Аннотация
Существующие методы визуализации биопленки не предусматривают дифференцированной оценки её компонентного состава, поскольку отсутствует возможность установить субстрат, окрашиваемый генцианвиолетом, так как краситель может формировать комплексы, как с внутриклеточными, так и внеклеточными структурами. Такой подход не позволяет адекватно оценивать антибиоплёночные эффекты препаратов, в отличие от модификации существующего метода для определения соотношения клеточной части и матрикса биоплёнок грамположительных микроорганизмов. Оценку компонентного состава биоплёнок осуществляли с помощью двухэтапного подхода, когда сформированные биоплёнки грамположительных микроорганизмов окрашивали генцианвиолетом в течение 5 мин с последующей фиксацией красителя в бактериальных клетках раствором Люголя, затем растворяли окрашенные продукты 95% спиртом: компоненты матрикса — в течение 1 мин, совокупной биоплёнки — в течение 15 мин, после чего оценивали состав биоплёнок по формуле: М=(ОПбв/ОП15)×100, Кб=100-М, где М — доля матрикса, %; Кб — доля клеточной составляющей, %; ОПбв — оптическая плотность проб, когда спирт для растворения окрашенного продукта выдерживают не более 1 мин; ОП15 — оптическая плотность проб, когда спирт для растворения окрашенного продукта выдерживают 15 мин. Показано, что в составе биоплёнки, сформированной коллекционным штаммом, доля матрикса составляет 13,2%, на клеточный компонент приходится 86,8%. При культивировании того же штамма в присутствии антибиотика наблюдается увеличение матрикса биоплёнки, что вероятно обусловлено компенсаторным ответом микроорганизма на действие антибиотика. Предлагаемый подход к изучению биоплёнок позволяет оценить её компонентный состав. Получение таким способом дополнительной информации может обеспечить повышение эффективности антимикробной терапии при сокращении времени исследования.
Об авторах
Годовалов Анатолий ПетровичФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет им. акад. Е.А. Вагнера» Минздрава РФ 614990, Пермь, Российская Федерация канд. мед. наук, вед. науч. сотр. ЦНИЛ, доц. каф. микробиологии и вирусологии AGodovalov@gmail.com
Список литературы
Николаев Ю.А., Плакунов В.К. Биопленка — «город микробов» или аналог многоклеточного организма? Микробиология. 2007; 76 (2): 149-63.
Годовалов А.П., Карпунина Т.И., Гущин М.О. Особенности межмикробных отношений в микробиоте влагалища инфертильных женщин. Медицинский академический журнал. 2017; 17(4): 53-4.
Плакунов В.К., Мартьянов С.В., Тетенева Н.А., Журина М.В. Управление формированием микробных биопленок: анти- и пробиопленочные агенты. Микробиология. 2017; 4: 402-20.
Цветкова А.В., Фахретдинова В.Р., Маркушева Т.В., Мавзютов А.Р. Биопленки: методика сравнительной оценки интенсивности роста бактерий. Известия Уфимского научного центра Российской академии наук. 2017; 3-1: 209-13.
Симонова И.Р., Головин С.Н., Веркина Л.М., Березняк Е.А., Титова С.В. Методы культивирования и изучения бактериальных биопленок. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2017; 1: 75-81.
Титова С.В., Веркина Л.М. Моделирование биопленок холерного вибриона на твердых поверхностях (стекло и пластик) и визуализация их в световом и люминесцентном микроскопах. Клиническая лабораторная диагностика. 2016; 4: 238-41.
Hannig C., Follo M., Hellwig E., Al-Ahmad A. Visualization of adherent microorganisms using different techniques. J. Med. Microbiol. 2010; 59: 1-7.
O’Toole G.A. To build a biofilm. J. Bacteriol. 2003; 185(9): 2687-9.
Maley A.M., Arbiser J.L. Gentian violet: a 19th century drug re-emerges in the 21st century. Exp. Dermatol. 2013; 22(12): 775-80.
Coico R. Gram staining. Curr. Protoc. Microbiol. 2005; Appendix 3: Appendix 3C.
Budin G., Chung H.J., Lee H., Weissleder R. A magnetic Gram stain for bacterial detection. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2012; 51(31): 7752-5.
Wilhelm M.J., Sheffield J.B., Sharifian Gh.M., Wu Y., Spahr C., Gonella G., Xu B., Dai H.L. Gram’s Stain Does Not Cross the Bacterial Cytoplasmic Membrane. ACS. Chem. Biol. 2015; 10(7): 1711-7.
Popescu A., Doyle R.J. The Gram stain after more than a century. Biotech. Histochem. 1996; 71(3): 145-51.
Ипполитов Е.В., Диденко Л.В., Царев В.Н. Особенности морфологии биопленки пародонта при воспалительных заболеваниях десен (хронический катаральный гингивит, хронический пародонтит, кандида-ассоциированный пародонтит) по данным электронной микроскопии. Клиническая лабораторная диагностика. 2015; 12: 59-63
You H., Zhuge P., Li D., Shao L., Shi H., Du H. Factors affecting bacterial biofilm expression in chronic rhinosinusitis and the influences on prognosis. Am. J. Otolaryngol. 2011; 32(6): 583-90
Терещенко В.С. Способ выявления биопленкообразующей способности у грамотрицательных бактерий. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015; 17(5-3): 917-9.
Карпунина Т.И., Годовалов А.П., Рябова Л.Д. Способ оценки состава биопленок грамположительных бактерий. Патент РФ № 2688215; 2019.
Леонов В.В., Миронов А.Ю. Биопленкообразование оппортунистических микроорганизмов в плазме крови в зависимости от содержания железа. Клиническая лабораторная диагностика. 2016; 61(1): 52-4.
Малафеева Э.В., Гульнева М.Ю., Носков С.М., Романов В.А. Формирование биопленок условно-патогенными микроорганизмами, выделенными у больных с ревматическими заболеваниями. Клиническая лабораторная диагностика. 2014; 59(11): 53-5.