Аннотация
Холера продолжает оставаться одной из приоритетных проблем мирового здравоохранения, что определяет необходимость её постоянного мониторинга, а также дальнейшее изучение этой инфекции в микробиологическом и экологическом аспектах. Значительную роль среди механизмов, позволяющих холерным вибрионам из года в год на протяжении десятилетий сохранять свою экологическую нишу в различных водоёмах, а также распространяться в них, играет феномен биоплёнкообразования. Решающую роль в изучении процесса биоплёнкообразования сыграло применение методов электронной микроскопии. Трансмиссионная электронная микроскопия (ТЭМ) имеет ряд существенных преимуществ, однако исследование биоплёнок данным методом имеет определённые ограничения и особенности, сказывающиеся на получаемых результатах. Цель исследования — моделирование биоплёнок холерных вибрионов с использованием новой оригинальной методики и изучение их методом ТЭМ. Для этого разработан оригинальный субстрат для культивирования биоплёнок холерных вибрионов, адаптированный для удобства пробоподготовки к ТЭМ. Использование данного метода многократно упрощает процесс пробоподготовки и позволяет максимально сохранять нативную структуру биоплёнок. Путём комбинирования вариантов контрастирования и сравнения полученных результатов определена роль различных составляющих в процессе биоплёнкообразования, а также показана структура матрикса биоплёнок, морфо-стадийная картина процесса биоплёнкообразования холерных вибрионов, выделены электронно-микроскопические признаки биоплёночных форм холерных вибрионов. Приведённые в работе данные помогут оптимизировать изучение биоплёнок методом ТЭМ и лучше понять феномен биоплёнкообразования.
Об авторах
Симонова Ирина РафиковнаФКУЗ «Ростовский-на-Дону противочумный институт» Роспотребнадзора 344002, Ростов-на-Дону, Россия рук. группы электронной микроскопии лаб. биологической безопасности и лечения labbiobez@mail.ru
Список литературы
Об эпидемиологической ситуации по холере в мире на 03.03.2017. Информационный бюллетень РостПЧИ № 6 об эпидемиологической ситуации по холере в мире. Ростов-на-Дону; 2017 г. Available at: https://antiplague.ru/cholera_03-03-2017/
Yan J., Nadell C.D., Bassler B.L. Environmental fluctuation governs selection for plasticity in biofilm production. ISME J. 2017. Available at: https://www.nature.com/ismej/journal/vaop/ncurrent/full/ismej201733a.html
Ghannoum M., Parsek M., Whiteley M., Mukherjee P.K. Microbial Biofilms. 2nd Ed ASM Press; Washington, DC: 2015. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4880100/
Николаев Ю.А., Плакунов В.К. Биоплёнка — «город микробов» или аналог многоклеточного организма? Микробиология. 2007; 76(2): 149-163.
Соколова Т.Н. Микробные биоплёнки и способы их обнаружения. Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2014; 4(48): 12-5.
Mohmmed S.A., Vianna M.E., Penny M.R., Hilton S.T., Mordan N., Knowles J.C. Confocal laser scanning, scanning electron, and transmission electron microscopy investigation of Enterococcus faecalis biofilm degradation using passive and active sodium hypochlorite irrigation within a simulated root canal model. Microbiology Open. 2017. Available at: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mbo3.455/pdf
Чеботарь И.В., Погорелов А.Г., Яшин В.А., Гурьев Е.Л., Ломинадзе Г.Г. Современные технологии исследования бактериальных биоплёнок. Современные технологии в медицине. 2013; 5(1): 14-20.
Рыбальченко О.В., Бондаренко В.М., Орлова О.Г. Ультраструктура биоплёнок при внутривидовом и межвидовом взаимодействии условно патогенных бактерий. Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2014; 1: 1-11.
Харсеева Г.Г., Миронов А.Ю., Фролова Я.Н., Лабушкина А.В. Способность к формированию биоплёнки возбудителем дифтерии. Клиническая лабораторная диагностика. 2013; 2: 36-8.
Wu S., Baum M.M., Kerwin J., Guerrero-Given D., Webster S., Schaudinn C. et al. Biofilm-specific extracellular matrix proteins of non-typeable Haemophilus influenza. Pathog Dis. 2014; 72(3): 143-60.
Lara H.H., Romero-Urbina D., Pierce G., Lopez-Ribot J.L., Arellano-Jimenez M.J., Jose-Yacaman M. Effect of silver nanoparticles on Candida albicans biofilms: an ultrastructural study. J. Nanobiotechnology. 2015; 13: 91.
Luft J.H. Ruthenium red and violet. I. Chemistry, purification, methods of use, and mechanism of action. The Anatomical Record. 1971; 3(171): 369-415.
Luft J.H. Fine structure of capillary and endocapillary layer as revealed by ruthenium red. Feder. Proc. 1967; 25: 1733-83.
Bahr G.F. Osmium tetroxide and ruthenium tetroxide and their reactions with biologically important substances. Exp. Cell. Res. 1954; 7: 457-79.
Pease D.C. In Histological Techniques for Electron Microscopy. 2nd ed. New York and London: Academic Press; 1964.
Tani E., Ametani T. Substructure of microtubules in brain nerve cells as revealed by ruthenium red. J. Cell. Biol. 1970; 46(1): 159-65.
Харсеева Г.Г., Фролова Я.Н., Миронов А.Ю. Биоплёнки патогенных бактерий: биологические свойства и роль в хронизации инфекционного процесса. Успехи современной биологии. 2015; 135(4): 346-54