Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021; 98: 664-670
Взаимодействие возбудителей сапронозов с клетками наземного растения воробейника краснокорневого
https://doi.org/10.36233/0372-9311-149Аннотация
Введение. Существенную роль в экологии возбудителей сапронозов Yersinia pseudotuberculosis и Listeria monocytogenes и в эпидемиологии вызываемых ими инфекций играют наземные растения, употребляемые в пищу. Эти микроорганизмы часто обнаруживаются на растительных субстратах, они размножаются на разных овощных культурах и корнеплодах. В связи с этим актуально изучение жизнеспособности и биологической активности Y. pseudotuberculosis и L. monocytogenes при контакте с разными наземными растениями, в том числе с теми, которые не употребляются в пищу, но используются для лечения.
Цель исследования — изучение взаимодействия возбудителей сапронозов Y. pseudotuberculosis и L. monocytogenes с каллусными культурами наземного растения воробейника краснокорневого (Lithospermum erythrorhizon Siebold et Zucc).
Материалы и методы. В исследование включены штаммы бактерий Y. pseudotuberculosis 512 1b серотипа, рYV+, 82MD+ и L. monocytogenes NCTC (4b) 10527 из коллекции НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.П. Сомова, а также культура клеток из корней воробейника краснокорневого, линия ВК-39 (Коллекция ФНЦ биоразнообразия ДВО РАН).
Перед исследованиями Y. pseudotuberculosis и L. monocytogenes культивировали на питательном агаре при рН 7,1–7,2 в течение 18–20 ч. Готовили рабочее разведение микроорганизмов (106 микробных клеток на 1 мл) и наносили их в дозе 100 мкл на поверхность каллусов растений. В динамике через 3 и 14 сут брали пробы материала и готовили их для сканирующей электронной микроскопии.
Результаты. Уже в течение 3–14 сут после начала эксперимента Y. pseudotuberculosis и L. monocytogenes образовывали биоплёнки на поверхности клеток исследуемых растений. При этом впервые обнаружено, что Y. pseudotuberculosis разрушали компоненты оболочки клеток. Заключение. Новые данные, полученные при исследовании, расширяют представления о средах и формах обитания, а также потенциале патогенности возбудителей сапронозов в окружающей среде.
Список литературы
1. Терских В.И. Сапронозы (о болезнях людей и животных, вызываемых микробами, способными размножаться вне организма во внешней среде, являющейся для них местом обитания). Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1958; 35(8): 118–20.
2. Сомов Г.П. Еще раз о сапронозах. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1985; 62(5): 98–104.
3. Тимченко Н.Ф., Недашковская Е.П., Долматова Л.С., Сомова-Исачкова Л.М. Токсины Yersinia pseudotuberculosis. Владивосток; 2004.
4. Erickson M.C., Jue-Yin L., Payton A.S., Cook P.W., Bakker H.C.D., Bautista J., et al. Survival of Salmonella enterica and Escherichia coli 0157:H7 Sprayed onto the Foliage of Field-grown cabbage plant. J. Food Prot. 2019; 82(3): 479–85. https://doi.org/10.4315/0362-028X.JFP-18-326
5. Пушкарева В.И., Ермолаева С.А. Экспериментальное обоснование роли растений в эпидемиологии сапронозных инфекций. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2018; 95(5): 113–21. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2018-5-113-121
6. Пушкарева В.И. Бактериальные патогены: миграция от их естественных резервуаров человеку. Успехи современной биологии. 2019; 139(5): 457–65. https://doi.org/10.1134/S0042132419040070
7. Nuorti J.P., Niskanen T., Hallanvuo S., Mikkola J., Kela E., Hatakka M., et al. A widespread outbreak of Yersinia pseudotuberculosis 03 infection from iceberg lettuce. J. Infect. Dis. 2004; 189(5): 766–74. https://doi.org/10.1086/381766
8. Espenhain L., Riess M., Müller L., Colombe S., Ethelberg S., Litrup E., et al. Cross-border outbreak of Yersinia enterocolitica 03 associated with imported fresh spinach, Sweden and Denmark, March 2019. Euro Surveill. 2019; 24(24): 1900368. https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2019.24.24.1900368
9. Венедиктов В.С., Тимченко Н.Ф., Антоненко Ф.Ф., Степаненко В.И. Хемотаксис Yersinia pseudotuberculosis как механизм поиска тканевых мишеней организма хозяина. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1988; 65(5): 77–81.
10. Павлова И.Б., Ленченко Е.М. Электронно-микроскопическое исследование патогенных бактерий на объектах внешней среды. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1998; 55(5): 13–7.
11. Тимченко Н.Ф., Елисейкина М.Г., Чернодед Г.К., Грищенко О.В., Булгаков В.П. Взаимодействия Yersinia pseudotuberculosis с каллусами Panax ginseng C.A. Mey. Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2019; (3): 4–7. https://doi.org/10.5281/zenodo.3559604
12. Yaron S., Römling V. Biofilm formation by enteric pathogens and its role in plant colonization and persistence. Microb. Biotechnol. 2014; 7(6): 496–516. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12186
13. Найда Н.М., Опалихина В.А. Морфобиологические особенности воробейника краснокорневого в условиях Ленинградской области. Вестник студенческого научного общества. 2018; 9(1): 63–4.
14. Журавлев Ю.Н., Булгаков В.П., Писецкая Н.Ф., Козыренко М.М., Старун Т.В., Артюков А.А. и др. Штамм культивируемых клеток растений Lithospermum erythrorhizon Sieb. et Zucc — продуцент шиконина. Патент РФ №1707073; 1992.
15. Bulgakov V.P., Kozyrenko M.M., Fedoreyev S.A., Mischenko N.P., Denisenko V.A., Zvereva L.V., et al. Shikonin production by p-fluorophenylalanine resistant cells of Lithohttps://doi.org/10.1016/s0367-326x(00)00343-9
16. Булгаков В.П., Федореев С.А., Журавлев Ю.Н. Биотехнология – здоровью человека: научные достижения и первые шаги инноваций на Дальнем Востоке. Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2004; (3): 93–8.
17. Guo C., He J., Song X., Wang M., Jiang P., Li Y., et al. Pharmacological properties and derivatives of shikonin — A review in recent years. Pharmacol. Res. 2019; 149: 104463. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2019.104463
18. Таран Л.М., Слободенюк Е.В., Башаров А.Я. Фармакологические свойства шиконина и его производных. Дальневосточный медицинский журнал. 2015; (1): 98–103.
19. Sasaki K., Yoshiaki F., Abe H. The anti-candida activity of shikonin. Yakugaki Zasshi. J. Pharm. Soc. Japan. 2000; 120(6): 587–9. https://doi.org/10.1248/yakushi1947.120.6_587
20. Yan Y., Tan F., Miao H., Wang H., Cao Y. Effect of shikonin against Candida albicans biofilms. Front. Microbiol. 2019; 10: 1085. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01085
21. Zhang Y., Han H., Sun L., Qiu H., Lin H., Yu L., et al. Antiviral activity of shikonin ester derivative PPM-034 against enterovirus 71 in vitro. Braz. J. Med. Biol. Res. 2017; 50(10): e6586. https://doi.org/10.1590/414-431X20176586
Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2021; 98: 664-670
Interaction of causative agents of sapronoses with the land plant Lithospermum erythrorhizon
https://doi.org/10.36233/0372-9311-149Abstract
Background. A significant role in the ecology of the sapronotic pathogens Yersinia pseudotuberculosis and Listeria monocytogenes and in the epidemiology of the infections they cause is played by land plants used for food. These microorganisms are often found on plant substrates, they multiply on various vegetable and root crops. In this regard, it is relevant to study the viability and biological activity of Y. pseudotuberculosis and L. monocytogenes in contact with various land plants, including those that are not eaten, but are used in medicine.
Aim. Study of the interaction of sapronotic pathogens Y. pseudotuberculosis and L. monocytogenes with callus cultures of the land plant Lithospermum erythrorhizon Siebold et Zucc.
Materials and methods. The studies included strains of Y. pseudotuberculosis 512 serotype 1b, pYV+, 82MD+ and L. monocytogenes NCTC (4b) 10527 from the Collection of Somov Institute of Epidemiology and Microbiology, and cell culture from the roots of red-root gromwell Lithospermum erythrorhizon line VC-39 (from the Collection of FSC of the East Asia Terrestrial Biodiversity FEB RAS).
Before the study, Y. pseudotuberculosis and L . monocytogenes were cultured 18–20 hours on nutrient agar pH 7.1–7.2. A working dilution of microorganisms was prepared (106 micobial cells per 1 ml) and applied at a dose of 100 μl to the surface of plant calli. Material samples were taken in dynamics after 3 and 14 days and prepared for scanning electron microscopy.
Results. Y. pseudotuberculosis and L. monocytogenes formed biofilms on the surface of plant cells within 3 days after the start of the experiment. It was noted that Y. pseudotuberculosis destroyed the components of the plant cell membrane.
Conclusion. New data obtained during the study expand the understanding of environments and forms of habitation, as well as the potential for pathogenicity of sapronotic pathogens in the environment.
References
1. Terskikh V.I. Sapronozy (o boleznyakh lyudei i zhivotnykh, vyzyvaemykh mikrobami, sposobnymi razmnozhat'sya vne organizma vo vneshnei srede, yavlyayushcheisya dlya nikh mestom obitaniya). Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 1958; 35(8): 118–20.
2. Somov G.P. Eshche raz o sapronozakh. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 1985; 62(5): 98–104.
3. Timchenko N.F., Nedashkovskaya E.P., Dolmatova L.S., Somova-Isachkova L.M. Toksiny Yersinia pseudotuberculosis. Vladivostok; 2004.
4. Erickson M.C., Jue-Yin L., Payton A.S., Cook P.W., Bakker H.C.D., Bautista J., et al. Survival of Salmonella enterica and Escherichia coli 0157:H7 Sprayed onto the Foliage of Field-grown cabbage plant. J. Food Prot. 2019; 82(3): 479–85. https://doi.org/10.4315/0362-028X.JFP-18-326
5. Pushkareva V.I., Ermolaeva S.A. Eksperimental'noe obosnovanie roli rastenii v epidemiologii sapronoznykh infektsii. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2018; 95(5): 113–21. https://doi.org/10.36233/0372-9311-2018-5-113-121
6. Pushkareva V.I. Bakterial'nye patogeny: migratsiya ot ikh estestvennykh rezervuarov cheloveku. Uspekhi sovremennoi biologii. 2019; 139(5): 457–65. https://doi.org/10.1134/S0042132419040070
7. Nuorti J.P., Niskanen T., Hallanvuo S., Mikkola J., Kela E., Hatakka M., et al. A widespread outbreak of Yersinia pseudotuberculosis 03 infection from iceberg lettuce. J. Infect. Dis. 2004; 189(5): 766–74. https://doi.org/10.1086/381766
8. Espenhain L., Riess M., Müller L., Colombe S., Ethelberg S., Litrup E., et al. Cross-border outbreak of Yersinia enterocolitica 03 associated with imported fresh spinach, Sweden and Denmark, March 2019. Euro Surveill. 2019; 24(24): 1900368. https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2019.24.24.1900368
9. Venediktov V.S., Timchenko N.F., Antonenko F.F., Stepanenko V.I. Khemotaksis Yersinia pseudotuberculosis kak mekhanizm poiska tkanevykh mishenei organizma khozyaina. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 1988; 65(5): 77–81.
10. Pavlova I.B., Lenchenko E.M. Elektronno-mikroskopicheskoe issledovanie patogennykh bakterii na ob\"ektakh vneshnei sredy. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 1998; 55(5): 13–7.
11. Timchenko N.F., Eliseikina M.G., Chernoded G.K., Grishchenko O.V., Bulgakov V.P. Vzaimodeistviya Yersinia pseudotuberculosis s kallusami Panax ginseng C.A. Mey. Zdorov'e. Meditsinskaya ekologiya. Nauka. 2019; (3): 4–7. https://doi.org/10.5281/zenodo.3559604
12. Yaron S., Römling V. Biofilm formation by enteric pathogens and its role in plant colonization and persistence. Microb. Biotechnol. 2014; 7(6): 496–516. https://doi.org/10.1111/1751-7915.12186
13. Naida N.M., Opalikhina V.A. Morfobiologicheskie osobennosti vorobeinika krasnokornevogo v usloviyakh Leningradskoi oblasti. Vestnik studencheskogo nauchnogo obshchestva. 2018; 9(1): 63–4.
14. Zhuravlev Yu.N., Bulgakov V.P., Pisetskaya N.F., Kozyrenko M.M., Starun T.V., Artyukov A.A. i dr. Shtamm kul'tiviruemykh kletok rastenii Lithospermum erythrorhizon Sieb. et Zucc — produtsent shikonina. Patent RF №1707073; 1992.
15. Bulgakov V.P., Kozyrenko M.M., Fedoreyev S.A., Mischenko N.P., Denisenko V.A., Zvereva L.V., et al. Shikonin production by p-fluorophenylalanine resistant cells of Lithohttps://doi.org/10.1016/s0367-326x(00)00343-9
16. Bulgakov V.P., Fedoreev S.A., Zhuravlev Yu.N. Biotekhnologiya – zdorov'yu cheloveka: nauchnye dostizheniya i pervye shagi innovatsii na Dal'nem Vostoke. Vestnik Dal'nevostochnogo otdeleniya Rossiiskoi akademii nauk. 2004; (3): 93–8.
17. Guo C., He J., Song X., Wang M., Jiang P., Li Y., et al. Pharmacological properties and derivatives of shikonin — A review in recent years. Pharmacol. Res. 2019; 149: 104463. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2019.104463
18. Taran L.M., Slobodenyuk E.V., Basharov A.Ya. Farmakologicheskie svoistva shikonina i ego proizvodnykh. Dal'nevostochnyi meditsinskii zhurnal. 2015; (1): 98–103.
19. Sasaki K., Yoshiaki F., Abe H. The anti-candida activity of shikonin. Yakugaki Zasshi. J. Pharm. Soc. Japan. 2000; 120(6): 587–9. https://doi.org/10.1248/yakushi1947.120.6_587
20. Yan Y., Tan F., Miao H., Wang H., Cao Y. Effect of shikonin against Candida albicans biofilms. Front. Microbiol. 2019; 10: 1085. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01085
21. Zhang Y., Han H., Sun L., Qiu H., Lin H., Yu L., et al. Antiviral activity of shikonin ester derivative PPM-034 against enterovirus 71 in vitro. Braz. J. Med. Biol. Res. 2017; 50(10): e6586. https://doi.org/10.1590/414-431X20176586
