Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков

Антибиотик батумин, синтезируемый Pseudomonas batumici, показал высокую активность в отношении типовых и референс-штаммов, а также клинических изолятов 30 различных видов рода Staphylococcus (включая MRSA и SSCVs). Активность батумина относительно этих бактерий составляла 0,25—0,5 мкг/мл. Исследо...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2017
Hauptverfasser:	Чуркина, Л.Н., Ванечотте, M., Перунова, Н.Б., Лютко, О.Б., Ярошенко, Л.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2017
Schriftenreihe:	Доповіді НАН України
Schlagworte:	Медицина
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126989
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков / Л.Н. Чуркина, M. Ванечотте, Н.Б. Перунова, О.Б. Лютко, Л.В. Ярошенко // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 10. — С. 91-100. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-126989
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1269892017-12-08T03:03:19Z Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков Чуркина, Л.Н. Ванечотте, M. Перунова, Н.Б. Лютко, О.Б. Ярошенко, Л.В. Медицина Антибиотик батумин, синтезируемый Pseudomonas batumici, показал высокую активность в отношении типовых и референс-штаммов, а также клинических изолятов 30 различных видов рода Staphylococcus (включая MRSA и SSCVs). Активность батумина относительно этих бактерий составляла 0,25—0,5 мкг/мл. Исследовано влияние батумина на формирование биопленки у представителей рода Staphylococcus. В присутствии в среде 0,125 мкг/мл батумина (половина ингибирующей рост концентрации) уменьшалось образование биопленки у 85 % изученных штаммов. Эффективность антибиотика зависела от стадии ее формирования. Внесение батумина в питательную среду одновременно с культурой способствовало снижению значений биопленкообразования у всех исследуемых штаммов стафилококков. Сформированная биопленка была более резистентна к антибиотику. Нарушение процесса образования биопленки под влиянием батумина подтверждено популяционным анализом исследуемых штаммов стафилококков. Антибіотик батумін, який синтезується Pseudomonas batumici, показав високу активність відносно типових і референс-штамів, а також клінічних ізолятів 30 різних видів роду Staphylococcus (включаючи MRSA і SSCVs). Активність батуміну щодо цих бактерій становила 0,25—0,5 мкг/мл. Досліджено вплив батуміну на формування біоплівки у представників роду Staphylococcus. За наявності в середовищі 0,125 мкг/мл батуміну (половина інгібуючої ріст концентрації) зменшувалося утворення біоплівки у 85 % вивчених штамів. Ефективність антибіотика залежала від стадії її формування. Внесення батуміну в поживне середовище одночасно з культурою сприяло зниженню значень біоплівкоутворення в усіх досліджуваних штамів стафілококів. Сформована біоплівка була більш резистентною до антибіотика. Порушення процесу утворення біоплівки під впливом батуміну підтверджено популяційним аналізом досліджуваних штамів стафілококів. Antibiotic batumin produced by Pseudomonas batumici has shown high activity against the type and reference strains and clinical isolates of 30 different species of the genus Staphylococcus (including MRSA and SSCVs). Batumin activity against these bacteria was 0.25—0.5 μg/ml. Batumin influence upon the biofilm formation by representatives of genus Staphylococcus has been studied. Presence of 0.125 μg /ml of batumin in the medium decreased the biofilm formation in 85 % of studied strains. Antibiotic effectiveness depended on the stage of its formation. Entry of batumin into the medium simultaneously with the bacterial culture promoted a decrease of the biofilm formation in all studied strains of staphylococci. The formed biofilm was more resistant to antibiotic. Breach of process of biofilm formation under the batumin influence was confirmed by the population analysis of studied staphylococci strains. 2017 Article Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков / Л.Н. Чуркина, M. Ванечотте, Н.Б. Перунова, О.Б. Лютко, Л.В. Ярошенко // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 10. — С. 91-100. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2017.10.091 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126989 579.861.2: [539.216:57]: 57.017.22: 615.331:615.015.1 ru Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Медицина Медицина
spellingShingle	Медицина Медицина Чуркина, Л.Н. Ванечотте, M. Перунова, Н.Б. Лютко, О.Б. Ярошенко, Л.В. Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков Доповіді НАН України
description	Антибиотик батумин, синтезируемый Pseudomonas batumici, показал высокую активность в отношении типовых и референс-штаммов, а также клинических изолятов 30 различных видов рода Staphylococcus (включая MRSA и SSCVs). Активность батумина относительно этих бактерий составляла 0,25—0,5 мкг/мл. Исследовано влияние батумина на формирование биопленки у представителей рода Staphylococcus. В присутствии в среде 0,125 мкг/мл батумина (половина ингибирующей рост концентрации) уменьшалось образование биопленки у 85 % изученных штаммов. Эффективность антибиотика зависела от стадии ее формирования. Внесение батумина в питательную среду одновременно с культурой способствовало снижению значений биопленкообразования у всех исследуемых штаммов стафилококков. Сформированная биопленка была более резистентна к антибиотику. Нарушение процесса образования биопленки под влиянием батумина подтверждено популяционным анализом исследуемых штаммов стафилококков.
format	Article
author	Чуркина, Л.Н. Ванечотте, M. Перунова, Н.Б. Лютко, О.Б. Ярошенко, Л.В.
author_facet	Чуркина, Л.Н. Ванечотте, M. Перунова, Н.Б. Лютко, О.Б. Ярошенко, Л.В.
author_sort	Чуркина, Л.Н.
title	Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков
title_short	Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков
title_full	Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков
title_fullStr	Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков
title_full_unstemmed	Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков
title_sort	действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Медицина
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126989
citation_txt	Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков / Л.Н. Чуркина, M. Ванечотте, Н.Б. Перунова, О.Б. Лютко, Л.В. Ярошенко // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 10. — С. 91-100. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
series	Доповіді НАН України
work_keys_str_mv	AT čurkinaln dejstvieantibiotikabatuminanaobrazovaniebioplënokustafilokokkov AT vanečottem dejstvieantibiotikabatuminanaobrazovaniebioplënokustafilokokkov AT perunovanb dejstvieantibiotikabatuminanaobrazovaniebioplënokustafilokokkov AT lûtkoob dejstvieantibiotikabatuminanaobrazovaniebioplënokustafilokokkov AT ârošenkolv dejstvieantibiotikabatuminanaobrazovaniebioplënokustafilokokkov
first_indexed	2025-07-09T06:05:26Z
last_indexed	2025-07-09T06:05:26Z
_version_	1837148277345091584
fulltext	91ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 10 ОПОВІДІ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ Развитие устойчивости бактерий к широко применяемым в клинике антибиотикам, а также их способность расти в виде биопленок, что ограничивает диффузию антимикробных пре- паратов и существенно снижает их эффективность [1], обусловливает необходимость поиска новых высокоактивных антибиотических веществ. К таким следует отнести выделенный из бактерий Pseudomonas batumici поликетидный антибиотик батумин, который обладает высокой избирательной активностью в отношении стафилококков [2]. Это определило перспективы его медицинского применения не только при лечении стафилококковых инфекций и борьбе с назальным носительством этого патогена, но и для диагностики представителей рода Staphylococcus с помощью препарата “Диастаф” (диски, пропитанные © Л.Н. Чуркина, M. Ванечотте, Н.Б. Перунова, О.Б. Лютко, Л.В. Ярошенко, 2017 doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2017.10.091 УДК 579.861.2: [539.216:57]: 57.017.22: 615.331:615.015.1 Л.Н. Чуркина 1, M. Ванечотте 2, Н.Б. Перунова 3, О.Б. Лютко 4, Л.В. Ярошенко 1 1 Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины, Киев 2 Гентский университет, Бельгия 3 Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, Оренбург, Россия 4 Институт ортопедии и травматологии НАМН Украины, Киев E-mail: LNKogut@hotmail.com Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков Представлено членом-корреспондентом НАН Украины Б.П. Мацелюхом Антибиотик батумин, синтезируемый Pseudomonas batumici, показал высокую активность в отношении типовых и референс-штаммов, а также клинических изолятов 30 различных видов рода Staphylococcus (включая MRSA и SSCVs). Активность батумина относительно этих бактерий составляла 0,25—0,5 мкг/мл. Исследовано влияние батумина на формирование биопленки у представителей рода Staphylococcus. В при- сутствии в среде 0,125 мкг/мл батумина (половина ингибирующей рост кон центрации) уменьшалось обра- зование биопленки у 85 % изученных штаммов. Эффективность анти биотика зависела от стадии ее фор- мирования. Внесение батумина в питательную среду одновременно с куль турой способствовало снижению значений биопленкообразования у всех исследуемых штаммов стафилококков. Сформированная биопленка была более резистентна к антибиотику. Нарушение процесса образования биопленки под влиянием бату- мина подтверждено популяционным анализом исследуемых штаммов стафилококков. Ключевые слова: батумин, стафилококки, SSCVs , образование биопленки. МЕДИЦИНА 92 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 10 Л.Н. Чуркина, M. Ванечотте, Н.Б. Перунова, О.Б. Лютко, Л.В. Ярошенко батумином) [3]. Вывод о селективности действия батумина на возбудителей рода Sta phy- lococcus был сделан на основании его активности в отношении нескольких наиболее часто встречающихся в клинике видов стафилококков. Представляло интерес выяснить, рас про- страняется ли обнаруженная избирательность на другие описанные к настоящему времени виды стафилококков, а также атипичные формы этого возбудителя, так называемые small colony-variants (SSCVs), в самом фенотипе которых уже заложена повышенная устойчивость к антибиотикам [4]. Золотистый стафилококк относится к одним из наиболее мощных биопленкообра- зую щих микроорганизмов. Бактерии, структурированные в биопленку, высокоустойчивы к антибиотикам [1]. Ранее нами было установлено, что при внесении в среду 1/2 МИК батумина процесс формирования биопленки существенно снижался у 80 % штаммов на- зальных стафилококков с исходно высокой способностью к биопленкообразованию [5]. Целью настоящего исследования было расширение знаний о действии батумина на большинство описанных к настоящему времени видов стафилококков и атипичных форм этого патогена (SSCVs), а также более детальный анализ влияния батумина на формирование биопленки у стафилококков. Материалы и методы. Использовали батумин со степенью очистки 85 %, полученный в процессе ферментации и очищенный методами препаративной хроматографии. Бактериальные штаммы. Объектом исследования служили типовые и коллекционные штаммы 30 различных видов стафилококков (табл. 1), а также 50 штаммов S. aureus, вы- деленных в Институте ортопедии и травматологии АМН Украины от больных остеомие ли- том и идентифицированных как метициллинрезистентные (MRSA) [6]; 20 штаммов S. aureus, 19 штаммов S. epidermidis и 4 штамма S. intermedius, изолированных при назальном носитель- стве у медицинского персонала и пиодермиях у пациентов (коллекция микроорганизмов Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, Оренбург). Также исследовались 30 штаммов атипичных форм стафилококков — SSCVs, вы де- лен ных на Columbia агар с 5 % отмытых бараньих эритроцитов как медленно растущие точечные колонии (0,1—0,3 мм) среди большого числа колоний (2—3 мм) с нормальной для Staphylococcus морфологией после 48—56 ч инкубации при 37 °C. Атипичные формы стафилококков были ранее идентифицированы стандартными методами, а также методами tRNA-PCR анализа [7] и относились к трем видам: S. aureus, S. epidermidis, S. haemolyticus. Детальное описание штаммов приведено в работе [8]. Чувствительность клинических штаммов стафилококков к широкому спектру антибиотиков определяли методом Kirby—Bauer, NCCLS критерии были использованы для интерпретации чувствительности к антибиотикам [9]. Минимальную ингибирующую рост концентрацию (МИК) батумина определяли в соответствии со стандартами CLSI [10] на агаре Мюллера—Хинтона при микробной нагрузке стафилококков 0,5 · 108. Чашки инкубировали при 37 °С 48 ч. Изучение МИК в отношении SSCVs проводили также на бульоне Мюллера—Хинтона. Образование биопленок исследовали фотометрическим методом, определяя способ- ность штаммов микроорганизмов к адгезии на поверхности 96-луночной полистироловой планшеты с последующей окраской кристаллвиолетом [11]. Измерения оптической плот- ности проводили на фотометре ELx808 (“BioTek”, США) при длине волны 630 нм. Значения 93ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 10 Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков Таблица 1. Чувствительность к батумину видов, входящих в состав различных 16S-рРНК комплексов рода Staphylococcus РНК-комплекс Вид, номер штамма* МИК, мкг/мл S. aureus S. aureus B-918 (ATCC 6538) S. aureus B-4001 (ATCC 6538P) S. aureus B-904 (ATCC 25923) S. aureus B-909 (GISK 906) 0,25 0,25 0,25 0,25 MRSA (50 штаммов) 0,25—0,5 S. carnosus S. carnosus B-4005 T (DSM 20501 T) 0,25 S. pisci-fermentans B-4028 T (ATCC 51136 T) 0,25 S. simulans B-4033 T (ATCC 27848 T) 0,25 S. epidermidis S. capitis B-4002 Т (АТСС 27840 T) 0,125 S. caprae B-4007 T (ATCC 35538 T) 0,125 S. epidermidis B-4023 T (ATCC 14990 Т) S. epidermidis B-919 (ATCC 12228) 0,0625 S. haemolyticus S. devriesei B-4022 T (CNS 159 T) 0,125 S. haemolyticus B-4018 T (АТСС 29970 T) 0,25 S. hominis B-4019 T (DSM 20328 T) 0,25 S. hyicus-intermedius S. chromogenes B-4003T (ATCC 43764 T) 0,25 S. felis B-4016 T (ATCC 49168 T) 0,25 S. delphini B-4008 T (ATCC 49171 T) 0,25 S. hyicus B-4020 T (ATCC 11249 T) 0,25 S. intermedius B-4009 T (ATCC 29663 T) 0,5 S. schleiferi B-4032 T (ATCC 49545 T) 0,5 S. pseudointermedius B-4029 T (LMG 22219 T) 0,25 S. lugdungensis S. lugdungensis B-4025 T (ATCC 43809 T) 0,5 S. warneri S. warneri B-4013 T (ATCC 27836 T) S. pasteurii B-4026 T (ATCC 51129 T) 0,25 0,25 S. sciuri S. sciuri B-4012 T (ATCC 290762 T) 0,5 S. pulvereri B-4031 T (ATCC 51698 T) 1,0 S. lentus B-4024 T (CCM 2598 T) S. lentus B-4010 (ATCC 29070) 0,5 0,5 S. saprophyticus S. equorum B-4015 T (ATCC 43959 T) 0,5 S. gallinarum B-4017T (ATCC 35539 T) 0,5 S. kloosii B-4021 T (ATCC 43959 T) 1,0 S. saprophyticus B-4011 T (ATCC 15305 T) S. saprophyticus B-4034 (CLO 059) 0,25 0,5 S. cohnii B-4004 T (ATCC 29974 T) 0,25 S. xylosus B-4014 T (ATCC 29971 T) 0,25 Macrococcus caseolyticus M. caseolyticus B-4006 T (ATCC 13548 T) 0,125 * Представлены номера штаммов в Украинской коллекции микроорганизмов (в скобках — в АТСС либо других коллекциях, из которых они получены). 94 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 10 Л.Н. Чуркина, M. Ванечотте, Н.Б. Перунова, О.Б. Лютко, Л.В. Ярошенко биопленкообразования стафилокок- ков выражали в условных единицах (ед.), которые представляли собой от- ношение оптической плотности изу- чаемой культуры (опыт) к оптичес- кой плотности питательного бульона (контроль). Определение диссоциации мик- ро б ной популяции осуществляли при рассеве микроорганизмов на ага ри зо- ванные среды LB с получением 100 колоний. Градацию по уровню био пленкообразования микроорганизмов в популяции про- водили условно: низкие значения соответствовали уровню менее 1,5 ед., средние — ва рь и- ровали в диапазоне 1,5—2,5 ед., а высокие составляли более 2,5 ед. Индекс диссоциации популяции определяли как долю (%) колоний определенного фенотипа. Результаты и их обсуждение. Род Staphylococcus состоит из 11 РНК-комплексов, каж- дый из которых объединяет эволюционно наиболее близкие виды. В табл. 1 представлены результаты оценки чувствительности к батумину как типовых штаммов стафилококков, так и некоторых коллекционных культур, а также метициллинрезистентных штаммов S. aureus. Обращает на себя внимание высокая однородность чувствительности к батумину раз- личных видов стафилококков. На большинство исследованных видов и штаммов, в том числе MRSA, антибиотик действовал в концентрации 0,25—0,5, редко — 1,0 мкг/мл. Наи- более чувствительными к антибиотику оказались виды комплекса S. epidermidis (МИК 0,0625—0,125 мкг/мл). Заметим, что штаммы этого вида проявляли наиболее высокую чувствительность к батумину и при клинических испытаниях. Батумин эффективен и в отношении макрококков, лишь недавно исключенных из сос- тава рода Staphylococcus и образовавших новый род. А вот эволюционно близкие ста фи ло- коккам гемеллы (Gemella morbillorum, G. haemolysans), выделенные при остеомиелитах, не образовывали зон задержки роста вокруг дисков с батумином [12]. Не эффективен он и в отношении бацилл, листерий, планококков и других бактерий, принадлежащих к семей- ст вам порядка Bacillales, в состав которого входит и семейство Staphylococcaceaе. Анализ полученных результатов относительно антибиотикорезистентности иссле до ван- ных штаммов MRSA (рис. 1) свидетельствует об их высокой устойчивости к практи чески значимым антибиотикам. При этом все 50 штаммов, независимо от источника вы де ления и чувствительности к разным антибиотикам, были чувствительными к 0,25—0,5 мкг/мл батумина. Приведенные данные, а также результаты исследований прошлых лет указывают на вы- сокую активность батумина в отношении метаболически нормальных представителей рода Staphylococcus [3], при этом активность анти био тика в отношении атипичных форм ста фи- Рис. 1. Профиль резистентности к ан- тибиотикам 50 мети циллинрезистентных штам мов стафилококков 95ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 10 Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков Таблица 2. Влияние батумина на формирование биопленки у стафилококков Штамм Оптическая плотность (OD630) без батумина УЕ* без батумина Оптическая плотность (OD630) при внесении батумина (0,125 мкг/мл) УЕ* при внесении батумина (0,125 мкг/мл) 0,131 2,6 0,095 1,9 S. aureus 3 0,157 3,1 0,077 1,5 S. aureus 17 0,134 2,7 0,094 1,9 S. aureus 24 0,142 2,8 0,104 2,1 S. aureus 28a 0,131 2,6 0,091 1,8 S. aureus 29 0,130 2,6 0,083 1,7 S. aureus 35 0,131 2,6 0,096 1,9 S. aureus 39 0,136 2,7 0,074 1,5 S. aureus 59d 0,131 2,6 0,132 2,6 S. aureus 68 0,132 2,6 0,097 1,9 S. aureus 75 0,156 3,1 0,157 3,1 S. aureus 89-a 0,147 2,9 0,081 1,6 S. aureus 104 0,142 2,8 0,105 2,1 S. aureus 120 0,156 3,1 0,155 3,1 S. aureus 121 0,131 2,6 0,093 1,9 S. aureus 132 0,131 2,6 0,095 1,9 S. aureus 146-a 0,130 2,6 0,081 1,6 S. aureus 144 0,135 2,7 0,090 1,8 S. aureus 159 0,140 2,8 0,084 1,7 S. aureus 165 0,130 2,6 0,133 2,6 S. epidermidis 11 0,105 2,1 0,085 1,7 S. epidermidis 47 0,115 2,3 0,095 1,9 S. epidermidis 57k 0,105 2,1 0,105 2,1 S. epidermidis 61 0,105 2,1 0,105 2,1 S. epidermidis 64 0,115 2,3 0,115 2,3 S. epidermidis 73 0,095 1,9 0,08 1,6 S. epidermidis 99-b 0,097 1,9 0,095 1,9 S. epidermidis 124 0,104 2,1 0,107 2,1 S. epidermidis 137 0,105 2,1 0,093 1,9 S. epidermidis 140 0,092 1,8 0,080 1,6 S. epidermidis 143 0,094 1,9 0,097 1,9 S. epidermidis147 0,111 2,2 0,095 1,9 S. epidermidis 154 0,097 1,9 0,096 1,9 S. epidermidis 155 c 0,091 1,8 0,09 1,8 S. epidermidis 172 0,114 2,3 0,113 2,3 S. epidermidis 183 0,115 2,3 0,091 1,8 S. epidermidis 184 0,095 1,9 0,084 1,7 S. epidermidis 215 0,113 2,3 0,115 2,3 S. epidermidis 187 0,11 2,2 0,11 2,2 S. intermedius 193 0,083 1,7 0,075 1,5 S. intermedius 195 0,095 1,9 0,074 1,5 S. intermedius 107 0,09 1,8 0,09 1,8 S. intermedius 111 0,086 1,7 0,084 1,7 * Отношение оптической плотности изучаемой культуры (опыт) к оптической плотности питательного бульона (контроль). Значения биопленкообразования стафилококков выражали в условных единицах (УЕ) = OD630 в опыте и OD630 в контрольных образцах. Оптическая плотность контрольных образцов 0,05 — это плотность питательного бульона. ** Представленные результаты получены в трех независимых экспериментах, p < 0,05 (U — критерий Манна—Уитни). 96 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 10 Л.Н. Чуркина, M. Ванечотте, Н.Б. Перунова, О.Б. Лютко, Л.В. Ярошенко лококков, так называемых SSCVs, не изу ча- лась. Инфекции, вызванные S. aureus, обыч- но носят острый характер, это эн до кардиты, пневмонии, сепсисы [13]. Однако суще ст ву- ют представители этого вида, ко то рые вызывают хронические ре ци ди ви ру ющие ин фекции, такие как остеомиелит и кис- тозный фиброз легких [8]. Некоторые ста- филококки могут колонизовать ткани при эндопротезировании, вызывая отто р же- ние эндопротеза [12]. Возбудителями этих ин фекций являются атипичные формы стафилококков — SSCVs. Они формируются в ре зуль тате мутаций и характеризуются сложным плейотропным фенотипом, который объясняют дефектным электронным транспортом [4]. Все 30 штаммов SSCVs, выделенные как субпопуляция среди большого числа колоний с нормальной для Staphylococcus морфологией, характеризовались измененной морфоло- гией колоний, замедленным ростом, отсутствием пигментации. У многих из них от сут- ствовала лецитиназная, фосфатазная, коагулазная и гемолитическая активность. Кроме того, у изученных SSCVs была изменена модель потребления таких углеводов, как сахаро- за, лактоза, фруктоза, что согласуется с данными литературы и ранее полученными нами результатами [14]. Установлена высокая активность батумина в отношении атипичных форм стафило- кок ков. На большинство представителей SSCVs антибиотик действовал в концентрации 0,25 мкг/мл. Штамм S. aureus 71 оказался более устойчивым, его МИК составляла 0,5 мкг/мл. Для исследованных штаммов SCVs S. aureus, S. еpidermidis и S. haemolyticus, выращенных на бульоне Мюллера—Хинтона, антистафилококковая активность антибио- тика соответствовала таковой на агаризованной среде. Чувствительность к батумину назальных и кожных клинических изолятов стафило кок- ков была такой же, как у типовых и коллекционных штаммов различных видов рода Staphy- lococcus, изученных нами ранее [8]. При этом эффект действия батумина на формирова- ние биопленки был разным у различных штаммов и видов (табл. 2). Присутствие в среде 0,125 мкг/мл батумина (1/2 МИК) уменьшало образование биопленки у 85 % изученных штаммов S. aureus. Следует отметить, что эффективность батумина была выше в отношении штаммов с высокой массой биопленки (величина УЕ между 2,6 и 3,1). Анализ экспериментальных данных по влиянию батумина на стадии формирования био пленки (табл.3) показал, что эффективность антибиотика зависела от стадии ее фор ми- ро вания у S. aureus. Внесение батумина в питательную среду одновременно с культу рой спо соб- ствовало снижению значений биопленкообразования у всех исследуемых штаммов стафи- ло кокков. Сформированная биопленка была более резистентна к исс ле дуемому пре парату. Рис. 2. Распределение клонов в популяции S. aureus 918 по биопленкообразованию (БПО) 97ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 10 Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков Закономерность, отражающая нарушение биопленкообразования стафилококков под влиянием батумина, была подтверждена популяционным анализом исследуемых штам- мов. Под действием антибиотика происходило перераспределение клональной структуры по пуляции эталонного штамма S. aureus УКМ В-918. В контроле (без батумина) популяция содержала 35 % клонов со значениями биопленкообразования менее 1,5 ед., 30 % — с по- казателями в диапазоне 1,5—2,5 ед. и 35 % — со значениями более 2,5 ед. Инкубиро ва ние культуры совместно с батумином приводило к изменению популяционной структуры штамма (рис.2), в сравнении с контролем: увеличивалась численность вариантов с низкими значениями биопленкообразования (50 % клонов), снижалась доля диссоциантов с высоки- ми (20 %) и средними (15 %) значениями биопленкообразования и появлялись клоны с нетипичным фенотипом — не обладающие способностью образовывать биопленки (15 %). Популяция клинического изолята S. aureus 104 в контроле также была представлена клонами с различной степенью выраженности признака: 20 % диссоциантов с низкими значениями биопленкообразования, 35 % — со средними и 45 % — c высокими значениями. При соинкубировании стафилококкков с батумином отмечалась диссоциация популяции бактерий, в результате которой, наряду с появлением вариантов (20 %), не обладающих способностью образовывать биопленки, происходило увеличение доли диссоциантов (35 %) Таблица 3. Влияние батумина на этапы формирования биопленок у Staphylococcus aureus Штамм Формирование биопленки без батумина Формирование биопленки при одновре мен- ном внесении ба тумина с инокулюмом Формирование биопленки при внесении батумина после 90 мин после 24 ч после 48 ч Оптиче- ская плотность (OD630) УЕ* Оптиче- ская плотность (OD630) УЕ* Оптиче- ская плотность (OD630) УЕ* Оптиче- ская плотность (OD630) УЕ* Оптиче- ская плотность (OD630) УЕ* S. aureus 918 (ATCC 25923) 0,132 2,6 0,097 1,9 0,081 1,6 0,135 2,7 0,164 3,3 S. aureus 3 0,155 3,1 0,074 1,5 0,153 3,0 0,155 3,1 0,153 3,1 S. aureus 17 0,137 2,7 0,095 1,9 0,099 2,0 0,105 3,1 0,135 2,7 S. aureus 24 0,140 2,8 0,102 2,0 0,140 2,8 0,169 3,4 0,142 2,8 S. aureus 28a 0,133 2,7 0,090 1,8 0,156 3,1 0,161 3,2 0,161 3,2 S. aureus 35 0,130 2,6 0,094 1,9 0,103 2,1 0,130 2,6 0,130 2,6 S. aureus 39 0,138 2,8 0,071 1,4 0,085 1,7 0,084 1,7 0,077 1,5 S. aureus 68 0,132 2,6 0,095 1,9 0,097 1,9 0,097 1,9 0,093 1,9 S. aureus 89-a 0,148 3,0 0,079 1,6 0,097 1,9 0,089 1,8 0,147 2,9 S. aureus 121 0,133 2,7 0,093 1,9 0,101 2,0 0,101 2,0 0,155 3,1 S. aureus 144 0,131 2,6 0,087 1,7 0,094 1,9 0,088 1,8 0,085 1,7 S. aureus 159 0,142 2,8 0,085 1,7 0,141 2,8 0,183 3,7 0,140 2,8 98 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 10 Л.Н. Чуркина, M. Ванечотте, Н.Б. Перунова, О.Б. Лютко, Л.В. Ярошенко с низким уровнем биопленкообразования. Кроме того, в популяции отмечалось снижение доли клонов со средними (20 %) и высокими (25 %) значениями биопленкообразования. Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о том, что антибиотик ба ту- мин является высокоактивным антистафилококковым агентом, ингибирующим все из вест- ные до настоящего времени виды стафилококков и макрококки независимо от источника их выделения и чувствительности к антибиотикам. МИК батумина составляла 0,25 и 0,5 мкг/мл. Природа избирательности его действия, по-видимому, связана с особенностями обмена стафилококков, отличающими их от других близкородственных микроорганизмов. Исходя из полученных данных о действии батумина на липиды стафилококка [15], можно предположить, что эти отличия связаны со спецификой жирнокислотного обмена бакте- рий рода Staphylococcus. Одной из важных характеристик батумина является нарушение биопленкообразова- ния у стафилококков. Присутствие в среде 0,125 мкг/мл батумина (1/2 МИК) уменьшало образование биопленки у 85 % изученных штаммов S. aureus. Следует отметить, что эф фек- тивность батумина была выше в отношении штаммов с высокой массой биопленки (величи- на УЕ между 2,6 и 3,1). Закономерность, отражающая нарушение биопленкообразования у стафилококков под влиянием батумина, была также подтверждена популяционным анализом исследуемых штаммов. Полученные данные объясняют один из механизмов антимикробной активности батумина, основанный на ингибировании образования биопленки у стафилококков. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Frank K.L., Reichert E.J., Piper K.E., Patel R. In vitro effects of antimicrobial agents on planktonik and bil- film forms of Stapylococcus lugdunensis clinical isolates. Antimicrob. Agents Chemother. 2007. 51. P. 888—895. doi: https:// doi.org/10.1128/AAC.01052-06 2. Kiprianova E.A., Klochko V.V., Zelena, L.B., Churkina L.N., Avdeeva L.V. Pseudomonas batumici sp.nov., the antibiotic-producing bacteria isolated from soil of the Caucasus Black Sea coast. Мікробіол. журн. 2011. 73, № 5. С. 3—8. 3. Churkina L., Kiprianova E., Bidnenko S., Marchenko K., Artysyuk E. Antibiotic batumin for diagnostics of staphylococci and treatment of Staphylococcus aureus nasal carriage. Lik. Sprava. 2009. № 1-2. P. 61—67. 4. McNamara P.J., Proctor R.A. Staphylococcus aureus small colony variants, electron transport and persistent in- fections. Int. J. Antimicrob. Agents. 2000. 14. P. 117—122. doi: https://doi.org/10.1016/S0924-8579(99) 00170-3 5. Бухарин О.В., Чуркина Л.Н., Перунова Н.Б., Иванова Е.В., Новикова И.В., Авдеева Л.В., Ярошен- ко Л.В. Влияние антистафилококкового антибиотика батумина на биопленкообразование микро ор га- низ мов. Журн. микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2012. № 2. С. 8—12. 6. Boutiba-Ben Boubaker I., Ben Abbes R., Ben Abdallah H., Mamlouk K., Mahjoubi F., Kammoun A., Hamma- mi A., Ben Redjeb S. Evaluation of a cefoxitin disk diffusion test for the routine detection of methicillin- re- sistant Staphylococcus aureus. Clin. Microbiol. Infect. 2004. 10, № 8. P. 762—765. doi: https://doi.org/ 10.1111/j.1469-0691.2004.00919.x 7. Vaneechoutte M., Boerlin P., Tichy H.V., Bannerman E., Jäger B., Bille J. Comparison of PCR-based DNA fingerprinting techniques for the identification of Listeria species and their use for atypical Listeria isolates. Int. J. Syst. Bacteriol. 1998. 48. P. 127—139. 8. Churkina L.N., Bidnenko S.I., Lopes dos Santos Santiago G., Vaneechoutte M., Avdeeva L.V., Lutko O.B., Oserjanskaja N.M. Application of the antibiotic batumin for accurate and rapid identification of staphylococcal small colony variants. BMC Res. Notes. 2012. 5. P. 374—378. doi: https://doi.org/10.1186/1756-0500-5-374 99ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 10 Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков 9. Vandepitte J., Engback K., Piot P., Heuck C. Basic Laboratory Procedures in Clinical Bacteriology. Geneva: WHO Library, 1991. 121 p. 10. Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing: fifteenths informational supplement. NCCLS document M 100 – S 15. Wayne, PA, USA, 2005. 165 p. 11. O’Tool G.A., Kaplan A.N., Kolter R. Biofilm formation as microbial development. An. Rev. Microbiol. 2000. 4. P. 49—76. doi: https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.1998.00797.x 12. Бідненко С.І., Лютко О.Б., Озерянська Н.М., Чуркіна Л.Н. Мікрофлора навколопротезних тканин за асептичної нестабільності ендопротезу кульшового суглоба та особливості її чутливості до антибіо- тиків. Biomed. Biosocial Anthropol. 2010. 15. С. 87—91. 13. Lewis T., Chaudhry R., Nightingale P., Lambert P., Das I. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus bac- teremia: epidemiology, outcome, and laboratory characteristics in a tertiary referral center in the UK. Int. J. Infect. Dis. 2010. 15. P. 131—135. 14. Чуркина Л.Н., Бидненко С.И., Макушенко А.С., Ванечутте М., Лютко О.Б., Озерянская Н.М., Авдее- ва Л.В. Характеристики атипичных форм стафилококков (SCVs), выделенных от больных остеоми- ели том. Антибиотики и химиотерапия. 2010. 55, № 5-6. С. 36—40. 15. Lee V.E., O'Neill A.J. Batumin does not exert its antistaphylococcal effect through inhibition of aminoacyl- tRNA synthetase enzymes. J. Antimicrob. Agents. 2016. 49, Iss. 1. P. 121—122. Поступило в редакцию 15.06.2017 REFERENCES 1. Frank, K. L., Reichert, E. J., Patel, R. & Piper, K. E. (2007). In vitro effects of antimicrobial agents on plank- tonik and bilfilm forms of Stapylococcus lugdunensis clinical isolates. Antimicrob. Agents Chemother., 51, pp. 888-895. doi: https://doi.org/10.1128/AAC.01052-06 2. Kiprianova, E. A., Klochko, V. V., Zelena, L. B., Churkina, L. N. & Avdeeva, L. V. (2011). Pseudomonas batu- mici sp. nov., the antibiotic-producing bacteria isolated from soil of the Caucasus Black Sea coast. Microbiol. J., 73, No. 5, pp. 3-8. 3. Churkina, L., Kiprianova, E., Bidnenko, S., Marchenko, K. & Artysyuk, E. (2009). Antibiotic batumin for diagnostics of staphylococci and treatment of Staphylococcus aureus nasal carriage. Lik Sprava, No. 1-2, pp. 61-67. 4. McNamara, P. J. & Proctor, R. A. (2000). Staphylococcus aureus small colony variants, electron transport and persistent infections. Int. J. Antimicrob. Agents., 14, pp. 117-122. doi: https://doi.org/10.1016/S0924-8579 (99)00170-3 5. Bukharin, O. V., Churkina, L. N., Perunova, N. B., Ivanova, E. V., Novikova, I. V., Avdeeva, L. V. & Yarosh- enko, L. V. (2012). Influence of antistaphylococcus antiobiotic batumin on microorganism biofilm formation. Zh. Mikrobiol., Epidemiol., Immunobiol., No. 2, pp. 8-12 (in Russian). 6. Boutiba-Ben Boubaker, I., Ben Abbes, R., Ben Abdallah, H., Mamlouk, K., Mahjoubi, F., Kammoun, A., Hammami, A. & Ben Redjeb, S. (2004). Evaluation of a cefoxitin disk diffusion test for the routine detection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus. Clin. Microbiol. Infect., 10, No. 8, pp. 762-765. doi: https:// doi.org/10.1111/j.1469-0691.2004.00919.x 7. Vaneechoutte, M., Boerlin, P., Tichy, H. V., Bannerman, E., Jäger, B. & Bille, J. (1998). Comparison of PCR- based DNA fingerprinting techniques for the identification of Listeria species and their use for atypical Listeria isolates. Int. J. Syst. Bacteriol., 48, pp. 127-139. 8. Churkina, L. N., Bidnenko, S. I., Lopes dos Santos Santiago, G., Vaneechoutte, M., Avdeeva, L. V., Lutko, O. B. & Oserjanskaja, N. M. (2012). Application of the antibiotic batumin for accurate and rapid identification of staphylococcal small colony variants. BMC Res. Notes., 5, pp. 374-378. doi: https://doi.org/10.1186/1756- 0500-5-374 9. Vandepitte, J., Engback, K., Piot, P. & Heuck, C. (1991). Basic Laboratory Procedures in Clinical Bacteriology. Geneva: WHO Library. 10. Clinical and Laboratory Standards Institute. (2005). Performance standards for antimicrobial susceptibility testing: fifteenths informational supplement. NCCLS document M 100 – S 15. Wayne, PA, USA. 11. O’Tool, G. A., Kaplan, A. N. & Kolter, R. (2000). Biofilm formation as microbial development. An. Rev. Microbiol., 4, pp. 49-76. doi: https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.1998.00797.x 100 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 10 Л.Н. Чуркина, M. Ванечотте, Н.Б. Перунова, О.Б. Лютко, Л.В. Ярошенко 12. Bidnenko, S. I., Lutko, O. B., Oserjanskaja, N. M. & Churkina, L. N. (2010). Microflora of periprosthetic tis- sues according to aseptic instability of hipendoprosthesis and features of its sensitivity to antibiotics. Biomed. Biosocial Anthropol., 15, pp. 87-91 (in Ukrainian). 13. Lewis, T., Chaudhry, R., Nightingale, P., Lambert, P. & Das, I. (2010). Methicillin-resistant Staphylococcus aureus bacteremia: epidemiology, outcome, and laboratory characteristics in a tertiary referral center in the UK. Int. J. Infect. Dis., 15, pp. 131-135. 14. Churkina, L. N. , Bidnenko, S. I., Makushenko, A. S., Vaneechoutte, M., Luitko, O. B., Ozeryanskaya, N. M. & Avdeeva, L. V. (2010). Characteristics of atypical forms of staphylococci (SCVs), isolated from patients with osteomielitis. Antibiotiki i himioterapiya, 55, No. 5-6, pp. 36-40 (in Russian). 15. Lee, V. E. & O’Neill, A. J. (2016). Batumin does not exert its antistaphylococcal effect through inhibition of aminoacyl-tRNA synthetaseInt enzymes. J. Antimicrob. Agents., 49, Iss. 1, pp. 121-122. Received 15.06.2017 Л.Н. Чуркіна 1, M. Ванечотте 2, Н.Б. Перунова 3, О.Б. Лютко 4, Л.В. Ярошенко 1 1 Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ 2 Гентський університет, Бельгія 3 Інститут клітинного і внутрішньоклітинного симбіозу УрВ РАН, Оренбург, Росія 4 Інститут ортопедії і травматології НАМН України, Київ E-mail: LNKogut@hotmail.com ДІЯ АНТИБІОТИКА БАТУМІНУ НА УТВОРЕННЯ БІОПЛІВОК У СТАФІЛОКОКІВ Антибіотик батумін, який синтезується Pseudomonas batumici, показав високу активність відносно типових і референс-штамів, а також клінічних ізолятів 30 різних видів роду Staphylococcus (включаючи MRSA і SSCVs). Активність батуміну щодо цих бактерій становила 0,25—0,5 мкг/мл. Досліджено вплив батуміну на формування біоплівки у представників роду Staphylococcus. За наявності в середовищі 0,125 мкг/мл батуміну (половина інгібуючої ріст концентрації) зменшувалося утворення біоплівки у 85 % вивчених штамів. Ефективність антибіотика залежала від стадії її формування. Внесення батуміну в поживне середовище одночасно з культурою сприяло зниженню значень біоплівкоутворення в усіх досліджуваних штамів стафілококів. Сформована біоплівка була більш резистентною до антибіотика. Порушення процесу утворення біоплівки під впливом батуміну підтверджено популяційним аналізом досліджуваних штамів стафілококів. Ключові слова: батумін, стафілококи, SSCVs, утворення біоплівки. L.N. Churkina 1, M. Vaneechoutte 2, N.B. Perunova 3, O.B. Luitko 4, L.V. Yaroshenko 1 1 Danylo Zabolotny Institute of Microbiology and Virology of the NAS of Ukraine, Kiev 2 Ghent University, Belgium 3 Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis Ural Branch of the RAS, Orenburg, Russian Federation 4 Institute of Traumatology and Orthopedics of the NAMS of Ukraine, Kiev E-mail: LNKogut@hotmail.com EFFECT OF ANTIBIOTIC BATUMIN ON THE BIOFILM FORMATION IN STAPHYLOCOCCI Antibiotic batumin produced by Pseudomonas batumici has shown high activity against the type and reference strains and clinical isolates of 30 different species of the genus Staphylococcus (including MRSA and SSCVs). Batumin activity against these bacteria was 0.25—0.5 μg/ml. Batumin influence upon the biofilm formation by representatives of genus Staphylococcus has been studied. Presence of 0.125 μg /ml of batumin in the medium decreased the biofilm formation in 85 % of studied strains. Antibiotic effectiveness depended on the stage of its formation. Entry of batumin into the medium simultaneously with the bacterial culture promoted a decrease of the biofilm formation in all studied strains of staphylococci. The formed biofilm was more resistant to antibiotic. Breach of process of biofilm formation under the batumin influence was confirmed by the population analysis of studied staphylococci strains. Keywords: batumin, staphylococci, SSCVs, biofilm formation.

Действие антибиотика батумина на образование биоплёнок у стафилококков

Institution

Ähnliche Einträge