Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020; 97: 424-430
Изучение in vitro влияния ДНК пробиотического штамма Bifidobacterium bifidum Bifidobacterium bifidum на количественный уровень и колонизационные свойства кишечных микросимбионтов
https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-5-5Аннотация
Цель — оценка invitro влияния ДНК, выделенной из пробиотического штамма Bifidobacteriumbifidum 791, на количественный уровень и адгезивные свойства фекальных изолятов бифидобактерий и условно-патогенных микроорганизмов разных видов.
Материалы и методы. ДНК выделяли из пробиотического штамма B. bifidum 791. Биомассу бифидобактерий отмывали от питательной среды. Взвесь бактерий в буферном растворе трижды подвергали ультразвуковой обработке с частотой 40 кГц в течение 30 мин с последующим центрифугированием. Супернатанты объединяли и очищали хроматографически на Сефарозе CL-4B. В качестве тест-культур использовали B. breve, B. bifidum, B. infantis, Staphylococcusaureus, Escherichiacolilac-, Enterococcusfaecalis, Candidaalbicans, изолированные из кишечника взрослых относительно здоровых людей.
Результаты. Раствор нуклеиновой кислоты концентрацией 3,54 мкг/мл не влиял на количественный уровень бифидобактерий (p = 0,61). Содержание ДНК в растворе 14,15-21,23 мкг/мл способствовало увеличению титров B. bifidum и B. breve на 2 lg КОЕ/мл по сравнению с контролем (p = 0,01), но не влияло на титры S. aureus, E. colilac-, E. faecalis, C. albicans (p = 0,73). Раствор ДНК повышал аутоагрегацию бифидобактерий в 1,5-2,0 раза. Способность к аутоагрегации под влиянием бифидобактериальной ДНК у S. aureus, E. faecalis, C. albicans не изменялась, у E. colilacувеличивалась в 2,3 раза (p = 0,05).
Заключение. Раствор ДНК пробиотического штамма B. bifidum 791 концентрацией 14,15-21,23 мкг/мл стимулирует размножение и аутоагрегацию B. breve, B. bifidum фекального происхождения.
Список литературы
1. Бовбель И.Э. Современные представления о микробиоте кишечника и возможности эффективного применения пробиотиков в практике врача-педиатра. Медицинские новости. 2017; (2): 25-31.
2. Аверина О.В., Даниленко В.Н. Микробиота кишечника человека: роль в становлении и функционировании нервной системы. Микробиология. 2017; 86(1): 5-24. https://doi.org/10.7868/S0026365617010050
3. Шендеров Б.А., Голубев В.Л., Данилов А.Б. Роль питания и симбиотической микробиоты в эпигенетике нейродегенеративных заболеваний. Лечение заболеваний нервной системы. 2015; (1): 3-14.
4. Щербакова М.Ю., Власова А.В., Роживанова Т.А. Роль микробиоты кишечника в развитии ожирения в возрастном аспекте. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2015; (2): 11-6.
5. Meng С., Bai C., Brown T.D., Hood L.E., Tian Q. Human gut microbiota and gastrointestinal cancer. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2018; 16(1): 33-49. https://doi.org/10.1016/j.gpb.2017.06.002
6. Конев Ю.В., Лазебник Л.Б. Роль эндотоксина кишечной микробиоты в патогенезе атеросклероза. Терапия. 2015; 2(2): 19-27.
7. Yahfoufi N., Mallet J.F., Graham E., Matar C. Role of probiotics and prebiotics in immunomodulation. Curr. Opin. Food Sci. 2018; 20: 82-91. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2018.04.006
8. Глушанова Н.А., Шендеров Б.А. Взаимоотношения пробиотических и индигенных лактобацилл хозяина в условиях совместного культивирования in vitro. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2005; (2): 56-61.
9. Moniz P., Ho A.L., Duarte L.C., Kolida S., Rastall R.A., Perei¬ra H., et al. Assessment of bifidogenic effect of substituted xylooligosaccharides obtained from corn straw. Carbohydr. Polym. 2016; 136: 466-73. https://doi.org/10.1016/jxarbpol.2015.09.046
10. Хорошилова И.А., Гранитов В.М. Применение прои пребиотиков в лечении инфекционных поражений кишечника. Медицинское обозрение. Наука и практика. 2015; (3): 26-31.
11. Бондаренко В.М., Рыбальченко О.В., Орлова О.Г. Бактериальные биопленки условно-патогенных бактерий и их подавление пробиотическими лактобациллами. Лечение и профилактика. 2014; (2): 28-35.
12. Петрова Н.В. Биопленки: этапы формирования, свойства и клинические последствия. Клиническая патофизиология. 2015; (3): 9-16.
13. Jakubovics N., Burgess J.G. Extracellular DNA in oral microbial biofilms. Microbes Infect. 2015; 17(7): 531-7. https://doi.Org/10.1016/j.micinf.2015.03.015
14. Тец Г.В., Артеменко Н.К., Заславская Н.В., Тец В.В. Состояние бактериальных биопленок при длительном культивировании. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2013; 155(4): 460-3.
15. Тюляндина Е.В., Годовалов А.П. Изучение действия лейкоцитов, активированных индуктором интерферона, на биопленки Staphylococcus aureus. Авиценна. 2016; 1(9): 21-2.
16. Данилова Т.А., Данилина Г.А., Аджиева А.А., Минко А.Г., Николаева Т.Н., Жуховицкий В.Г. и др. Влияние Мирамистина и Фоспренила на микробные биопленки. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2017; 163(4): 435-9.
17. Рахматулина М.Р., Нечаева И.А. Биопленки микроорганизмов и их роль в формировании резистентности к антибактериальным препаратам. Вестник дерматологии и венерологии. 2015; (2): 58-62.
18. Holmes D.S., Quigley M. A rapid boiling method for the preparation of bacterial plasmids. Anal. Biochem. 1981; 114(1): 193-7. https://doi.org/10.1016/0003-2697(81)90473-5
19. Брилис В.И., Брилине Т.А., Ленцнер Х.П., Ленцнер А.А. Методика изучения адгезивного процесса микроорганизмов. Лабораторное дело. 1986; 4: 210-2.
20. Del Re B., Sgorbati B., Miglioli M., Palenzona D. Adhesion, autoaggregation and hydrophobicity of 13 strains of Bifido-bacterium longum. Lett. Appl. Microbiol. 2000; 31(6): 438-42. https://doi.org/10.1046/j.1365-2672.2000.00845
21. Бухарин О.В., Перунова Н.Б. Микробное распознавание «свой-чужой» в условиях кишечного микросимбиоценоза человека. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2011; (6): 46-51.
Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2020; 97: 424-430
In vitro study of the effect of Bifidobacterium bifidum probiotic strain DNA on the cell concentration and colonization properties of intestinal microsymbionts
https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-5-5Abstract
Aim. To estimate in vitro the effect of DNA isolated from the probiotic strain Bifidobacterium bifidum 791 on the cell concentration and adhesive properties of fecal isolates of bifidobacteria and opportunistic microorganisms of different species.
Materials and methods. DNA was isolated from the probiotic strain Bifidobacterium bifidum 791. Biomass containing bifidobacteria was washed from the nutrient medium. The suspension of bacteria in the buffer solution was subjected to ultrasonic disintegration with a frequency of 40 kHz three times for 30 minutes, followed by centrifugation. The supernatants were combined and purified chromatographically on CL-4B Sepharose. B. breve, B. bifidum, B. infantis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli lac-, Enterococcus faecalis, and Candida albicans were used as test cultures, isolated from the intestines of conditionally healthy adults.
Results. The nucleic acid solution with a concentration of 3.54 |jg/ml did not affect the cell number of bifidobacteria (p = 0.61). The DNA content in the solution of 14.15-21.23 jg/ml increased the titers of B. bifidum and B. breve by 2 lg CFU/ml compared to the control (p = 0.01), but did not affect the titers of S. aureus, E. coli lac-, E. faecalis, C. albicans (p = 0.73). The DNA solution stimulated the self-aggregation of bifidobacteria in 1.5-2.0 times. The ability to autoaggregate under the influence of bifidobacterial DNA in S. aureus, E. faecalis, C. albicans did not change, in E. coli lacincreased 2.3 times (p = 0.05).
Conclusion. A DNA solution of the probiotic strain B. bifidum 791 with a content 14.15-21.23 jg/ml stimulates the reproduction and autoaggregation of fecal B. breve, B. bifidum.
References
1. Bovbel' I.E. Sovremennye predstavleniya o mikrobiote kishechnika i vozmozhnosti effektivnogo primeneniya probiotikov v praktike vracha-pediatra. Meditsinskie novosti. 2017; (2): 25-31.
2. Averina O.V., Danilenko V.N. Mikrobiota kishechnika cheloveka: rol' v stanovlenii i funktsionirovanii nervnoi sistemy. Mikrobiologiya. 2017; 86(1): 5-24. https://doi.org/10.7868/S0026365617010050
3. Shenderov B.A., Golubev V.L., Danilov A.B. Rol' pitaniya i simbioticheskoi mikrobioty v epigenetike neirodegenerativnykh zabolevanii. Lechenie zabolevanii nervnoi sistemy. 2015; (1): 3-14.
4. Shcherbakova M.Yu., Vlasova A.V., Rozhivanova T.A. Rol' mikrobioty kishechnika v razvitii ozhireniya v vozrastnom aspekte. Eksperimental'naya i klinicheskaya gastroenterologiya. 2015; (2): 11-6.
5. Meng S., Bai C., Brown T.D., Hood L.E., Tian Q. Human gut microbiota and gastrointestinal cancer. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2018; 16(1): 33-49. https://doi.org/10.1016/j.gpb.2017.06.002
6. Konev Yu.V., Lazebnik L.B. Rol' endotoksina kishechnoi mikrobioty v patogeneze ateroskleroza. Terapiya. 2015; 2(2): 19-27.
7. Yahfoufi N., Mallet J.F., Graham E., Matar C. Role of probiotics and prebiotics in immunomodulation. Curr. Opin. Food Sci. 2018; 20: 82-91. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2018.04.006
8. Glushanova N.A., Shenderov B.A. Vzaimootnosheniya probioticheskikh i indigennykh laktobatsill khozyaina v usloviyakh sovmestnogo kul'tivirovaniya in vitro. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2005; (2): 56-61.
9. Moniz P., Ho A.L., Duarte L.C., Kolida S., Rastall R.A., Perei¬ra H., et al. Assessment of bifidogenic effect of substituted xylooligosaccharides obtained from corn straw. Carbohydr. Polym. 2016; 136: 466-73. https://doi.org/10.1016/jxarbpol.2015.09.046
10. Khoroshilova I.A., Granitov V.M. Primenenie proi prebiotikov v lechenii infektsionnykh porazhenii kishechnika. Meditsinskoe obozrenie. Nauka i praktika. 2015; (3): 26-31.
11. Bondarenko V.M., Rybal'chenko O.V., Orlova O.G. Bakterial'nye bioplenki uslovno-patogennykh bakterii i ikh podavlenie probioticheskimi laktobatsillami. Lechenie i profilaktika. 2014; (2): 28-35.
12. Petrova N.V. Bioplenki: etapy formirovaniya, svoistva i klinicheskie posledstviya. Klinicheskaya patofiziologiya. 2015; (3): 9-16.
13. Jakubovics N., Burgess J.G. Extracellular DNA in oral microbial biofilms. Microbes Infect. 2015; 17(7): 531-7. https://doi.Org/10.1016/j.micinf.2015.03.015
14. Tets G.V., Artemenko N.K., Zaslavskaya N.V., Tets V.V. Sostoyanie bakterial'nykh bioplenok pri dlitel'nom kul'tivirovanii. Byulleten' eksperimental'noi biologii i meditsiny. 2013; 155(4): 460-3.
15. Tyulyandina E.V., Godovalov A.P. Izuchenie deistviya leikotsitov, aktivirovannykh induktorom interferona, na bioplenki Staphylococcus aureus. Avitsenna. 2016; 1(9): 21-2.
16. Danilova T.A., Danilina G.A., Adzhieva A.A., Minko A.G., Nikolaeva T.N., Zhukhovitskii V.G. i dr. Vliyanie Miramistina i Fosprenila na mikrobnye bioplenki. Byulleten' eksperimental'noi biologii i meditsiny. 2017; 163(4): 435-9.
17. Rakhmatulina M.R., Nechaeva I.A. Bioplenki mikroorganizmov i ikh rol' v formirovanii rezistentnosti k antibakterial'nym preparatam. Vestnik dermatologii i venerologii. 2015; (2): 58-62.
18. Holmes D.S., Quigley M. A rapid boiling method for the preparation of bacterial plasmids. Anal. Biochem. 1981; 114(1): 193-7. https://doi.org/10.1016/0003-2697(81)90473-5
19. Brilis V.I., Briline T.A., Lentsner Kh.P., Lentsner A.A. Metodika izucheniya adgezivnogo protsessa mikroorganizmov. Laboratornoe delo. 1986; 4: 210-2.
20. Del Re B., Sgorbati B., Miglioli M., Palenzona D. Adhesion, autoaggregation and hydrophobicity of 13 strains of Bifido-bacterium longum. Lett. Appl. Microbiol. 2000; 31(6): 438-42. https://doi.org/10.1046/j.1365-2672.2000.00845
21. Bukharin O.V., Perunova N.B. Mikrobnoe raspoznavanie «svoi-chuzhoi» v usloviyakh kishechnogo mikrosimbiotsenoza cheloveka. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2011; (6): 46-51.
