Сохранение холерных вибрионов в сложных микрокосмах, содержащих зелёные микроводоросли

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. В летне-осенний период наступает пик размножения и цветения фитопланктона, вследствие чего в это время отмечают ухудшение показателей качества речной воды. Одновременно регистрируют случаи желудочно-кишечных заболеваний у людей, а на эндемичных территориях возможно возникновение эпидемических осложнений по холере. Образование холерными вибрионами биоплёночных форм на поверхности хитинопокровных гидробионтов и пластиковых компонентов может приводить к распространению холерных вибрионов и, возможно, объясняет аутохтонный механизм их существования в водоёмах.

Цель — определить продолжительность сохранения холерных вибрионов на биотических (хитин) и абиотических (пластик) субстратах в присутствии зелёных одноклеточных водорослей при изменении температуры культивирования в условиях эксперимента.

Материалы и методы. Для решения поставленной цели использовали бактериологические и молекулярно-генетические методы.

Результаты. Показано сохранение токсигенных и нетоксигенных штаммов Vibrio cholerae О1 El Tor и V. cholerae О139 (ctxАВ+tcpА+csh1 и ctxАtcpАcsh1+) в течение шести месяцев, в том числе три месяца при пониженной температуре, имитирующей осеннее-зимний период, в составе биоплёнок в микрокосмах, где одним из компонентов являются зелёные микроводоросли. Нами отмечено превышение концентрации на два порядка V. cholerae О1 и О139 серогрупп в пробах, где одним из компонентов является хитин, и размножение зелёных микроводорослей в присутствии хитинового субстрата, что, вероятно, является одним из этапов пищевой цепи в экологии водоёмов и, соответственно, может быть резервуаром для биоплёночных форм холерных вибрионов. Сохранение нетоксигенного штамма V. cholerae О1 El Tor в жизнеспособном состоянии в биоплёночных пробах на пластике при уменьшении температуры до 8±2℃ в течение трёх месяцев, возможно, связано с наличием в его геноме гена холодового шока.

Заключение. Без субстрата для адгезии, колонизации и формирования биоплёнок вибрионы не способны к длительной персистенции при пониженной температуре.

Об авторах

Светлана Викторовна Титова

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: titova_sv@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-7831-841X
SPIN-код: 5695-2103

к.м.н.

Россия, Ростов-на-Дону

Елена Аркадьевна Меньшикова

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: menshikova_ea@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-6003-4283
SPIN-код: 6367-4404

к.б.н.

Россия, Ростов-на-Дону

Сергей Олегович Водопьянов

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: serge100v@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-4336-0439
SPIN-код: 4672-9310

д.м.н.

Россия, Ростов-на-Дону

Тамара Николаевна Бородина

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: borodina_tn@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0001-6222-4331
Россия, Ростов-на-Дону

Артем Александрович Герасименко

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: gerasimenko_aa@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-7700-3483
Россия, Ростов-на-Дону

Игорь Павлович Олейников

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: selyanskaya_na@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-2390-9773
Россия, Ростов-на-Дону

Надежда Александровна Селянская

Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт

Email: selyanskaya_na@antiplague.ru
ORCID iD: 0000-0002-0008-4705
Россия, Ростов-на-Дону

Список литературы

  1. Colwell R.R., Huq A. Environmental reservoir of Vibrio cholerae. The causative agent of cholera // Ann N Y Acad Sci. 1994. Vol. 740. P. 44–54. doi: 10.1111/j.1749-6632.1994.tb19852.x
  2. Lipp E.K., Huq A., Colwell R.R. Effects of global climate on infectious disease: the cholera model // Clin Microbiol Rev. 2002. Vol. 15, N 4. P. 757–770. doi: 10.1128/CMR.15.4.757-770.2002
  3. Lutz C., Erken M., Noorian P., et al. Environmental reservoirs and mechanisms of persistence of Vibrio cholerae // Front Microbiol. 2013. Vol. 4. P. 375. doi: 10.3389/fmicb.2013.00375
  4. Скрябин А.Ю., Поповьян Г.В., Тронь И.А. Микроводоросли как фактор, влияющий на органолептические свойства воды реки Дон // Водоснабжение и санитарная техника. 2015. № 8. С. 38–43.
  5. Мокиенко А.В. Цианобактерии как опасные контаминанты поверхностных водоёмов // Вода Magazine. 2017. № 2. С. 20–24.
  6. Codd G.A., Lindsay J., Young F.M., et al. Harmful Cyanobacteria. In: Huisman J., Matthijs H.C., Visser P.M., editors. Harmful Cyanobacteria. Aquatic Ecology Series, vol. 3. Springer, Dordrecht, 2005. doi: 10.1007/1-4020-3022-3_1
  7. Vezzulli L., Grande C., Reid P.C., et al. Climate influence on Vibrio and associated human diseases during the past half-century in the coastal North Atlantic // Proc Natl Acad Sci U S A. 2016. Vol. 113, N 34. P. E5062–5071. doi: 10.1073/pnas.1609157113
  8. Alam M., Sultana M., Nair G.B., et al. Viable but nonculturable Vibrio cholerae O1 in biofilms in the aquatic environment and their role in cholera transmission // Proc Natl Acad Sci U S A. 2007. Vol. 104, N 45. P. 17801–17806. doi: 10.1073/pnas.0705599104
  9. Islam M.S., Islam M.S., Mahmud Z.H., et al. Role of phytoplankton in maintaining endemicity and seasonality of cholera in Bangladesh // Trans R Soc Trop Med Hyg. 2015. Vol. 109, N 9. P. 572–578. doi: 10.1093/trstmh/trv057
  10. Куликалова Е.С. Экологические и микробиологические аспекты эпидемиологического надзора за холерой (по материалам Сибири и Дальнего Востока): автореф. дис. … канд. мед. наук. Иркутск, 2010. 23 с.
  11. Zettler E.R., Mincer T.J., Amaral-Zettler L.A. Life in the “plastisphere”: microbial communities on plastic marine debris // Environ Sci Technol. 2013. Vol. 47, N 13. P. 7137–7146. doi: 10.1021/es401288x
  12. Патент РФ на изобретение № 2559546/ 10.08.2015. Титова С.В., Кушнарева Е.В. Способ моделирования образования биоплёнок холерных вибрионов в условиях эксперимента и устройство для его осуществления. Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2559546C1_20150810.
  13. Титова С.В., Веркина Л.М. Моделирование биоплёнок холерного вибриона на твердых поверхностях (стекло и пластик) и визуализация их в световом и люминесцентном микроскопах // Клиническая лабораторная диагностика. 2016. Т. 61, № 4. С. 238–241.
  14. Патент РФ на изобретение № 2685878/ 30.01.2018. Водопьянов С.О., Водопьянов А.С., Меньшикова Е.А., и др. Способ моделирования биоплёнок, формируемых Vibrio cholerae O1 серогруппы на поверхности хитина. Режим доступа: https://yandex.ru/patents/doc/RU2685878C1_20190423.
  15. Титова С.В. Культивирование Vibrio cholerae с зелёными водорослями в эксперименте // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2000. № 2. С. 19–22.
  16. Huang J., Zhu Y., Wen H., et al. Quadruplex real-time PCR assay for detection and identification of Vibrio cholerae O1 and O139 strains and determination of their toxigenic potential // Appl Environ Microbiol. 2009. Vol. 75, N 22. P. 6981–6985. doi: 10.1128/AEM.00517-09
  17. Lyon W.J. TaqMan PCR for detection of Vibrio cholerae O1, O139, non-O1, and non-O139 in pure cultures, raw oysters, and synthetic seawater // Appl Environ Microbiol. 2001. Vol. 67, N 10. P. 4685–4693. doi: 10.1128/AEM.67.10.4685-4693.2001
  18. Титова С.В., Меньшикова Е.А., Водопьянов С.О., и др. Изучение биоплёночной формы холерных вибрионов методом ПЦР-РВ // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2022. Т. 27, № 1. C. 23–32. doi: 10.17816/EID109894
  19. Фадейкина О.В., Касина И.В., Ермолаева Т.Н., и др. Проблемы оценки общей концентрации микробных клеток с применением отраслевого стандартного образца мутности бактериальных взвесей // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 11-2. С. 268–273.
  20. Меньшикова Е.А., Курбатова Е.М., Водопьянов С.О., и др. Оценка способности холерных вибрионов формировать биоплёнку на поверхности хитинового панциря речного рака // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021. Т. 98, № 4. C. 434–439. doi: 10.36233/0372-9311-99
  21. Schneider D.R., Parker C.D. Purification and characterization of the mucinase of Vibrio cholerae // J Infect Dis. 1982. Vol. 145, N 4. P. 474–482. doi: 10.1093/infdis/145.4.474
  22. Constantin de Magny G., Murtugudde R., Sapiano M.R., et al. Environmental signatures associated with cholera epidemics // Proc Natl Acad Sci U S A. 2008. Vol. 105, N 46. P. 17676–17681. doi: 10.1073/pnas.0809654105
  23. Vezzulli L., Pruzzo C., Huq A., Colwell R.R. Environmental reservoirs of Vibrio cholerae and their role in cholera // Environ Microbiol Rep. 2010. Vol. 2, N 1. P. 27–33. doi: 10.1111/j.1758-2229.2009.00128.x
  24. Марков Е.Ю., Куликалова Е.С., Урбанович Л.Я., и др. Хитин и продукты его гидролиза в экологии Vibrio cholerae (обзор) // Биохимия. 2015. Т. 80, № 9. С. 1334–1343. doi: 10.1134/S0006297915090023
  25. Дуванова О.В., Мишанькин Б.Н., Сорокин В.М., Титова С.В. Оценка влияния температуры культивирования на активность N-ацетил-β-D-глюкозаминидазы у холерных вибрионов // Здоровье населения и среда обитания — ЗНиСО. 2016. № 4. С. 42–44.
  26. Бородина О.В., Водопьянов С.О., Водопьянов А.С., и др. Изучение встречаемости гена холодового шока csh1 у штаммов Vibrio cholerae, циркулирующих на территории Российской Федерации // Бактериология. 2021. Т. 6, № 3. С. 22–23.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Концентрация V. cholerae O1/О39 серогрупп с разной генетической характеристикой, в разных условиях культивирования. Примечание. Обозначения цветовых линий: зелёная — V. cholerae+водоросль; оранжевая — V. cholerae+водоросль+пластик/планктон; серая — V. cholerae+водоросль+пластик/биоплёнка; жёлтая — V. cholerae+водоросль+хитин/планктон; синяя — V. cholerae+водоросль+хитин/биоплёнка; чёрная — V. cholerae контроль (без субстратов).

Скачать (317KB)

© Титова С.В., Меньшикова Е.А., Водопьянов С.О., Бородина Т.Н., Герасименко А.А., Олейников И.П., Селянская Н.А., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».