interaction of phage and biofilms / I. W. Sutherland, K. A. Hughes, L. C. Skillman [et al] // FEMS Microbiology Letters. - 2004. - Vol. 232. - P. 1-6.
22. Taj Y Study on biofilm-forming properties of clinical isolates of Staphylococcus aureus / Y Taj, F. Essa, F. Aziz [et. al.] // J. Infect. Dev. Ctries. - 2012. - Vol. 6, № 5. - P. 403-409.
23. Vergara-Irigaray M. Wall teichoic acids are dispensable for anchoring the PNAG exopolysaccharide to the Staphylococcus aureus cell surface / M. Vergara-Irigaray, T. Maira-Litran, N. Merino [et. al.] // Microbiology. - 2008. - №154, № 3. - P. 865877.
УДК 615. 371:578. 7
ВПЛИВ Л1КУВАЛЬНИХ ПРЕПАРАТ1В БАКТЕРЮФАГ1В НА БЮПЛ1ВКИ STAPHYLOCOCCUS AUREUS
Воробей 6. С., Воронкова 0. С., Вшшков А. I., Коваленко С. М., Шматко Г. П.
Резюме. В результат вивчення 12 штамiв Staphylococcus aureus, видтених з репродуктивного тракту жшок, було визначено !х здатнють формувати бiоплiвки, чутливють до комерцмних препара^в бактер^ офапв та вплив фапв на процеc плiвкоутворення, який вивчали за величиною оптично! густини бiоплiвки. Встановлено, що при внеcеннi фагових препара^в пiдчаc заЫву показник оптично! густини через 24 години пюля внеcення фага зменшувавcя до 80,05±3,32 % порiвняно з контролем без внеcення фага (100 %). При внеcеннi фапв на добову, 48- та 72-годинну бiоплiвку cпоcтерiгалоcя значно бтьше зменшення оптично! густини: до 57,3±5,74 %, 55,13±3,9 % та 63,1±6,23 % вщповщно. Тобто, наведен дан cвiдчать про здатнють фагових препара^в шпбувати формування бiоплiвки умовно-патогенними стафтококами.
Ключовi слова: стафтококи, плiвкоутворення, мiкробнi бiоплiвки, бактерюфаги, регуля^я роcту бiоплiвки.
УДК 615. 371:578. 7
ВЛИЯНИЕ ЛЕЧЕБНЫХ ПРЕПАРАТОВ БАКТЕРИ0ФАГ0В НА БИ0ПЛЕНКИ STAPHYLOCOCCUS AUREUS
Воробей Е. С., Воронкова 0. С., Винников А. И., Коваленко С. М., Шматко Г. П.
Резюме. В результате изучения 12 штаммов Staphylococcus aureus, выделенных из репродуктивного тракта женщин, были определены их cпоcобноcть формировать биопленки, чувствительность к коммерче^ ким препаратам бактериофагов и влияние фагов на проце^ пленкообразования, который изучали по величине оптиче^ой плотности биопленки. Установлено, что при внеcении фаговых препаратов во время по-cева показатель оптиче^ой плотности через 24 чаcа пооле внеcения фага уменьшалcя до 80,05 ± 3,32 % по cравнению c контролем без внеcения фага (100 %). При внеcении фагов на cуточную, 48- и 72- чаевую биопленку наблюдало^ значительно большее уменьшение оптиче^ой плотности: до 57,3±5,74 %, 55,13±3,9 % и 63,1±6,23 % ^ответственно. То есть, приведенные данные cвидетельcтвуют о cпоcобноcти фаговых препаратов ингибировать формирование биопленки условно-патогенными стафилококками.
Ключевые слова: стафилококки, пленкообразования, микробные биопленки, бактериофаги, регуляция роста биопленки.
UDC 615. 371:578. 7
Effect of Therapeutic Bacteriophage Drugs on Staphylococcus Aureus Biofilm
Vorobey E. S., Voronkova O. S., Vinnikov A. I., Kovalenko S. M., Shmatko G. P.
Abstract. As a result of the study of 12 strains of Staphylococcus aureus, isolated from the reproductive tract of women, were determined their ability to form biofilm, susceptibility to commercial bacteriophages drugs and influence of phages on the filmformation process by metod of optical density of biofilms measurement.
Study of the staphylococcal bacteriophage liquid effects on filmformation process of sensitive strains showed that use of phage at all stages of culture development optical density of formed biofilms decreased compare control. So under the phage use optical density values decreased to 80. 5 % compare to control daily biofilm without phage
influence (100 %). Adding phage on a daily biofilm optical density values decreased to 61. 0 % to control of 48-hour biofilms. Adding the drug to 48-hour biofilm optical density value decreased to 57. 0 % of 72-hour control biofilms. A similar situation was observed under adding of phage to 72-hour biofilm. Optical density values decreased to 66. 9 % of 72-hour control biofilms.
Study of the intesti - bacteriophage liquid influence on filmformation of experimental strains also showed significant inhibition of biofilms growth. So, under phage use optical density values decreased to 82. 5 % compare to control daily biofilm without bacteriophage (100 %). Adding phage on a daily biofilm optical density values decreased to 55. 6 % of 48-hour control biofilm, respectively. Using of drug for 48-hour biofilm decreased optical density value to 49. 3 % of 72-hour control biofilms. Adding intesti - bacteriophage to 72-hour biofilm also make decreasing of optical density values decreased to 54. 2 % of 72-hour control biofilms.
Piobakteriophage polyvalent also showed the significant effect on the sensitive filmforming strains. Adding drug during inoculation optical density forformed biofilms decreased to 77. 6 % of the control daily biofilm (100 %). Adding phage on a daily biofilm decreased optical density values to 51. 7 % of 48-hour control biofilms. Using the drug for 48-hour biofilm had a decrease of optical density values to 57. 3 % of 72-hour control biofilms. Adding of phage to already formed 72-hour biofilm showed the decrease to 64. 4 % of 72-hour control biofilms.
Among studied preparates of phages the most effective was intesti - bacteriophage liquid, influence of that during 24-hour on biofilm at different stages of incubation made decrease to 49. 3 % compare to the control growthing biofilm.
Therefore, all used preparates of bacteriophages made influence on film formation process of sensitive strains by significantly reducing the formed biofilms growth. That demonstrates the benefitions of bacteriophages using for the treatment of infectious diseases associated with pathogens able to biofilm formation.
Key words: staphylococci, film formation, microbial biofilms, bacteriophages, regulation of biofilm growth.
Рецензент - проф. Лобань Г. А.
Стаття надшшла 4. 04. 2014 р.
