Научно-практический журнал Клиническая лабораторная диагностика

ИССЛЕДОВАНИЕ СТАДИЙ БИОПЛЁНКООБРАЗОВАНИЯ У БАКТЕРИЙ-ВОЗБУДИТЕЛЕЙ ЛОР-ИНФЕКЦИЙ ПРИ ПОМОЩИ ФОТОМЕТРИИ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ МИКРОСКОПИИ С 3D-МОДЕЛИРОВАНИЕМ

Doi: 10.51620/0869-2084-2023-68-12-761-768 ISSN: 0869-2084 (Print) ISSN: 2412-1320 (Online)

Купить
Аннотация Об авторах Список литературы Ключ. слова

Аннотация

Приведены результаты исследования биоплёнок Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, выделенных от пациентов с хронической ЛОР-инфекцией. Для изучения биоплёнок применены фотометрические методы и люминесцентная микроскопия в сочетании с компьютерным 3D-моделированием. Проведено измерение массы биоплёночного матрикса и массы бактериальных клеток в динамике развития биоплёнки. Биоплёнкобразование у всех культур бактерий исследовано в течение семи дней. Показано, что все исследуемые штаммы бактерий способны образовывать биоплёнки. Последовательная визуализация с помощью 3D моделей выявила стадийную организацию при формировании биоплёнок. Данные 3D моделирования подтверждены результатами фотометрического анализа изменений массы матрикса биоплёнки и клеточной составляющей. Образование зрелой биоплёнки у всех культур бактерий происходило на четвёртые сутки. Процесс биоплёнкообразования у штаммов бактерий имел различия в динамике изменения массы клеток и межклеточного матрикса. Наиболее быстрое нарастание бактериальной массы наблюдалось у S. aureus и P. aeruginosa, тогда как наиболее интенсивное образование межклеточного матрикса характерно для P. aeruginosa. Люминесцентная микроскопия с компьютерным 3D моделированием дополняют фотометрический метод исследования биоплёнкообразующих свойств бактерий, что расширяет представление о развитии микробной популяции внутри биоплёнки, роли матрикса в поддержании структуры биоплёнки. Комбинация нескольких методов позволяет определить оптимальное время и мишени для антимикробного воздействия на биоплёнку, оценить различные способы регулирования процесса биоплёнкообразования у бактерий при некоторых инфекциях.

Annotation

The article presents the results of a study of biofilms of Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae isolated from patients with chronic ENT infection. Various photometric methods and luminescence microscopy combined with 3D computer modeling were used for biofilm studying. The mass of the biofilm matrix and the mass of bacterial cells in dynamics of biofilm development were measured. Biofilm formation in all bacterial cultures was studied for seven days. It was shown all investigated bacterial strains are capable to biofilm forming. Sequential visualization using 3D models revealed a staged organization of biofilm formation. The 3D modeling data were confirmed by the results of photometric analysis the change of biofilm matrix and the cellular component. The formation of a mature biofilm in all bacterial cultures occurred on the fourth day. However, the process of biofilm formation of bacterial strains had differences in the dynamics of changes in cell mass and extracellular matrix. The most rapid increase in the bacterial mass was observed in S. aureus and P. aeruginosa, while the most intensive formation of the extracellular matrix was typical for P. aeruginosa. Luminescent microscopy with 3D computer modeling complements the photometric method investigation of bacteria biofilm-forming properties, which expands the understanding of microbial population development inside the biofilm, as well as the role of matrix in maintaining the biofilm structure. Using the combination of several methods makes it possible to determine the optimal time and targets for the antimicrobial effect on the biofilm, as well as to evaluate the different ways of regulation of bacterial biofilm formation in some infections.
Key words: bacterial biofilm; biofilm formation; matrix; luminescent microscopy; 3D modeling; ENT infections.

Для цитирования:

Кропотов В.С., Заславская М.И., Александрова Н.А., Кряжев Д.В. Айзенштадт А.А., Ермолина Г.Б. Исследование стадий биопленкообразования у бактерий — возбудителей ЛОР инфекций при помощи фотометрии и люминесцентной микроскопии с 3D-моделированием. Клиническая лабораторная диагностика. 2023; 68 (12): 761-768.
DOI: https://doi.org/10.51620/0869-2084-2023-68-12-761-768

For citation:

Kropotov V.S., Zaslavskaya M.I., Alexandrova N.A., Kryazev D.V., Ayzenshtadt A.A., Ermolina G. B. Investigation of biofilm formation stages in bacterial pathogens of ENT infections by photometry and luminescent microscopy with 3D modeling. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika (Russian Clinical Laboratory Diagnostics). 2023; 68 (12): 761-768 (in Russ.).
DOI: https://doi.org/10.51620/0869-2084-2023-68-12-761-768