Поиск и молекулярный анализ бактериофага, активного против уропатогенного штамма E.Coli - Биология и естествознание дипломная работа

Главная

Биология и естествознание
Поиск и молекулярный анализ бактериофага, активного против уропатогенного штамма E.Coli

Общая характеристика и распространенность бактериофагов, их классификация и типы. Фаготерапия как альтернатива антибиотикам, используемые в ней технологии и характер воздействия. Выработка фаг-нейтрализующих антител и безопасность их применения.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


Поиск и молекулярный анализ бактериофага, активного против уропатогенного штамма E.Coli
бактериофаг антитело уропатогенный молекулярный
Актуальность проблемы : Эффективная антибактериальная терапия является основой современной лечебной практики в большинстве отраслей медицины. В настоящее время наибольшее медицинское значение имеют грамотрицательные бактерии, в числе которых важную роль играют виды сем. Enterobacteriaceae . Эти бактерии являются составной частью микробиома кишечника и способны колонизировать его, что увеличивает вероятность миграторных инфекций за счет переноса возбудителя в другие органы. Так, например, Escherichia coli является ведущим возбудителем урологических инфекций у пациентов без анатомических аномалий [1, 2, 3]; эта бактерия также имеет существенное значение в патогенезе воспалительных заболеваний кишечника, включая болезнь Крона [4,5], а также многих иных заболеваний [6].
Уропатогенные штаммы Escherichia coli являются основной причиной инфекционно-воспалительных заболеваний почек и мочевыводящих путей. Ежегодно диагностируется около 150 миллионов случаев заболеваний, связанных с инфекциями мочевыводящих путей (ИМП) [7,8]. Когда уропатогенные E.coli (УПЭК), заселяют кишечник - человек будучи их носителем, в первые месяцы и даже годы не испытывает никаких симптомов болезни. Особое значение в последние годы приобретают экстраинтестинальные патогенные штаммы E.coli (ExPEC), часто характеризующиеся повышенной лекарственной резистентностью [9,10].
В настоящее время лечение антибиотиками имеет ряд недостатков, среди которых серьезные нарушения микробиоты кишечника и часто возникающие рецидивы. Было показано, что применение антибиотиков ведет к росту устойчивости к ним уропатогенных штаммов, а также к увеличению заболеваемости ИМП у женщин [11,12]. На настоящий момент не разработаны вакцины против уропатогенных E.coli , а неспецифические методы лечения, в том числе пробиотики, не показали высокой эффективности. Таким образом, выделение бактериофагов специфичных к УПЭК позволило бы использовать их в фаготерапии против болезней, вызываемых уропатогенными штаммами кишечной палочки, избежав побочных эффектов, сопутствующих лечению антибиотиками.
Ранее в Научно-консультативном клинико-диагностическом центре ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора от больного пиелонефритом микробиологами был выделен уропатогенный штамм кишечной палочки E. coli up11, обладающий множественной устойчивостью к антибиотикам. Имеющиеся в распоряжении клиницистов препараты бактериофагов производства НПО «Микроген» также не были активны против этого штамма. Возникла задача поиска фагов, способных лизировать клетки этого штамма.
Найти и охарактеризовать бактериофагов, способных инфицировать уропатогенный штамм E . Co li up11. Сравнить штаммы E . Co li up1 (O155), up3 (O1A), up8, up11 (O5), HS 3.104, HSЅ (O87), F5 (O28), F17 (O104), 4S(O22) по степени устойчивости к фагам из различных источников.
Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Освоить методы выделения фагов из объектов среды
2. Освоить методы исследования выделенных фагов
3. Провести поиск фага, способного инфицировать штамм N11
1.1 Общие представления о бактериофагах
Бактериофаги - это вирусы, инфицирующие бактериальные клетки. Не имея собственного аппарата обмена веществ, фаги пользуются бактериальными структурами для своей репликации. Абсолютное большинство описанных фагов, более 95%, принадлежит к порядку Caudovirales - хвостатые фаги [13]. Большинство фагов, применяемых в фаговой терапии также принадлежит к хвостатым фагам. Каждый вирион состоит из молекулы нуклеиновой кислоты, заключенной в белковый или липопротеиновый капсид. Хвостатые фаги подразделяются на три семейства: Podoviridae , имеющие короткий несократимый хвостовой отросток (хвост); Siphoviridae , снабженные длинным несократимым хвостом; Myoviridae , обладающие сократимым хвостом. Хвосты фагов обычно имеют спиральную структуру и специализированные терминальные структуры, такие как базальная пластинка, шипы и фибриллы, составляющие адсорбционный аппарат вириона [14].
По типу жизненного цикла фаги делятся на вирулентные (литические) и умеренные. Вирулентные фаги размножаются только по литическому пути, когда после адсорбции вириона и ввода его генома внутрь клетки, клеточный метаболизм перестраивается на продукцию новых фаговых частиц, которые вскоре освобождаются в результате лизиса клетки. Умеренные фаги помимо литического пути способны лизогенизировать клетку. В таком случае фаговый геном не начинает немедленно реплицироваться, а принимает форму плазмиды или интегрированного в бактериальный геном профага. Умеренные фаги препятствуют инфицированию клетки родственными видами фагов и могут изменять свойства хозяйских клеток, в том числе устойчивость к антибиотикам и другим воздействиям среды. В некоторых случаях это ведет к тому, что фенотип хозяина становится патогенным, как у возбудителей дифтерии или энтерогеморрагической E. coli . [15].
1.2 Распространенность и экологическая роль бактериофагов
Бактериофаги - самая представленная форма жизни на Земле - в биосфере находится от 1030 до 1032 вирусных частиц [16]. Они играют ключевую роль в поддержании баланса всех исследованных микробных экосистем. Их можно найти практически везде: от океанских глубин до горячих источников, они могут быть выделены из почвы и воды, а также из животных тканей и выделений. Степень распространенности бактериофагов была переоценена в значительной мере после публикации норвежских ученых об обнаружении 107 фагоподобных частиц в миллилитре морской воды [17]. Отношение количества вирусоподобных, в основном фаговых частиц, к количеству бактериальных клеток составило от 2 до 20. Так же оцениваются концентрации фагов в поверхностных и глубинных водах и в океанических льдах [18].
Большое количество различных бактерий и фагов было обнаружено во всех экстремальных средах обитания. Растет подозрение, что фаги могут представлять собой самый большой резервуар генной информации в биосфере. Например, при исследовании проб из Чесапикского залива Wommack с соавторами (1999) рассчитали [19], что существует около 100 - 300 фаговых штаммов (со многими вариантами каждого), инфицирующих 10-50 видов бактерий. Секвенирование случайных последовательностей вирусной ДНК из двух столитровых проб морской воды позволило предположить, что в них содержится от 400 до 7000 различных видов фагов [20]; подобные анализы показали, что человеческий кишечник также содержит сотни различных фаговых генотипов.
Бактериофаги очень распространены в желудочно-кишечном тракте млекопитающих и, вместе со своими бактериальными хозяевами, являются важным компонентом кишечной флоры [21,22,23]. Концентрация вирусов в фекалиях животных и в почве оценивается около 107 на 1 грамм [24]. По всей видимости, история взаимодействия организмов млекопитающих с бактериофагами очень древняя, и этот контакт постоянен и интенсивен. При этом биологическая география фагов, ассоциированных с животными и человеком остается практический неизученной [25].
Несмотря на то, что вирулентные фаги в лабораторных условиях способны к лавинообразному размножению с полным лизисом всей культуры чувствительных к ним клеток, в природных экосистемах они стабильно сосуществуют со своими хозяевами [26]. По всей видимости, это сосуществование, которое не ограничивается простой моделью
Їхозяин-паразит?, длится на протяжении всей истории жизни на Земле [27]. Присутствие фагов способствует увеличению разнообразия и метаболической активности природных бактериальных сообществ [26].
1.3 Фаготерапия как альтернатива антибиотикам
В настоящее время наблюдается новый всплеск интереса к бактериофагам, благодаря новым сведениям о степени их присутствия в природе и перспективам их использования в борьбе с антибиотикорезистентными патогенными микроорганизмами. Некоторые авторы даже высказывают опасения о возможности возвращения в доантибиотическую эпоху [28,29,30].
Еще первооткрыватель бактериофагов Феликс д'Эрелль проявлял научный и практический интерес к использованию фагов в борьбе с возбудителями заболеваний. В 1919 году первым пациентом, испытавшем на себе действие фаготерапии стал 12-летний мальчик с тяжелой формой дизентерии. Менее чем за сутки после перорального принятия 2 мл фагового препарата против дизентерии все симптомы исчезли. Первой публикацией о лечении бактериальных заболеваний человека с применением фагов стала заметка Richard Bruynoghe и Joseph Maisin (1921), в которой сообщалось о регрессии стафилококковой инфекции кожи в течение 24-48 часов после инъекции фаговым препаратом [31].
Критики д'Эрелля настаивали, что лизис бактерий связан с действием неизвестных ферментов. Споры о природе фагов окончательно прекратились только в 1940-м году, когда фаговые частицы были зафиксированы методами электронной микроскопии.
После публикации доклада об успешном лечении бубонной чумы инъекциями препарата Bac Lieu («чумной фаг») [32] д'Эрелль был приглашен возглавить масштабное исследование бактериофагов в Индии. В ходе работы д'Эрелля, Моррисона и русского микробиолога Ашешова лечение холеры с применением фагов показало себя весьма эффективным. Профилактическое и лечебное лечение фагами 74 пациентов в деревнях в районе Пенджаба снизило уровень смертности до 8% по сравнению с 63% у 124 пациентов, не получавших фагов [33].
Рис. 2. Смертность от холеры в двух округах провинции Assam (данные, полученные в ходе «холерного исследования» в Индии). V. choltrae -специфичный фаговый препарат широко распространили в округе Nowgong, но он не был массово доступен в округе Habiganj - пунктирная линия [34].
На фоне первых сообщений об успешных результатах терапевтического применения фагов для борьбы с бактериальными инфекциями фаготерапия быстро набирала популярность в разных частях света, включая СССР, Канаду, США, Западную и Восточную части Европы. Некоторые сообщения из научной литературы по раннему периоду исследований фаговой терапии объединены в таблицу 1.
Таблица 1. Некоторые из ранних исследований фаговой терапии людей 1920-1940 [75].
Определенный ажиотаж, вызванный первыми успехами и отсутствием альтернативы, которой позднее стали антибиотики, привел к тому, что множество предпринимателей, не обладавших достаточными знаниями в биологии бактериальных патогенов и в медицине начали выпускать фаговые препараты приукрашивая их лечебные характеристики. Так, препарат Enterophagos, был заявлен как средство против герпетических инфекций, крапивницы и экземы [35], против которых фаги не могли быть эффективными.
Использование неподходящих консервантов и стабилизаторов, использовавшихся для хранения фаговых препаратов приводило к тому, что титры жизнеспособных вирусных частиц были крайне низкими, а препараты неэффективными. Еще одной проблемой была низкая чистота препаратов, которые состояли из необработанных лизатов бактерий и содержали эндотоксины. Научные работы зачастую проводились без должного документирования. Не существовало стандартизированных протоколов тестирования. В свою очередь, после открытия антибиотиков их широкая специфичность часто делала их более эффективными в отсутствие микробиологически подтвержденного диагноза, что давало важное преимущество при их использовании в клинических условиях.
Все это привело к снижению интереса к фаговой терапии на Западе.
Основные принципы терапевтического применения фагов
Эффективность фаговой терапии - снижение титров бактерии - патогена до уровня, с которым сможет справится иммунная система организма.
Основные требования к фаговым препаратам:
? Должна быть изучена биология фага, в том числе на отсутствие в его геноме генов, способных увеличить токсичность и устойчивость патогенных бактерий.
? Строго литический характер применяемого фага.
? Препараты бактериофага должны содержать инфекционные частицы в титрах, позволяющих эффективно встретится фагу и бактерии.
? Препараты должны быть безопасны: они не должны содержать бактериальных и токсических загрязнений. Что особенно важно для фагов вводимых внутривенно и парентерально.
? Фаги должны быть достаточно специфичны к конкретному патогену, либо должны представлять из себя хорошо охарактеризованные смеси (коктейли).
? Проверка эффективности препаратов на животных моделях. Проверка фагов на иммуногенность, изучение фармакокинетики.
Характер терапевтического действия фагов . Эффект иммунизации
С самого начала применения фаговых препаратов велись споры не только относительно их природы, но и относительно механизмов их действия. Первые препараты на основе бактериофагов были неочищенными лизатами бактерий-хозяев. В их составе были компоненты среды, различные бактериальные структуры (в том числе ЛПС), продукты обмена, консерванты, которые могли вызывать иммунный ответ в организмах млекопитающих. Кроме того, в некоторых работах упоминается, что фаговые лизаты были эффективнее в качестве иммунизирующих агентов, чем вакцины, приготовленные инактивированием [36,37]. То, что, стимуляция иммунитета имеет место при применении препаратов на основе бактериофагов подтверждается и сравнительно недавними исследованиями. В частности, фаговая терапия может приводить к нормализации продукции цитокинов [38,39].
В настоящее время не определен сравнительный вклад специфических бактериальных антигенов и неспецифической фаг - опосредованной активации иммунитета в наблюдаемый профилактический / лечебный эффект, вызываемый фаговыми препаратами. Остается неясным, возможно ли вызывать имунный ответ фаговым лизатом, в случае применения его после начала инфекции.
Динамика взаимодействия бактериофага с бактериями при ФТ зависит как от скорости размножения вирусов, которое, заметим, происходит в первую очередь в очаге инфекции, так и от скорости их разрушения и выведения из организма. Вирусные частицы поглощаются ретикуло-эндотелиальной системой, адсорбируются на мертвых клетках, прочно удерживаются эритроцитами и межклеточным матриксом, выводятся с мочой и калом. При активной фаговой терапии скорость размножения фагов превышает скорость их рассеяния и разрушения, вследствие чего концентрация фагов растет до исчерпания доступных клеток хозяина. В таких случаях для излечения достаточно одного или нескольких приемов фагового препарата [40,41].
При хронических инфекциях необходимо многократное введение фагов - это подход пассивной фаговой терапии [42].
Фаги вводят внутривенно, внутримышечно, интраперитонеально, орально, ректально. Во всех случаях они быстро попадают в кровяное русло, но в отсутствии бактериальных хозяев они так же быстро исчезают из крови и органов [43,44,45,46].
Главным событием в литическом цикле фага является его адсорбция на поверхности клетки, динамика которого зависит от количества соударений вирионов и бактерий. Для эффективного размножения фаговых частиц минимальная концентрация клеток хозяев должна превышать некоторое пороговое значение, которое в реальных экосистемах зависит от времени полувыведения фага, длительности латентного периода, реального урожая фага на клетку. Тот факт, что бактериальные популяции зачастую занимают лишь определенные ниши в организме, а сами клетки могут находиться в труднодоступном для фагов виде (например, в составе биопленок), позволяет говорить о реальной цели фаговой терапии не как о полном лизисе хозяйского штамма, а как о снижении их титров до уровней, при которых иммунная система организма способна справиться с инфекцией [42]. Инфицирование фагами клеток в составе биопленок осложнено, из-за вязкости матрикса, но все же происходит [47,48]. Кроме того, они могут способствовать нарушению структуры биопленки, делая клетки патогенов доступными для иммунной системы организма. Покоящиеся клетки патогена при активации могут подвергаться отстроченной инфекции [49,50]. В связи с этим, при лечении хронических инфекционных заболеваний активную терапию сочетают с пассивной, на протяжении длительного времени обеспечивая необходимую концентрацию фага.
1.5 Механизмы нейтрализации у млекопитающих. Выработка фаг - нейтрализующих антител
Проблема удаления из кровотока и лимфатической системы фаговых частиц вследствие антительного ответа и неспецифического конститутивного механизма иммунитета может быть решена методом «серии пассажей». Это стратегия естественного отбора фагов, обладающих повышенным временем циркуляции в крови. Авторы метода использовали вирулентные мутанты фага л (лvir) и Р22 для отбора устойчивых длительно циркулирующих мутантов фагов с помощью серии из 10 пассажей у мышей, первоначально введя 1011 фагов и доращивая выживших после каждого шага фагов. Инъекция препаратом мутантных Їдолгоиграющих? фагов л, выделенных после 10 пассажей была более эффективна, чем инъекция фагов дикого типа [51]. С практической точки зрения, на данный момент более приоритетным выглядит все же метод многократных введений фага, не требующий Їсерийного пассирования? на животных. Он проще и исключает проблемы, связанные с возможными видовыми различиями реакций иммунной системы.
Выработка фаг-нейтрализующих антител может являться одной из проблем фаговой терапии. Внутривенное и парентеральное введение фагов вызывает реакцию иммунного ответа [52,53]. Однако исследование, проведенное в Польше, показало, что выработка антистаффилофаговых антител в ходе фаговой терапии не сказалось на эффективности лечения пациентов [54]. Однократная фаговая инъекция, так же, как и короткая серия инъекций, не приводят к значительной выработке высокоаффинных антител igG (для этого требуется, чтобы многократные инъекции были разделены неделями). Поэтому, специфический антительный ответ не является проблемой при начальной или кратковременной фаговой терапии. В случае длительной терапии, требующей в том числе внутривенного введения фагов, когда продукция антител в больших титрах очень вероятна, есть следующие пути решения для борьбы с нейтрализацией фагов: отбор фагов с пониженной иммуногенностью, использование фагов лизирующих один патоген, но обладающие разными антигенными профилями. Кроме того, нейтрализующие антитела не могут влиять на уже прикрепившихся к бактерии фагов [55].
Появление бактериальных штаммов, устойчивых к определенным фагам
Частота мутаций, приводящей к устойчивости бактерий к фагам сопоставима с наблюдаемой для антибиотиков [56,57]. Зачастую эти мутации приводят к снижению вирулентности бактерий [58], скорости роста [59,60] и способности к колонизаци и [41,61,58]. Подбор новых фагов, способных лизировать устойчивые мутанты не вызывает больших затруднений. Кроме того, использование фаговых коктейлей, представляющих собой сложные смеси литических фагов активных против одного штамма патогена, значительно снижает вероятность появления фагоустойчивых мутантов.
Механизмы адсорбционной резистентности к бактериофагам
Известно, что бактерии обладают целым спектром специализированных механизмов защиты, препятствующих внутриклеточному развитию фага (RM, CRISPR-Cas, Abi, BREX и других). Однако, основной вклад в защиту клеток от вирионов вносят механизмы адсорбционной резистентности [62,63]. Белки внешней мембраны (OM), (преимущественно порины), а также липополисахариды и капсульные полисахариды - основные рецепторы фагов грамотрицательных бактерий. Первичный рецептор, обеспечивающий обратимую адсорбцию фага, чаще всего представлен внешними полисахаридами клетки. Вторичный рецептор, необходимый для энжекции ДНК, должен быть локализован на поверхности ОМ. Нарушение адсорбции фага может быть связано с одной из модификаций:
· маскированием рецептора поверхностными структурами или специализированными молекулами [62,64].
Рис. 3. Строение грамотрицательной бактериальной клеточной стенки и пептидогликана [65].
Маскирование поверхностных рецепторов O-полисахаридами приводит к повышению неспецифической устойчивости к фагам. В свою очередь, многие фаги преодолевают ее приобретением специализированных белков, которые гидролизируя цепи поверхностных полисахаридов, достигают вторичных рецепторов на поверхности ОМ [66,67,68]. Такие фаги обладают узким спектром хозяев, но часто обладают хорошей кинетикой адсорбции и терапевтической эффективностью, благодаря высокой представленности первичного рецептора на поверхности клетки. В свою очередь те мутанты, которые смогли приобрести устойчивость к этим узкоспецифичным фагам, зачастую становятся восприимчивы к фагам, неактивным в отношении к дикому типу. Таким образом, при лечении пациентов с помощью фаговых препаратов целесообразным является применение таких узкоспецифичных фагов.
Необходимо учитывать некоторые возможные побочные действия препаратов на основе бактериофагов. В частности, непосредственно литическая активность фагов может приводить к выходу большого количества эндотоксинов из лизированных патогенов, что вызывает боли в области печени у пациентов (возможны летальные исходы) [69]. Эндотоксины также могут содержаться в плохо очищенных фаговых препаратах. По многим сообщениям, применение (в том числе в виде внутривенных инъекций) тщательно очищенных препаратов не вызывают побочных эффектов у животных и людей [70,21] включая пациентов иммунодефицитными [71,72].
Важной проблемой является проверка фаговых коктейлей на отсутствие в них лизогенных фагов, способных переносить опасные бактериальные гены (кодирующие бактериальные токсины, ответственные за антибиотикорезистентность и вирулентность патогенов). В поисках эффективного метода отличия литических фагов от лизогенных были предложены несколько подходов, однако четких критериев для их быстрого и надежного отличия пока нет. Адамс [55] предположил, что умеренным фагам соответствуют мутные бляшки на бактериальном газоне и узкий спектр мишеней. Однако из этого Їправила? оказалось много исключений: одни лизогенные фаги обладают широким хозяйским спектром [73], а другие (например, P1) образуют прозрачные бляшки [74]. Более современный подход предполагает полное секвенирование генома каждого фага, используемого в медицине и в других отраслях [75]. Это позволит произвести скрининг на наличие потенциально опасных генов, представленных в базах данных, таких как GenBank. Эти данные не зависят от влияния параметров среды, могут сравниваться различными лабораториями и уточняться в соответствии с новыми данными.
Сравнение фагов и антибиотиков: преимущества и ограничения фаговой терапии
Ключевое отличие бактериофагов от антибиотиков в качестве антибактериальных агентов - узкий спектр мишеней (другие отличия между терапевтическими фагами и антибиотиками приведены в таблице 2). Как правило, фаги лизируют только несколько штаммов одного вида. Это послужило основной причиной угасания интереса к фаговой терапии вскоре после открытия антибиотиков, действенных против широкого спектра патогенов.
Табл.2. Сравнение профилактического и терапевтического использования фагов и антибиотиков
Фаги эффективно убивают чувствительные клетки бактерий (их действие бактерицидное).
Высокая селективность бактериофагов позволяет нацеливаться на специфичных патогенов, не затрагивая нормальную бактериальную флору (например, маловероятно, что фаги будут враждебны по отношению к нормофлоре пациентов).
Люди сталкиваются с фагами на протяжении всей жизни и хорошо переносят их. Лишь немногие незначительные побочные эффекты зафиксированы при применении лечебных фагов, и они могут быть вызваны высвобождением эндотоксинов из бактерий, лизированных in vivo фагами.
Из-за специфичности фагов маловероятно появление устойчивости у других бактериальных видов, не являющихся мишенями терапии.
Некоторые антибиотики (например, хлорамфеникол) бактериостатические; они скорее ингибируют рост бактерий, чем убивают клетки.
Антибиотики атакуют не только бактерий-возбудителей заболеваний, но также все чувствительные микроорганизмы, включая нормальную - и часто полезную - микрофлору хозяина. Поэтому их неселективное действие нарушает микробный баланс в организме пациента, что может привести к различным побочным эффектам.
Для антибиотиков характерно множество побочных эффектов, включая кишечные расстройства, аллергии и вторичные инфекции (например, грибковые инфекции).
Из-за широкого спектра активности антибиотики могут приводить к отбору устойчивых мутантов многих видов бактерий, а не только у штаммов мишеней
Естественная коэволюция бактерий и фагов может облегчить получение новых литических фагов против фагоустойчивых бактерий, появляющихся в результате действия других фагов или естественных изменений в бактериальных популяциях.
Из-за специфичности фагов их успешное использование для предупреждения и лечения бактериальных инфекций требует идентификации этиологического агента и определения его чувствительности к фаговому препарату in vitro перед началом фагового лечения.
Создание новых антибиотиков (например, против антибиотикустойчивых бактерий) требует временных затрат и может занять много лет.
Эмпирически назначенные до идентификации этиологического агента антибиотики с большей вероятностью будут эффективны, нежели фаговые препараты.
Среди нозокомиальных штаммов бактерий все шире распространяется устойчивость к антибиотикам. После начала широкого клинического применения антибиотиков возбудителями внутрибольничных инфекций стали ранее непатогенные (или условно-патогенные) микроорганизмы: St. aureus, St. epidermidis, St. saprophiticus, Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Enterococcus durans, Klebsiella sp .
Разработка новых антибиотиков требует значительных временных и финансовых затрат, при этом устойчивые к ним штаммы могут быть выделены почти сразу после их внедрения в медицинскую практику. Так, устойчивые к линезолиду (антибиотику, допущенному к использованию в США в 2000 году) мутанты были обнаружены в клиниках меньше, чем через год [76].
Чтобы применение фаговых препаратов было эффективным, необходима быстрая идентификация возбудителя инфекции и подбор соответствующего фагового коктейля. В этом случае эффективность фаговой терапии может превышать эффективность лечения антибиотиками [77,78]. Так, исследование Meladze (1982) показало, что применение специфицеских фагов S. aureus привело к полному выздоровлению 82% пациентов с гнойными инфекциями легочной паренхимы и плевры. Аналогичный показатель для группы принимавшей антибиотики составил 64%. В другом исследовании онкологические больные со сниженным иммунитетом получали комбинированное лечение с использованием и фагов и антибиотиков для борьбы с различными бактериальными инфекциями. Из них 82% больных справились с инфекцией. В контрольной группе, получавшей только антибиотические препараты 61% пациентов выздоровели после лечения [79].
В настоящий момент нет однозначного решения в вопросе об эффективности совместного использования фагов и антибиотиков: в некоторых случаях можно говорить о разрушении антибиотиками бактериальных структур, необходимых для репликации фагов, что предположительно снижает эффективность фаговой терапии [80]. В то же время, одновременное применение фаговых препаратов и антибиотиков улучшало результаты лечения хронических легочных нагноений и инфекционных аллергических заболеваний [81,82,78].
Продуманное совместное применение этих двух различных антимикробных агентов может быть одним из возможных путей решения проблемы появления антибиотикоустойчивых и фагоустойчивых мутантов, так как механизмы выработки устойчивости различны. Главный механизм антибиотикоустойчивости включает ферментную инактивацию (например, синтезируемый микробами в среду металлофермент в-лактамаза гидролизует в-лактамное кольцо пенициллина), ограничение доступа к мишени («efflux resistance», то есть эффективный вывод антибиотика клеткой), изменение молекулярных свойств бактерии-мишени (например, устойчивость к рифампицину часто возникает благодаря мутациям, которые предупреждают его связывание с бактериальной РНК - полимеразой) [83]. Два главных механизма фаговой устойчивости включают модификацию бактериальных рецепторов и изменение бактериальных антифаговых ферментов рестрикции ДНК.
В недавних публикациях отмечен эффект синергического действия фагов и сублетальных концентраций некоторых антибиотиков in vitro [84,85] и in vivo [84,86]. Предположительно он связан с филаментацией растущих бактерий под действием антибиотиков, что увеличивает вероятность адсорбции фага и эффективность вирусной инфекции. Учитывая, что клинически устойчивые к антибиотикам штаммы часто обладают не полной резистентностью, а повышенной минимальной ингибирующей концентрацией, представляется возможным их применение в клинически достижимых концентрациях для усиления действия бактериофагов.
В свете вышеизложенного, можно утверждать, что фаговая терапия обладает большим потенциалом. Высочайшая представленность бактериофагов во всех местообитаниях и большая лабильность фагов по сравнению с бактериями в молекулярной Їгонке вооружений?, отточенная их длительной коэволюцией позволяют быстро подобрать и выделить фагов против любых фагоустойчивых бактерий. Возможно также изготовление индивидуальных фаговых коктейлей для пациентов, что было продемонстрировано в ряде исследований в СССР и Польше [87,88,69]. Этот подход требует интенсивного мониторинга основных патогенных бактериальных штаммов и оперативности утверждения препаратов соответствующими инстанциями.
1.6 Уропатогенные штаммы Esherichia Coli
Уропатогенные Escherichia coli (УПЭК) являются основной группой микроорганизмов, ответственных за инфекции мочевыводящих путей [89].
В отдельных случаях, E. coli могут вызывать и более тяжелые заболевания, такие как пиелонефрит, часто сопровождающиеся сепсисом.
Патогенность штаммов УПЭК обусловлена как типичными для всех эшерихий факторами вирулентности (эндо- и экзотоксины, цитотоксины, факторы адгезии, колонизации и инвазии, антилизоцимная и антикомплементарная активность, способность подавлять фагоцитоз, гистоповреждающие ферменты и метаболиты, гемолиз, резистентность к лекарственным препаратам, способность клеток к L-трансформации (изменению свойств поверхности), синтез колицинов и др.), так и
Поиск и молекулярный анализ бактериофага, активного против уропатогенного штамма E.Coli дипломная работа. Биология и естествознание.
Реферат: Аддисон, Джозеф
Курсовая работа: Современные подходы к мотивации
Реферат: Світовий ринок: поняття, структура, умови та фактори кон’юнктури, ціни
Pdf Понятие Жизненный Цикл Диссертация
Реферат: Особенности структуры медицинских учреждений Санкт-Петербурга на современном этапе развития города
Сочинение Про Речку На Белорусском Языке
Реферат На Тему Поликультурное Образование: Диалог Культур И Билингвальное Обучение
Сборники Сочинений По Литературе 10 Класс
Цитаты Эссе По Обществознанию Егэ 2022
Реферат: Dns Essay Research Paper Domain Name SystemIntroduction
Реферат: Гумилёв, Лев Николаевич
Курсовая работа: Комплексный анализ уровня использования экономического потенциала предприятия и оценка бизнеса
Дипломная работа по теме Разработка и практическая реализация маркетинговых технологий на примере интернет-телеканала 'Ночное такси'
Реферат по теме Сергей Петрович Боткин
Курсовая работа по теме Шляхи та проблеми розвитку творчого мислення
Курсовая Работа По Гражданскому Праву Со Сносками
Реферат Созвездие Первый Класс
Сочинение На Тему Еще Раз Про Любовь
Реферат по теме Українські легенди та перекази про небо і світила небесні
Курсовая работа по теме Оценка кредитоспособности
Методические особенности изучения темы "кишечнополостные" в курсе биологии средней школы - Биология и естествознание курсовая работа
Современные требования к охране труда в России на примере УПФР в Сланцевском районе - Безопасность жизнедеятельности и охрана труда дипломная работа
Ионные каналы - Биология и естествознание презентация