Выявление “некультивируемых” клеток Mycobacterium tuberculosis культуральными методами

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Выявлены особенности реактивации “некультивируемых” клеток (НК) Mycobacterium tuberculosis (МТБ) для последующего размножения в жидкой среде, а также предложен подход количественной детекции таких клеток культуральными методами. После инокулирования, полученных in vitro НК МТБ в стандартную жидкую среду Сотона, наблюдалась продолжительная (до 20 сут) лаг-фаза, при которой размножение клеток отсутствовало. В течение лаг-фазы клетки секретировали вещества неустановленной природы, тормозящие или полностью прекращающие реактивацию и рост культур при исходных концентрациях НК выше 107–108 кл./мл. Введение мясопептонного бульона (3.25 г/л) в стандартную среду Сотона со сниженной в 10 раз концентрацией глицерина существенно стимулировало реактивацию и размножение НК при их инокулировании в концентрациях выше порогового значения. Такая модификация состава среды позволяла выявлять до 103 раз больше клеток в популяции МТБ методом наиболее вероятного числа клеток (НВЧК). Увеличение числа детектируемых НК в популяции (в среднем 2.5 порядка) достигалось также добавлением в среду для реактивации рекомбинантного белка RpfB (5 нг/мл), одного из белков семейства Rpf – факторов реактивации покоящихся бактерий. Возможно, действие Rpf связано с продуктами его ферментативной активности, поскольку увеличение НВЧК в популяции НК наблюдалось также при добавлении продуктов гидролиза пептидогликана (ПГ) микобактерий, полученных совместным действием RpfB и эндопептидазы RipA. Подобный эффект оказывало также добавление озвученных фрагментов пептидогликана (ФПГ) в концентрации до 1 мкг/мл. Полученные результаты могут быть использованы в качестве подходов для оптимизации состава жидких сред и условий культивирования с целью выявления возбудителя туберкулеза в состоянии “некультивируемости” в клинических образцах.

Об авторах

Г. Р. Демина

Институт биохимии им. А.Н. Баха, Федеральный исследовательский центр
“Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: Galyademina@yandex.ru
Россия, 119071, Москва

М. О. Шлеева

Институт биохимии им. А.Н. Баха, Федеральный исследовательский центр
“Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: Galyademina@yandex.ru
Россия, 119071, Москва

Д. И. Багаева

Институт биохимии им. А.Н. Баха, Федеральный исследовательский центр
“Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: Galyademina@yandex.ru
Россия, 119071, Москва

Г. Н. Вострокнутова

Институт биохимии им. А.Н. Баха, Федеральный исследовательский центр
“Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: Galyademina@yandex.ru
Россия, 119071, Москва

А. С. Капрельянц

Институт биохимии им. А.Н. Баха, Федеральный исследовательский центр
“Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: Galyademina@yandex.ru
Россия, 119071, Москва

Список литературы

  1. Эргешов А.Э., Черноусова Л.Н., Андреевская С.Н. // Вестник РАМН. 2019. Т. 74. № 6. С. 413–422.
  2. Shleeva M.O., Bagramyan K., Telkov M.V., Mukamolova G.V., Young M., Kell D.B., Kaprelyants A.S. // Microbiology. 2002. V. 148. № 5. P. 1581–1591.
  3. Medlar E.M., Bernstein S., Steward D.M. // Am. Rev. Tuberc. 1952. V. 66. № 1. P. 36–43.
  4. Beck F., Yegian D. // Am. Rev. Tuberc. 1952. V. 66. № 1. P. 44–51.
  5. Hobby G.L., Auerbach O., Lenert T.F., Small M.J., Comer J.V. // Am. Rev. Tuberc. 1954. V. 70. № 2. P. 191–218.
  6. Biketov S.F., Mukamolova G.V., Potapov V., Gilenkov E., Vostroknutova G.N., Kell D.B., Young M., Kaprelyants AS. // FEMS Immunol Med Microbiol. 2000. V. 29. № 4. P. 233–240.
  7. Dhillon J., Lowrie D.B., Mitchison D.A. // BMC Infect. Dis. 2004. V. 4. P. 4–7.
  8. Mukamolova G.V., Turapov O., Malkin J., Woltmann G., Barer M.R. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2010. V. 181. P. 174–180.
  9. Shleeva M.O., Kudykina Y.K., Vostroknutova G.N., Suzina N.E., Mulyukin A.L., Kaprelyants A.S. // Tuberculosis (Edinb). 2011. V. 91. № 2. P. 146–154.
  10. Ghodbane R., Raoult D., Drancourt M. // Sci Rep. 2014. V. 4. P. 4236.
  11. Nikitushkin V.D., Demina G.R., Shleeva M.O., Guryanova S.V., Ruggiero A., Berisio R., Kaprelyants A.S. // FEBS J. 2015. V. 282. № 13. P. 2500–2511.
  12. Parish T., Stoker N. // Methods in molecular Biology. In Mycobacteria protocols, Humana Press, Totowa, NJ. 1998. P. 91–107.
  13. Mahapatra S., Crick D.C., McNeil M.R., Brennan P.J. // J Bacteriol. 2008. V. 190. № 2. P. 655–661.
  14. Du Bois A.B., Botelho S.Y., Bedell G.N., Marshall R., Comroe J.H. Jr. // J Clin Invest. 1956. V. 35. P. 322–326.
  15. Shleeva M.O., Kudykina Y.K., Vostroknutova G.N., Suzina N.E., Mulyukin A.L., Kaprelyants A.S. // Tuberculosis (Edinb). 2011. V. 91. № 2. P. 146–154.
  16. Mukamolova G.V., Kaprelyants A.S., Kell D.B. // Antonie Van Leeuwenhoek. 1995. V. 67. № 3. P. 289–295.
  17. Shleeva M.O., Trutneva K.A., Demina G.R., Zinin A.I., Sorokoumova G.M., Laptinskaya P.K., Shumkova E.S., Kaprelyants A.S. // Front Microbiol. 2017. V. 8. P. 524.
  18. Nikitushkin V.D., Trenkamp S., Demina G.R., Shleeva M.O., Kaprelyants A.S. // Metabolomics. 2020. V. 16. № 2. P. 24.
  19. He Z., De Buck J. // BMC Microbiol. 2010. V. 10. P. 121.
  20. Кудыкина Ю.К., Шлеева М.О., Арцатбанов В.Ю., Сузина Н.Е., Капрельянц А.С. // Микробиология. 2011. Т. 80. № 5. С. 625–636.
  21. Postgate J.R., Hunter J.R. // Nature. 1963. V. 198. P. 273.
  22. Nikitushkin V.D., Demina G.R., Shleeva M.O., Kaprelyants A.S. // Antonie Van Leeuwenhoek. 2013. V. 103. № 1. P. 37–46.
  23. Shleeva M.O., Goncharenko A.V., Kudykina Y.K., Young D., Young M, Kaprelyants A.S. // PLoS One. 2013. V. 8. № 12. e82914. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0082914
  24. Назарова Е.В., Шлеева М.О., Морозова Н.С., Кудыкина Ю.К., Вострокнутова Г.Н., Ружицкий А.О., Селищева А.А., Сорокоумова Г.М., Швец В.И., Капрельянц А.С. // Биохимия. 2011. Т. 76. № 6. С. 781–791.
  25. Zainabadi K., Walsh K.F., Vilbrun S.C., Mathurin L.D., Lee M.H., Saito K., Mishra S., Ocheretina O., Pape J.W., Nathan C., Fitzgerald D.W. // Antimicrob. Agents Chemother. 2021 V. 65. № 8. e0060821. https://doi.org/10.1128/aac.00608-21
  26. Hett E.C., Chao M.C., Steyn A.J., Fortune S.M., Deng L.L., Rubin E.J. // Mol. Microbiol. 2007. V.66. № 3. P. 658–668.
  27. Hett E.C., Chao M.C., Deng L.L., Rubin E.J. // Plos pathogens. 2008. V. 4. № 2. e1000001. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1000001
  28. Ruggiero A., Marasco D., Squeglia F., Soldini S., Pedone C., Berisio R. // Structure 2010. V. 18. № 9. P. 1184–1190.

Дополнительные файлы


© Г.Р. Демина, М.О. Шлеева, Д.И. Багаева, Г.Н. Вострокнутова, А.С. Капрельянц, 2023