CC BY
16
© блисеева I. В., Бабич 6. М., Бiлозерський В. I., Ждамарова Л. А.,Колпак С. А. УДК 616-097:579.871.1:576.524
Елисеева I. В., Бабич Е. М., Блозерський В. I., Ждамарова Л. А., Колпак С. А.
ВПЛИВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ БАКТЕР1АЛЬНИХ АНТИГЕННИХ ПРЕПАРАТ1В ЗБУДНИКА ДИФТЕРП, ОДЕРЖАНИХ ЗА ДОПОМОГОЮ Ф1ЗИЧНИХ ЧИННИК1В, НА АДГЕЗ1Ю ТЕСТ-ШТАМ1В С.й!РНТНЕтАЕ
Державна установа «1нститут мшробюлогм та iмунологГí iменi I. I. Мечникова НАМН УкраТни» (м. Харкiв)
Дане досл1дження було виконано за темою НДР «Дослщження 1муногенност1 дифтер1йного анатоксину сумюно з поверхневими антигенами С. (¡рМЬепае \ методи подвмного контролю 1х безпеч-ност1» (№ державно! реестрацИ: 0114и000246) у вщ-повщност1 з планом науково-досл1дних роб1т Державно! установи «1нститут м1кроб1олог1! та 1мунологи 1мен1 I. I. Мечникова НАМН Укра!ни».
Вступ. Як вщомо, дифтер1йний анатоксин спря-мований на формування гуморального антитоксичного дифтермного 1мун1тету I не перешкоджае колоызацп збудником слизових оболонок верхн1х дихальних шлях1в, 1нваз1! патогена в еп1тел1альн1 кл1-тини й поширенню шфекцп у вогнищ1 захворювання. В результат!, як показали поди 90-х роюв минулого стор1ччя на територ1! кра!н СНД, незважаючи на ма-сову 1мунопроф!пактику дифтер1! серед населення, котра здмснюеться у б1льшост1 кра!н свггу впродовж десятир1чь, можлив1 еп1дем1чн1 пщйоми ц1е! небез-печно! 1нфекц1!. Одним з ймов1рних напрямк1в удо-сконалення юнуючих дифтер1йних вакцин е розроб-ка бактер1ального антигенного компонента, котрий волод1в би антиколон1зац1йною д1ею вщносно збуд-ника дифтер1! та стимулював кл1тинний 1мун1тет, I уведення його у склад дифтермно! вакцини.
Ран1ше нами був запропонований спос1б отри-мання дифтер1йного бактер1ального антигена за допомогою ультразвуково! дез1нтеграц1! м1кробно! маси коринебактерм дифтер1! [3]. В даному до-сл1дженн1 ми приготували аналопчний антигенний препарат з використанням Ышого ф1зичного фактору - електромагытного випром1нення надзвичайно високо! частоти. Було вивчено д1ю обох антигенних препарат1в на адгез1ю тест-штам1в C.diphtheriae до еритроцит1в людини 0 (I) групи кров1.
Встановлення механ1зм1в адгез1! СогупеЬа^епит diphtheriae мае суттеве значення для розробки за-соб1в специф1чно! профтактики колон1зац1! патогеном слизових оболонок дихальних шлях1в людини та розвитку стану бактер1онос1йства, котре е основою епщем1чного процесу дифтер1! серед населення [2,14]. Якщо механ1зми адгез1! для грамнегативних бактерм вивчен1 в достатнм м1р1, перед дослщника-ми сто!ть ще низка невир1шених питань щодо адгез1! грампозитивних бактер1й [9].
За даними л1тератури в1домо, що у С. diphtheriae адгез1я первинно опосередковуеться фтаментоз-ними структурами, 1менованими пл або ф1мбр1!, котр1 е ковалентними пол1мерами набору б1лк1в п1л1на ковалентно прикр1плених до бактер1ально! кттинно! ст1нки. С. diphtheriae продукуе три р1зних структури п1лей: SpaA-, SpaD- I SpaH-типи п1лей. Под1бно до шших п1лей, прототип п1лей SpaA скла-даеться з п1л1ну SpaA, формуючого стрижень п1л1, та двох малих п1л1н1в SpaB I SpaC, розташованих на основ! та на верх1вц1 п1лей, в1дпов1дно. Мал1 п1л1-ни SpaB/SpaC е вир1шальними для бактер1ального зв'язування з фарингеальними кл1тинами людини, I представляють велик! адгезини коринебактерй Под1бно до багатьох грам-позитивних м1кроб1в, складання коринебактер1альних п1лей здмснюеть-ся шляхом дво-крокового мехаызму, за допомогою якого птши ковалентно пол1меризуються через ензим транспептидазу, 1меновану пт1н-специф1ч-ною сортазою. Генерований пол1мер п1лей, вщпо-в1дно, прикр1плюеться до пептидогл1кану клггинно! ст1нки через п1л1н основи за допомогою службово! або не-пол1меризуючо! сортази SrtF, котра е гомологом сортази класу D I розташована в 1нш1й област1 хромосоми, н1ж п'ять клас1в С сортаз (транспепти-даз), 1менованих в1д SrtA до SrtE I кодованих трьома локусами п1лей. За допомогою механ1зму, котрий катал1зуе фермент сортаза, багато поверхневих бт-к1в грам-позитивних бактер1й ковалентно пов'язаы з пептидогл1каном кл1тинно! ст1нки [12].
В1домими факторами адгез1! C.diphtheriae е по-верхневий б1лок л1поараб1номаннан-под1бний л1по-гл1кан CdiLAM, поверхневий бток DIP1281, поверх-нев1 б1лки, 1менован1 в1д SpaA до SpaI, як1 кодуються трьома кластерами ген1в птей, закр1плен1 на кл1тин-н1й ст1нц1, кожний з котрих м1стить сортуючий сигнал кл1тинно! ст1нки з консервативним LPXTG мотивом [8,10].
Кожний кластер ген1в п1лей кодуе р1зн1 структури птей. Одержан! антитта проти ¡ндивщуальних п1л1-н1в; м!чен! золотом, вони виявлеы при електронн!й м!кроскоп1! [5-9, 13].
Пщ час колон!зац1! слизових оболонок ткане-специф!чна адгез!я може залучати ! поверхнев! вуг-леводи клггинно'! ст1нки бактер1й, котр1 зв'язують специф1чн1 поверхнев1 лектини кл1тини хазя!на або,
навпаки, noBepxHeBi бактерiальнi проте1ни зв'язують специфiчнi noBepxHeBi вуглеводи або бтки клiтини хазя!на [1].
Ультраструктурний аналiз, проведений за до-помогою атомно-силово! ммкроскопп, показав, що icHye значна piзниця у макромолекулярних поверх-невих структурах штамiв C. diphtheriae вщносно числа та довжини пiлeй. Встановлено, що адгeзiя piзниx штамiв C. diphtheriae до eпiтeлiальниx клiтин та iнвазiя цих клiтин не e строго парним процесом [11]. Також не знайдено кореляци пoмiж адгeзieю патогена i формуванням пiлeй та iнвазieю та форму-ванням птей. Використовуючи РНК гiбpидiзацiю та Вестерн блоттинг спостерталися паттерни експре-ci! штамo-cпeцифiчниx пiлeй. Як показали вимipю-вання тpанceпiтeлiальнoI peзиcтeнтнocтi монослою клггин Детройт 562 i флуоресцентна мiкpocкoпiя, жоден з доотджених штамiв C. diphtheriae не по-шкоджував життездатнють клiтини хазя!на. Отже можна припустити, що штами C. diphtheriae можуть використовувати eпiтeлiальнi клiтини як ншу ото-чуючого середовища, що забезпечуе захист проти антитт i макрофапв [11]. Враховуючи навeдeнi данi, на даному етап дocлiджeнь неможливо зpoзyмiти i передбачити ocoбливocтi кoлoнiзацiйнoгo процесу piзниx штамiв кopинeбактepiй дифтepiI.
Метою дослщжень стало вивчення впливу екс-периментальних бактepiальниx антигенних препа-ра^в збудника дифтepiI, одержаних за допомогою фiзичниx чинникiв - ультразвукового опромшення (УЗО) та eлeктpoмагнiтнoгo випpoмiнeння надзви-чайно високо! частоти (ЕМВ НЗВЧ) на адгезивн влаcтивocтi тест-штаму C. diphtheriae.
Об'ект i методи дослщження. Для вивчення впливу ультразвукового oпpoмiнeння на адгeзивнi влаcтивocтi культури C.diphtheriae були взят му-зейний штам C.diphtheriae var. gravis , tox+, № 255 i циркулюючий штам C.diphtheriae var. gravis, tox+, new та експериментальн бактepiальнi антиген-н препарати двох cepiй, oдepжанi з виробничого штаму C.diphtheriae var. gravis, tox+, massachussets, за авторським способом [3]. Антигены препарати були виготовлен за допомогою ультразвуково! де-зштеграци двома piзними джерелами випромшен-ня в умовах виробництва ПАТ «Фармстандарт-Бю-лк» i мicтили piзнi концентраци бiлкy - вiд 0,02 мг/ мл до 0,14 мг/мл. Дослщження адгези проводилися за вiдoмим методом [4]. Доогмджуваы експеримен-тальнi бактepiальнi антигeннi препарати додавалися до формал^зованих epитpoцитiв людини групи кpoвi 0 (I) в е^ва-лентному oб'eмi за пiвгoдини до внесення суспензи тecт-штамiв збудника та витримувалися в умовах термостату при тeмпepатypi 37°С; за контроль був взятий фiзi-oлoгiчний розчин.
Дiя шшого фiзичнoгo фактору - eлeктpoмагнiтнoгo випромшен-ня надзвичайно високо! частоти (ЕМВ НЗВЧ, 61,0 ГГц) на адгезив-н влаcтивocтi музейно! культури C.diphtheriae var. gravis, tox+, №
255 - доотджувалася iз застосуванням генератора електромагытного випpoмiнeння, наданого 1нститу-том pадioфiзики i eлeктpoнiки НАНУ iм. О. Я. Усико-ва. Всього було приготовлено 4 суспензи мiкpoбниx клггин: 2 дослщн - з культури C.diphtheriae № 255, опромшено! ЕМВ НЗВЧ (61 ГГц) впродовж 4 годин, та 2 контроль^ - з частини ^е! ж само! культури, але не опромшено! ЕМВ НЗВЧ. Концентрацю мiкpoop-ганiзмiв було взято в двох ваpiантаx: 109 КУО/мл та 14И09 КУО/мл як для дослщних, так i для контроль-них cycпeнзiй.
До пpoбipoк № 1 (дocлiд) i № 2 (контроль) вносили по 0,5 мл завис формал^зованих ери-тpoцитiв людини та, вщповщно, по 0,5 мл дослг джуваних антигенних пpeпаpатiв (СНд та СНк), виготовлених з oпpoмiнeнo! та не опромшено! культури C.diphtheriae. Сумш шкубували при темпера-тypi 37°С впродовж 30 хвилин, час вщ часу збовту-ючи. До пpoбipoк iз cyмiшами додавали по 0,5 мл добово! тест-культури C.diphtheriae № 255 в концентраци 109 КУО/мл. Знов шкубували сумш у термо-cтатi при тeмпepатypi 37°С впродовж 30 хвилин, час вщ часу збовтуючи.
На ретельно знежирених предметних скельцях готували мазки, кoтpi висушували при кiмнатнiй тeмпepатypi, фксували фiкcатopoм Май-Грюнвальд та фарбували за Романовським-Пмзою. Проводили мiкpocкoпiю, пiдpаxoвyючи ктьюсть epитpoцитiв, що адгезували бактepi!, та юльюсть бактepiй, адге-зованих на кожному з них. В кожному препарат до-cлiджyвали 50 еритроцитв.
Результати дослiджень та Ух обговорення. За результатами мiкpocкoпi! мазкiв визначали наступи показники: cepeднiй показник адгези (СПА), коефщент адгeзi! (КА) та шдекс адгeзивнocтi мкро-opганiзмiв (1АМ). У нижченаведених таблицях представлен cepeднi показники адгeзi! двох тecт-штамiв C.diphtheriae, oдepжанi пiд впливом експеримен-тальних бактepiальниx антигенних препаратв, виготовлених за допомогою ультразвуково! дезштеграци (табл. 1, 2).
Пщсумовуючи результати, навeдeнi у таблицях 1 i 2, можна стверджувати, що експериментальн бактepiальнi антигeннi препарати обох серм досто-вipнo пiдвищили вс показники адгeзi! для обох тест-штамiв C.diphtheriae: СПА - у 2,2 рази та у 1,6, КА - у 1,4 рази та у 1,2 рази, 1АМ - у 1,4 рази та у 1,7 рази, вщповщно (t>2; р<0,05). Одержав результати дають пщстави вважати, що експериментальн бактepiаль-
Таблиця 1.
Показники адгези тест-штаму C.diphtheriae var. gravis, tox+, № 255 пщ впливом експериментальних 6актер1альних антигенних препаратiв збудника дифтерп, виготовлених за допомогою ультразвуково'Г дезiнтеграцГí
Середш показники адгези Антигeннi препарати
К С1 С2 1:10 С2 1:30 С2 1:100
СПА 1,55+0,015 3,15+0,02 3,2+0,01 3,3+0,02 3,65+0,025
КА 67,0±0,3 79,0+0,3 77,35+0,4 77,7+0,29 73,65+0,075
1АМ 2,5+0,03 3,95+0,05 4,15+0,01 4,2+0,02 4,25+0,025
н1 антигенн! препарати, виготов-лен1 за допомогою ультразвуко-во! дезЫтеграци м1кроорган1зм1в, м1стили молекулярн1 структури, котр1 сприяли адгез1! тест-штам1в дифтер1! до формал1н1зованих еритроцит1в людини.
У таблиц! 3 наведен! резуль-тати вивчення дм антигенного препарату, одержаного пщ впли-вом ЕМВ НЗВЧ.
Проведен! дослщження та розрахунки показали, що попере-дне витримування формал^зо-ваних еритроцит!в з препаратами, виготовленими за допомогою ЕМВ НЗВЧ, призводили до зни-ження ¡ндексу адгезивност! м1-крооргаызм!в у 1,8 рази у пор!в-нянн! з контролем ^>2; р<0,05). При цьому р!вень адгез!! з ¡нтер-валу 2,5 < IАМ < 4,0 - група серед-ньоадгезивних м!кроорган!зм!в змЫився на ¡нтервал 1,76 < !АМ < 2,5 - група низькоадгезивних м1-крооргаызм!в.
Отже, експериментальн! бак-тер!альы антигенн! препарати, виготовлен! за допомогою ЕМВ НЗВЧ, д!яли протилежно у пор1вняны з д!ею УЗО, зменшуючи показники адгез!! тест-штаму.
Висновки. Таким чином, р1зн1 ф1зичы фактори по-р!зному впливають на поверхнев! структури бак-тер!альних клгтин коринебактерм, про мехаызми !х дм на даному етап! досл!джень можна лише здо-гадуватися. Можливо, при ультразвуковому опро-мшены у рщку фазу суспензи вивтьняються поверхнев! бтки-п!тни, на основ! котрих здмснюеться складання (пол!меризац!я) птей ! прикртлення !х до пептидоглкану клгтнно! стЫки коринебактерм. При збереженн! активност! пол!меризуючих сор-таз, здмснюючих складання птей, адгезивнють
Таблиця 2.
Показники адгезГГ тест-штаму C.diphtheriae var. gravis , tox+, new п1д впливом експериментальних 6актер1альних антигенних препарат1в збудника дифтерм, виготовлених за допомогою ультразвуково'Г дез1нтеграцГГ
Середш показники адгезп Антигены препарати
К С1 С2 1:10 С2 1:30 С2 1:100
СПА 1,9+0,015 3,35+0,02 3,1+0,025 3,05+0,015 2,85+0,015
КА 64,0+0,23 75,3+0,19 72,65+0,35 76,3+0,225 73,0+0,1
1АМ 2,95+0,015 3,55+0,045 4,3+0,025 3,95+0,017 3,9+0,015
Таблиця 3.
Показники адгезГГ тест-штаму C.diphtheriae var. gravis, tox+, № 255 пщ впливом експериментальних 6актер1альних антигенних препарат1в, виготовлених з опромшено'Г ЕМВ НЗВЧ (СНд) та не опромшено'Г (СНк) дифтершно'Г культури
Оптична щтьнють суспензм СПА КА 1АМ
СНд СНк СНд СНк СНд СНк
1 млрд. 1,7+0,04 3,4+0,04 68,7+0,9 86,3+0,2 2,3+0,07 4,0+0,06
14 млрд. 1,1+0,02 2,6+0,05 59,0+0,5 75,4+0,15 1,9+0,01 3,5+0,07
тест-штаму пiдвищуeться. Дезiнтегруюча дiя ЕМВ НЗВЧ, очевидно, вiдрiзняeться у порiвняннi з дieю УЗО i призводить до вщокремлення поверхневих молекулярних структур, котрi конкурентно блоку-ють адгезивнi рецептори еритроци^в, i при внесенн суспензiI тест-штаму мiкробнi клiтини в певнiй мiр вiдсторонюються вiд прикрiплення до еритроци^в, адгезивнiсть тест-культури зменшуеться.
Перспективи подальших досл1джень. Щоб робити остаточнi висновки про мехаызми процесiв адгезiI коринебактерм дифтерiI за участю 1х поверхневих молекулярних структур, необхщы до^джен-ня процесiв колонiзацiI патогена на молекулярному рiвнi.
Л1тература
1. Абросимова О.В. Некоторые аспекты действия бактериального лектина на фагоцитирующие макрофаги мышей / О.В. Абросимова, Е.А. Горельникова, Е.И. Тихомирова, Л.В. Карпунина // Успехи современного естествознания. — 2004. — № 4. — С. 97-98.
2. Елисеева И.В. Анти-адгезивная стратегия в разработке комплексных противодифтерийных вакцин как перспективная мера снижения циркуляции C.diphtheriae среди населения / Елисеева И.В., Бабич Е. М., Ждамарова Л. А., Белозерский В. И., Исаенко Е. Ю., Колпак С. А.// Журнал «Детские инфекции», М.: 2015.-№ 3.-С.30-33
3. Патент на Корисну модель № 86891. Споаб отримання бактершного дифтермного антигену / Бабич 6.М., блисеева 1.В., Бшозерський В.1., Ждамарова Л.А., 1саенко О.Ю., Бобирева 1.В., Горбач Т.В.; зареестрований в Державному реестрi патен^в УкраУни на корисш моделi 10.01.2014, номер заявки u 2013 097794; дата подання заявки: 06.08.2013; дата публкацп 10.01.2014; Бюл. № 1.
4. Предтеченский В.С. Руководство по клиническим лабораторным исследованиям / В.С. Предтеченский, Е.А. Кост, Л.Г. Смирнова. — М.: Медицина, 1964. — 960 с.
5. Kisiela D.I. Conformational inactivation induces immunogenicity of the receptor-binding pocket of a bacterial adhesin / D.I. Kisiela, V.B. Rodriguez, V. Tchesnokova, H. Avagyan, P. Aprikian, Y Liu, X.R. Wu, W.E. Thomas, E.V. Sokurenko // Proc Natl Acad Sci U S A. — 2013. — Nov 19; 110 (47). — Р. 19089-19094.
6. Krachler A.M. Targeting the bacteria-host interface: strategies in anti-adhesion therapy / A.M. Krachler, K. Orth // Virulence. — 2013. — May 15; 4 (4). — Р 284-294.
7. Lorenzo-Gуmez M.F. Evaluation of a therapeutic vaccine for the prevention of recurrent urinary tract infections versus prophylactic treatment with antibiotics / M.F Lorenzo-Gуmez, B. Padilla-Fernбndez, F.J. Gar^a-Criado, J.A. Mi^n-Canelo, A. Gil-Vicente, A. Nieto-Huertos [et al.] // Int Urogynecol J. — 2013. — 24. — Р. 127-134.
8. Mandlik A. Pili in Gram-positive bacteria: assembly, involvement in colonization and biofilm development [Electronic resource] / A. Mandlik, A. Swierczynski, A. Das, H. Ton-That // Trends Microbiol. — 2008. — Jan; 16 (1). — Р. 33-40.
9. Mokrousov I. Corynebacterium diphtheriae: genome diversity, population structure and genotyping perspectives [Text] / I. Mokrousov // Infect Genet Evol. — 2009. — Jan; 9 (1). — Р. 1-15.
10. Moreira L.O. Novel lipoarabinomannan-like lipoglycan (CdiLAM) contributes to the adherence of Corynebacterium diphtheriae to epithelial cells [Text] / L.O. Moreira, A.L. Mattos-Guaraldi, A.F. Andrade // Arch Microbiol. — 2008. — Nov; 190 (5). — Р. 521-530.
11. Ott L. Strain-specific differences in pili formation and the interaction of Corynebacterium diphtheriae with host cells / L. Ott, M. Huller, J. Rheinlaender, T.E. SchAffer, M. Hensel, A. Burkovski // BMC Microbiol. — 2010. — Oct 13; 10. — Р. 257.
12. Swaminathan A. Housekeeping sortase facilitates the cell wall anchoring of pilus polymers in Corynebacterium diphtheriae / A. Swaminathan, A. Mandlik, A. Swierczynski, A. Gaspar, A. Das, H. Ton-That // Mol Microbiol. — 2007. — Nov; 66 (4). — Р. 961-974.
13. Scott J.R. Pili with strong attachments: Gram-positive bacteria do it differently / J.R. Scott, D. Zдhner // Mol Microbiol. — 2006. — Oct; 62 (2). — Р. 320-330.
14. Yelyseyeva I.V. Anti-adhesive Therapies as a Contemporary Means to Fight Infectious Diseases and Adherence Factors of Corynebacteria diphtheriae / I.V. Yelyseyeva, Ye.M. Babych, L.A. Zhdamarova, V.I. Belozersky, Ye.Yu. Isayenko, S.A. Kolpak // Annals of Mechnikov Insitute. — 2014. — № 2. — Р. 7-19. (www.imiamn.org.ua/journal.htm).
УДК 616-097:579.871.1:576.524
ВПЛИВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ БАКТЕР1АЛЬНИХ АНТИГЕННИХ ПРЕПАРАТ1В ЗБУДНИКА ДИФТЕ-РП, ОДЕРЖАНИХ ЗА ДОПОМОГОЮ Ф1ЗИЧНИХ ЧИННИК1В, НА АДГЕЗ1Ю ТЕСТ-ШТАМ1В C.DIPHTHERIAE
влисеева I. В., Бабич в. М., Бшозерський В. I., Ждамарова Л. А., Колпак С. А.
Резюме. Показано, що ультразвукове опромшення (130 Гц) i вплив електромагнгтого випромшення надзвичайно високо! частоти (ЕМВ НЗВЧ, 61 ГГц) по^зному впливають на пoвepxнeвi структури мiкpo-бно! суспензи Corynebacteria diphtheriae. Одержав на ocнoвi опромшення вказаними фiзичними факторами дифтермы бактepiальнi антигены препарати вщмшним чином впливали на процеси адгезп тecт-штамiв C. diphtheriae до еритроци^в людини 0 (I) групи кровк Експериментальн препарати, одержан пщ впливом ультразвуку, ютотно пщвищували показники адгезп тecт-штамiв дифтерп до еритроци^в (t>2; р<0,05). Антигены препарати, виготовлен за допомогою ЕМВ НЗВЧ, мали протилежну дю шдекс адгезивност мiкpo-opганiзмiв зменшився у 1,8 рази у пopiвняннi з контролем (t>2; р<0,05).
КлючовГ слова: Corynebacteria diphtheriae, бактepiальний антиген, адгeзiя, ультразвукове опромшення, eлeктpoмагнiтнe oпpoмiнeння надзвичайно високо! частоти.
УДК 616-097:579.871.1:576.524
ВЛИЯНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ БАКТЕРИАЛЬНЫХ АНТИГЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ ВОЗБУДИТЕЛЯ ДИФТЕРИИ, ПОЛУЧЕННЫХ ПРИ ПОМОЩИ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ, НА АДГЕЗИЮ ТЕСТ-ШТАММОВ C.DIPHTHERIAE
Елисеева И. В., Бабич Е. М., Белозерский В. И., Ждамарова Л. А., Колпак С. А.
Резюме. Показано, что ультразвуковое облучение (130 Гц) и воздействие электромагнитного излучения сверхвысокой частоты (ЭМИ СВЧ, 61 ГГц) по-разному воздействует на поверхностные структуры микробной суспензии Corynebacteria diphtheriae. Полученные на основе облучения этими физическими факторами дифтерийные бактериальные антигенные препараты различным образом влияли на процессы адгезии тест-штаммов C. diphtheriae к эритроцитам человека группы крови 0 (I). Экспериментальные препараты, полученные под воздействием ультразвука существенно повышали показатели адгезии тест-штаммов дифтерии к эритроцитам (t>2; р<0,05). Антигенные препараты, полученные при помощи ЭМИ СВЧ, оказывали противоположное действие: индекс адгезивности микроорганизмов уменьшился в 1,8 раза по сравнению с контролем (t>2; р<0,05).
Ключевые слова: Corynebacteria diphtheriae, бактериальный антиген, адгезия, ультразвуковое облучение, электромагнитное облучение сверхвысокой частоты.
UDC 616-097:579.871.1:576.524
EFFECT OF EXPERIMENTAL PREPARATIONS OF DIPHTHERIA BACTERIAL ANTIGENS, OBTAINED BY PHYSICAL FACTORS ON ADHESION OF TEST STRAINS OF C.DIPHTHERIAE
Yelyseyeva I. V., Babych Ye. M., Belozersky V. I.,
Zhdamarova L. A., Kolpak S. A.
Abstract. As is known, a diphtheria toxoid's directed to the formation of humoral antitoxic diphtheria immunity and does not prevent colonization of the pathogen of the mucous membranes of the upper respiratory tract, its invasion into epithelial cells and the spread of infection in the outbreak of disease. As the events of the 90s of the last century on the territory of countries of the former USSR have shown, despite of mass immunization among the population, which was realized in most countries of the world for decades, epidemic rises of this dangerous infection are probable. A possible ways to improve of existing diphtheria vaccines is a development of bacterial antigenic component, which would have the anticolonization effect on diphtheria pathogen and stimulate cellmediated immunity, and its introduction into the diphtheria vaccine. If, according to the literature, the mechanisms of adhesion of Gram-negative bacteria sufficiently examined, the researchers is still face a number of unresolved issues in relation to the adhesion of Gram-positive bacteria. For example, ultrastructural analysis carried out by means of atomic force microscopy showed that there was a significant difference in the surface of macromolecular
structures of C. diphtheriae strains relative to the amount and length of the pili. It is found that the adhesion of different strains of C. diphtheriae to epithelial cells and invasion of these cells is not strictly coupled process. Also a correlation between the pathogen adhesion and formation of pili and the invasion and the formation of pili did not find. Using RNA hybridization and Western blotting were observed expression patterns of strain-specific pili. So, considering the given literature data, at this stage of research it is impossible to understand and anticipate the particular colonization process of different strains of C. diphtheria. We have previously proposed a method of producing diphtheria bacterial antigen by ultrasonic disintegration of microbial mass of Corynebacterium diphtheria. In this study, we obtained a similar antigen preparation using another physical factor — electromagnetic radiation of ultrahigh frequency. It was studied the action of both antigenic preparations on the adhesion of test strains C.diphtheriae to human erythrocytes of blood group 0 (I). It is shown that the ultrasonic irradiation (130 Hz) and the impact of electromagnetic radiation of ultra-high frequency (EMR UHF, 61 GHz) in different ways affected the surface structures of the microbial suspension of Corynebacteria diphtheria and had the different effects on the processes of adhesion. Experimental antigenic preparations obtained under the influence of ultrasound significantly increased all indexes of adhesion of diphtheria test strains to red blood cells (t>2; p <0.05). These results give grounds for assuming that the investigated antigenic preparations contain a molecular structure which contributed to the adhesion of test strains of diphtheria to human formalinized red blood cells. The antigenic preparations obtained using EMR UHF, has the opposite effect: the index of adhesion of microorganisms decreased in 1,8 times compared to the control (t> 2; p <0.05). Probably the action of EMR UHF leads to the separation of the surface molecular structures that competitively block erythrocyte adhesion receptors. When making a suspension of Corynebacterium test strain microbial cells are removed from attachment to the erythrocytes to a certain extent and test culture adhesiveness decreases. To clarify the essence of the processes of adhesion Corynebacterium diphtheria, it's necessary to investigate pathogen colonization processes at the molecular level.
Keywords: Corynebacteria diphtheriae, bacterial antigen, adhesion, ultrasonic radiation, ultrahigh frequency electromagnetic radiation.
Рецензент — проф. Лобань Г. А.
Стаття надшшла 06.10.2016 року
