ВЫДЕЛЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА БАКТЕРИОФАГОВ, ЛИЗИРУЮЩИХ КЛИНИЧЕСКИЕ ШТАММЫ E. COLI
DOI:
https://doi.org/10.26577/eb.2022.v90.i1.09Ключевые слова:
Бактериофаг, Escherichia coli, Нозокомиальная инфекция, Антибиотикоустойчивость, Литическая активностьАннотация
Нозокомиальные инфекции представляют собой огромную проблему для современного здравоохранения. По данным ВОЗ ежегодно, около десяти миллионов госпитализированных больных погибают или приобретают инвалидность из-за поражения внутрибольничными инфекциями. Одним из основных возбудителей нозокомиальных инфекций являются патогенные штаммы E. coli, которые представляют смертельную опасность для пациентов с ослабленным иммунитетом. Кроме того, у большого количества штаммов E. coli развилась устойчивость практически ко всем известным классам антибиотиков, что резко снижает эффективность антибиотикотерапии при борьбе с подобными патогенами. В сложившихся условиях, всё большую актуальность получают исследования по поиску альтернативных методов лечения бактериальных инфекций. К наиболее актуальным и перспективным относят метод фаготерапии.
Целью данных исследований являлось выделение из объектов окружающей среды бактериофагов способных лизировать клинические штаммы E. coli, и изучение их биологических свойств.
В результате проведённых исследований было установлено, что объекты окружающей среды, расположенные в санитарно-неблагополучных районах, являются наиболее предпочтительными объектами для выделения литических бактериофагов E. coli. Из образцов, отобранных в подобных районах было выделено 6 бактериофагов способных лизировать клинический штамм E. coli. Выделенные бактериофаги являлись строго видоспецифичными и обладали максимальной литической активностью в концентрациях 105 вирусных частиц в мл и более, что является стандартом для коммерческих фаговых препаратов и показывает их высокую антибактериальную активность достаточную для эффективной борьбы с патогенными штаммами бактерий E. coli.
Библиографические ссылки
Breitwieser F.P., Lu J., Salzberg S.L. (2017) A review of methods and databases for metagenomic classification and assembly. Briefings in Bioinformatics., vol. 20., pp. 1125-1136. doi: 10.1093/bib/bbx120.
Berenstein D. (1986) Prophage induction by ultraviolet light in Acinetobacter calcoaceticus. J. Gen. Microbiol., vol. 132, no 9, pp. 2633-2636. doi: 10.1099/00221287-132-9-2633. PMID: 3794658.
Burrowes B.H., Molineux I.J., Fralick, J.A. (2019) Directed in vitro evolution of therapeutic bacteriophages: the Appelmans protocol. Viruses, vol. 11, pp. 241. doi: 10.3390/v11030241
Chang R., Wallin M., Lin Y., Leung S., Wang H., Morales S., Chan H. K. (2018) Phage therapy for respiratory infections. Advanced drug delivery reviews, vol. 133, pp. 76–86. doi: 10.1016/j.addr.2018.08.001.
Chanishvili N. (2012) Phage therapy-history from Twort and d’Herelle through Soviet experience to current approaches. Adv. Virus Res., vol. 83, pp. 3-40. doi: 10.1016/B978-0-12-394438-2.00001-3.
Chhibber S., Kaur P., Gondil V.S. (2018) Simple drop cast method for enumeration of bacteriophages. J. Virol. Methods, vol. 262, pp. 1-5. doi: 10.1016/j.jviromet.2018.09.001.
Coque T.M., Baquero F., Canton R. (2008) Increasing prevalence of ESBL-producing Enterobacteriaceae in Europe. Euro Surveill., vol. 13, no47, pii. 19044.
Cross T., Schoff C., Chudoff D., Graves L., Broomell H., Terry K., Farina J., Correa A., Shade D., Dunbar D. (2015) An optimized enrichment technique for the isolation of Arthrobacter bacteriophage species from soil sample isolates. J. Vis. Exp. vol 9, no 98, e52781. doi: 10.3791/52781.
Croxen M.A., Finlay B.B. (2010) Molecular mechanisms of Escherichia coli pathogenicity. Nat. Rev. Microbiol., vol. 8, no 1, pp. 26‐38. doi: 10.1038/nrmicro2265
Dedrick R.M., Guerrero-Bustamante C.A., Garlena R.A., Russell D.A., Ford K., Harris K., Gilmour K.C., Soothill J., Jacobs-Sera D., Schooley R.T., Hatfull G.F., Spencer H. (2019) Engineered bacteriophages for treatment of a patient with a disseminated drug-resistant Mycobacterium abscessus. Nat. Med., vol. 25, no 5, pp. 730‐733. doi: 10.1038/s41591-019-0437-z.
Divatia J.V., Pulinilkunnathil J.G., Myatra S.N. (2019) Nosocomial Infections and Ventilator-Associated Pneumonia in Cancer Patients. Oncologic Critical Care, vol. 9, pp. 1419–39. doi: 10.1007/978-3-319-74588-6_125.
Gordillo Altamirano F. L., Barr, J. J. (2019) Phage Therapy in the Postantibiotic Era. Clinical microbiology reviews, vol. 32, no 2, e00066-18. doi: /10.1128/CMR.00066-18.
Gupta K., Scholes D., Stamm W.E. (1999) Increasing prevalence of antimicrobial resistance among uropathogens causing acute uncomplicated cystitis in women. JAMA, vol. 281, pp. 736–738. doi: 10.1001/jama.281.8.736.
Kropinski A.M., Mazzocco A., Waddell T.E., Lingohr E., Johnson R.P. (2009) Enumeration of bacteriophages by double agar overlay plaque assay. Methods Mol. Biol., vol. 501, pp. 69 – 76. doi: 10.1007/978-1-60327-164-6_7.
Madden G.R., Weinstein R.A., Sifri C.D. (2018) Diagnostic Stewardship for Healthcare-Associated Infections: Opportunities and Challenges to Safely Reduce Test Use. Infect. Control. Hosp. Epidemiol., vol. 39, no. 2, pp. 214-218. doi: 10.1017/ ice.2017.278.
Meyer F., Paarmann D., D'Souza M., Olson R., Glass E.M., Kubal M., Paczian T., Rodriguez A., Stevens R., Wilke A., Wilkening J., Edwards R.A. (2008) The metagenomics RAST server – a public resource for the automatic phylogenetic and functional analysis of metagenomes. BMC Bioinformatics, vol. 9, pp. 386. doi: 10.1186/1471-2105-9-386.
Mokszycki M.E., Leatham-Jensen M., Steffensen J.L., Zhang Y., Krogfelt K.A., Caldwell M.E., Conway T., Cohen P.S. (2018) A Simple In Vitro Gut Model for Studying the Interaction between Escherichia coli and the Intestinal Commensal Microbiota in Cecal Mucus. Appl. Environ Microbiol., vol. 84, no. 24, e02166-18. doi: 10.1128/AEM.02166-18.
Nicolas-Chanoine M. H., Bertrand X., Madec, J. Y. (2014) Escherichia coli ST131, an intriguing clonal group. Clinical microbiology reviews, vol. 27, no 3, pp. 543–574. doi: 10.1128/CMR.00125-13.
Radpour R., Sikora M., Grussenmeyer T., Kohler C., Barekati Z., Holzgreve W., Lefkovits I., Zhong X.Y. (2009) Simultaneous isolation of DNA, RNA, and proteins for genetic, epigenetic, transcriptomic, and proteomic analysis. J. Proteome. Res., vol. 8, no.11. pp. 5264 – 5274. doi: 10.1021/pr900591w.
Russo T.A., Johnson J.R. (2003) Medical and economic impact of extraintestinal infections due to Escherichia coli: an overlook epidemic. Microbes Infect., vol. 5, pp. 449–456. doi: 10.1016/S1286-4579(03)00049-2.
Salmond G.P., Fineran P.C. (2015) A century of the phage: Past, present and future. Nat. Rev. Microbiol., vol. 13, pp. 777–786. doi: 10.1038/nrmicro3564.
Tan C.W., Rukayadi Y., Hasan H., Abdul-Mutalib N.A., Jambari N.N., Hara H., Thung T.Y., Lee E., Radu S. (2021) Isolation and Characterization of Six Vibrio parahaemolyticus Lytic Bacteriophages From Seafood Samples. Front. Microbiol., vol. 10, e616548. doi: 10.3389/fmicb.2021.616548.
Tucker T., Marra M., Friedman, J. M. (2009) Massively parallel sequencing: the next big thing in genetic medicine. Am. J. Hum. Genet., vol. 85, no. 2, pp. 142–154. doi: 10.1016/j.ajhg.2009.06.022.
Van Twest R, Kropinski A.M. (2009) Bacteriophage enrichment from water and soil. Methods Mol. Biol., vol. 501, pp. 15-21. doi: 10.1007/978-1-60327-164-6_2.
World Health Organization. Antimicrobial resistance: global report on surveillance. Volume XXII. – Geneva: WHO, 2014.
– 232 p. https://apps.who.int/iris/handle/10665/112642.
World Health Organization. World health statistics 2018: monitoring health for the SDGs, sustainable development goals.
– Geneva: WHO, 2018. – 86 p. https://www.who.int/docs/default-source/gho-documents/world-health-statistic-reports/6-june- 18108-world-health-statistics-2018.pdf
Zaczek-Moczydłowska M.A., Young G.K., Trudgett J., Plahe C., Fleming C.C., Campbell K., O' Hanlon R. (2020) Phage cocktail containing Podoviridae and Myoviridae bacteriophages inhibits the growth of Pectobacterium spp. under in vitro and in vivo conditions. PLoS One, vol. 15, no. 4, e0230842. doi: 10.1371/journal.pone.0230842.
Zhvania P., Hoyle N. S., Nadareishvili L., Nizharadze D., Kutateladze M. (2017) Phage Therapy in a 16-Year-Old Boy with Netherton Syndrome. Frontiers in medicine, vol. 4, pp. 94. doi: 10.3389/fmed.2017.00094.
