АКТИВНОСТЬ БАКТЕРИОФАГА CEC_KAZ_2018 ПРОТИВ ШТАММОВ E.COLI, ВЫЗЫВАЮЩИХ КОЛИБАКТЕРИОЗ ЦЫПЛЯТ
DOI:
https://doi.org/10.26577/eb.2021.v88.i3.04Ключевые слова:
колибактериоз, APEC, антибиотикорезистентность, бактериофаг, BIOLOG®.×Аннотация
В соответствии с Европейским агентством по безопасности пищевых продуктов (EFSA), кампилобактериоз, сальмонеллез и эшерихиоз являются основными патогенами пищевого происхождения и как следствие серьезной проблемой для общественного здравоохранения. Из-за неконтролироуемого использования антибиотиков в качестве пищевых добавок, птицеводческая отрасль одной из первых столкнулось с проблемой распространения антибиотикоустойчивости среди бактериальных патогенов. Возникновение инфекций с множественной лекарственной устойчивостью и неэффективность антибиотиков является одной из основных проблем современной ветеринарии. Постепенное увеличение числа бактерий с множественной лекарственной устойчивостью привели к росту исследований по использованию бактериофагов для борьбы с бактериальными инфекциями. Фаготерапия является весьма перспективным направлением, благодоря высокой специфичности бактериофагов, их безвредности и способности размножаться непосредствено на патогене. Кроме того бактериофаги обнаруживают в каждой экосистеме и их приблизительная численность на Земле может достигает 1031, что более чем в 10 раз превышает количество охарактеризованных бактерий и является практически неисчерпаемым источником для выделения новых, более эффективных штаммов.
В данном исследовании был проведен анализ распространения штаммов E. coli на птицеводческих хозяйствах Алматинской области, а также изучение морфологии бактериофага CEC_KAZ_2018 и его литических свойств по отношению к вновь выделенным штаммам E. coli.
Из органов цыплят с признаками колибактериоза, было изолировано и идентифицировано 15 культур Escherichia coli. Анализ филогенетических групп изолятов показал, что большинство (73,4%) относились к филогруппе D. При этом было выявлено, что до 50% изолятов проявляли устойчивость к антибиотикам III поколения: цефтазидиму, азтреонаму и цефтазидим/клавуланату.
В результате изучения спектра литической активности было установлено, что бактериофаг CEC_KAZ_2018 способен лизировать 10 из 15 изолированных культур. Тем самым данный бактериофаг является весьма перспективным кандидатом для создания на его основе антибактериальных препаратов для борьбы с колибактериозом цыплят.
Библиографические ссылки
Dziva F., Stevens M.P. Colibacillosis in poultry: unravelling the molecular basis of virulence of avian pathogenic Escherichia coli in their natural hosts // Avian Pathol. – 2008. –Vol. 37. – P.355–366.
Matin M.A., Islam M.A., Khatun M.M. Prevalence of colibacillosis in chickens in greater Mymensingh district of Bangladesh // Vet World. – 2017. – Vol.10. – P. - 29–33.
Stacy A.K., Mitchell N.M., Maddux J.T., De La Cruz M.A., Dura´n L., Giro´n J.A., et al. Evaluation of the prevalence and production of Escherichia coli common pilus among avian pathogenic E. coli and its role in virulence // PLoS One. – 2014. – Vol. 9. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0086565.
Panth Y. Colibacillosis in poultry: A review // J Agric Nat Resour. – 2019. – Vol.2. – P.301–311.
Dou X., Gong J., Han X., Xu M., Shen H., Zhang D., et al. Characterization of avian pathogenic Escherichia coli isolated in eastern China // Gene. – 2015. - Vol. 576. – P.244–248.
Paixao A.C., Ferreira A.C., Fontes M., Themudo P., Albuquerque T., Soares M.C., et al. Detection of virulence-associated genes in pathogenic and commensal avian Escherichia coli isolates // Poult Sci. – 2016. - Vol. 95. – P. 1646–1652.
Subedi M., Luitel H., Devkota B., Bhattarai R.K., Phuyal S., Panthi P., et al. Antibiotic resistance pattern and virulence genes content in avian pathogenic Escherichia coli (APEC) from broiler chickens in Chitwan, Nepal // BMC Vet Res. – 2018. – Vol. 14. – P. 1–6.
Abalaka S., Sani N., Idoko I., Tenuche O., Oyelowo F., Ejeh S., et al. Pathological changes associated with an outbreak of colibacillosis in a commercial broiler flock // Sokoto J Vet Sci. – 2017. – Vol. 15. – P. 95–102.
Kabir L.S.M. Avian colibacillosis and salmonellosis: A closer look at epidemiology, pathogenesis, diagnosis, control and public health concerns // Int J Environ Res Public Health. – 2010. – Vol. 7. – P. 89–114.
Johnson J.R., Stell A.L. Extended virulence genotypes of Escherichia coli strains from patients with urosepsis in relation to phylogeny and host compromise // J Infect Dis. – 2000. – Vol. 181. – P. 261–272.
Picard B., Garcia S., Gouriou S., Duriez P., Brahimi N., Bingen E., et al. The Link between Phylogeny and Virulence in Escherichia coli Extraintestinal Infection // Infect Immun. – 1999. – Vol. 67. – P. 546–553.
Yang H., Chen S., White D.G., Zhao S., McDermott P., Walker R., et al. Characterization of multiple-antimicrobial-resistant Escherichia coli isolates from diseased chickens and swine in China // Journal of clinical microbiology. – 2004. – Vol. 42(8). - P. 3483–9.
Amara A., Ziani Z., Bouzoubaa K. Antibioresistance of E.coli strains isolated in Morocco from chickens with colibacillosis // Veterinary microbiology. – 1995. – Vol. 43(4). - P. 325–30.
Singer R.S., Hofacre C.L. Potential impacts of antibiotic use in poultry production // Avian diseases. – 2006. – Vol. 50(2). - P. 161–72.
Zhao S., Maurer J.J., Hubert S., De Villena J.F., McDermott P.F., Meng J., Ayers S., English L., White D.G. Antimicrobial susceptibility and molecular characterization of avian pathogenic Escherichia coli isolates // Veterinary Microbiology. - 2005. – Vol.107. – P. 215-224.
Yang H., Chen S., White D.G., Zhao S., McDermott P., Walker R., Meng J. Characterization of multiple-antimicrobial-resistant Escherichia coli isolates from diseased chickens and swine in China // Journal of Clinical Microbiology. – 2004. – Vol. 42. - P. 3483-3489.
Li X.S., Wang G.Q., Du X.D., Cui B.A., Zhang S.M., Shen J.Z. Antimicrobial susceptibility and molecular detection of chloramphenicol and florfenicol resistance among Escherichia coli isolates from diseased chickens // Journal of Veterinary Science – 2007. – Vol. 8. – P. 243-247.
Молдаханов Е.С., Алексюк М.С., Алексюк П.Г., Бияшев К.Б., Богоявленский А.П. Разнообразие антигенных свойств E.coli среди поголовья кур// Исследования, результаты.- - 2019. - №1 (81). - С. 20-28.
Lin D.M., Koskella B., Lin H.C. Phage therapy: An alternative to antibiotics in the age of multi-drug resistance // World Journal of Gastrointestinal Pharmacology and Therapeutics. – 2017. – Vol. 8(3). - P. 162-173.
Huff W.E., Huff G.R., Rath N.C., Donoghue A.M. Immune interference of bacteriophage efficacy when treating colibacillosis in poultry // Poultry Science. – 2010. –Vol. 89. - P. 895-900.
Doffkay Z., Kovaґcs T., Raґkhely G. Bacteriophage therapy against plant, animal and human pathogens // Acta Biol Szeged. – 2015. – Vol. 59. – P. 291–302.
Miller R.W., Skinner E.J., Sulakvelidze A., Mathis G.F., Hofacre C.L. Bacteriophage therapy for control of necrotic enteritis of broiler chickens experimentally infected with Clostridium perfringens // Avian Dis. – 2010. – Vol. 54. – P. 33–40.
Wernicki A., Nowaczek A., Urban-chmiel R. Bacteriophage therapy to combat bacterial infections in poultry // Virol J. – 2017. – Vol. 14. – P.1–13.
Kazibwe G., Katami P., Alinaitwe R., Alafi S., Nanteza A., Nakavuma J.L. Bacteriophage activity against and characterisation of avian pathogenic Escherichia coli isolated from colibacillosis cases in Uganda // PLoS ONE. – 2020. – Vol.15. - e0239107.
Moldakhanov Y.S., Alexyuk M.S., Bogoyavlenskiy A.P., Alexyuk P.G., Turmagambetova A.S., Zaitseva I.A., Sokolova N.S., Akanova K.S., Anarkulova E.I., Omirtaeva E.S., Berezin V.E. Complete genome sequence of Escherichia-infecting phage CEC_KAZ_2018, isolated from soil // Microbiol. Resour. Announc. - 2019. – Vol. 8. - e00540-19.
Clermont O., Bonacorsi S., Bingen E. Rapid and Simple Determination of the Escherichia coli Phylogenetic Group // Appl. Environ. Microbiol. – 2000. – Vol. 66. – P. 4555–4558.
Alves D., Pérez Esteban P., Kot W., et al. A novel bacteriophage cocktail reduces and disperses Pseudomonas aeruginosa biofilms under static and flow conditions // Microbial Biotechnology. – 2016. – Vol. 9. – P. 61 – 74.
