Ольга Максимовна Афанасьева – научный сотрудник лаборатории экспериментальной микробиологии
105064, Москва, пер. Казенный М., д. 5А
+7 (495) 916-20-47
Olga M. Afanasyeva – Researcher of the Laboratory of experimental microbiology
Moscow
+7 (495) 916-20-47
Ирина Мироновна Грубер – д. м. н., профессор, главный научный сотрудник лаборатории экспериментальной микробиологии
105064, Москва, пер. Казенный М., д. 5А
+7 (495) 916-20-47
Irina M. Gruber – Dr. Sci. (Med.), Professor, Chief Researcher of the Laboratory of Experimental Microbiology
Moscow
+7 (495) 916-20-47
Денис Сергеевич Воробьев – к. м. н., заведующий лабораторией экспериментальной микробиологии
105064, Москва, пер. Казенный М., д. 5А
+7 (495) 916-20-47
Denis S. Vorobyev – Cand. Sci. (Med.), Head of the Laboratory of Experimental Microbiology
Moscow
+7 (495) 916-20-47
Ольга Валерьевна Жигунова – младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной микробиологии
105064, Москва, пер. Казенный М., д. 5А
+7 (495) 916-20-47
Olga V. Zhigunova – Junior Researcher at the Laboratory of Experimental Microbiology
Moscow
+7 (495) 916-20-47
Мария Николаевна Дмитриева – старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной микробиологии
105064, Москва, пер. Казенный М., д. 5А
+7 (495) 916-20-47
Maria N. Dmitrieva – Senior Researcher at the Laboratory of Experimental Microbiology
Moscow
+7 (495) 916-20-47
Актуальность. К стрептококкам группы Mitis (Mitis Group Streptococci – SMG), относят 9 видов стрептококков, наиболее часто выделяемых от больных, в том числе Streptococcus oralis и Streptococcus pneumoniae. При изучении SMG показаны не только различия, но и совпадения в генах, кодирующих факторы патогенности S. pneumoniae и S. oralis. Ранее было показано, что антигены S. pneumoniae серотипа 6В индуцировали перекрестное протективное действие в отношении вирулентных штаммов S. pneumoniae. Было установлено, что экспериментальная поверхностная белоксодержащая фракция с молекулярной массой 30–100 кДа (БСФ) S. oralis обладает протективной активностью, стимулирует у мышей врожденный и адаптивный иммунитет.Цель. Сравнительный анализ факторов патогенности штаммов S. oralis и S. pneumoniae и протективной активности выделенных из них поверхностных белоксодержащих антигенов.Материалы и методы. Использованы штаммы S. oralis и S. pneumoniae серотипа 6В № 3353 и № 1121 разной вирулентности. Из этих штаммов получали экспериментальные белоксодержащие антигены, в частности, БСФ. Протективную активность полученных БСФ оценивали в опытах активной защиты при внутрибрюшинной иммунизации и заражении мышей линии BALB/c. Масс-спектрометрическое исследование БСФ проведено с использованием базы данных UniProtKB, таксон S. pneumoniae серотипа 4 (штамм ATCC BAA-334/TIGR4.) Статистическую обработку результатов проводили с применением параметрических и непараметрических методов сравнения (р < 0,05).Результаты и обсуждение. БСФ S. oralis обладает межвидовой протективной активностью в отношении вирулентных штаммов S. pneumoniae разных серотипов, в то время как БСФ штамма S. pneumoniae 6В № 3353 защищает только от вирулентного штамма гомологичного серотипа. При сравнительном анализе генов, кодирующих факторы патогенности, выявлены отличия: только в S. oralis определены гены, кодирующие синтез белков, способствующих адгезии и образованию биопленок (SspA, GtfD RlrA), а в штаммах S. pneumoniae – порообразующего токсина (Ply) и холин-связывающего белка (LytA). При протеомном анализе БСФ S. oralis и S. pneumoniae 6В № 3353 из 673 идентифицированных белков отобрано 57 общих белков, представляющих наибольший интерес, и, соответственно, 21 и 35 уникальных белка для каждой БСФ: в БСФ S. oralis определены белки адгезии, а также относящиеся к системам метаболизма и опосредованно участвующие в развитии инфекционного процесса, в то время как в БСФ S. pneumoniae преобладают белки, относящиеся к основным факторам патогенности.Заключение. Поверхностная белоксодержащая фракция 30 –100 кДa (БСФ), выделенная из слабовирулентного штамма S. oralis, относящегося к стрептококкам группы Mitis, обладает межвидовой протективной активностью в отношении штаммов близкородственного вида – S. pneumoniae различных серотипов. БСФ способна как к предупреждению адгезии и колонизации пневмококка, так и, возможно, к выполнению роли естественного адъюванта. Кроме того, может представлять интерес определение протективного действия этого антигена в отношении других близкородственных представителей SMG.
Relevance. Mitis group streptococci (SMG) include 9 species of streptococci most frequently isolated from patients, including Streptococcus oralis and Streptococcus pneumoniae. The study of SMG shows not only differences but also overlaps in the genes encoding pathogenicity factors of S. pneumoniae and S. oralis. Earlier it was shown that antigens from S. pneumoniae serotype 6B induced cross-protective effect against virulent strains of S. pneumoniae. It was found that the experimental surface protein-containing fraction with molecular weight 30-100 kDa (PCF) from S. oralis has protective activity, stimulates in mice indicators of innate and adaptive immunity.Objective: to carry out a comparative analysis of pathogenicity factors of S. oralis and S. pneumoniae strains and protective activity of surface protein-containing antigens isolated from them.Materials and methods. The strains of S. oralis and S. pneumoniae serotype 6B Nos. 3353 and 1121 of different virulence were used. Experimental protein-containing antigens, in particular, PCF, were prepared from these strains. The protective activity of the obtained PCFs was evaluated in active protection experiments during intraperitoneal immunization and infection of BALB/c mice. Mass spectrometric study of PCF was carried out using UniProtKB database, taxon S. pneumoniae serotype 4 (strain ATCC BAA-334 / TIGR4.) Statistical processing of the results was carried out using parametric and nonparametric methods of comparison (p<0.05).Results and discussion. PCF from S. oralis has cross-species protective activity against virulent strains of S. pneumoniae of different serotypes, while PCF from S. pneumoniae strain 6B No. 3353 protects only against a virulent strain of the homologous serotype. Comparative analysis of genes encoding pathogenicity factors revealed differences: only in S. oralis genes encoding the synthesis of proteins promoting adhesion and biofilm formation (SspA, GtfD RlrA), and in S. pneumoniae strains - pore-forming toxin (Ply) and choline-binding protein (LytA) were identified. In the proteomic analysis of S. oralis and S. pneumoniae 6B No. 3353 PCFs, out of 673 identified proteins, 57 common proteins of most interest and 21 and 35 unique proteins, respectively, were selected for each PCF: in S. oralis PCFs, adhesion proteins were identified, as well as proteins related to metabolic systems and mediating the development of the infection process, while in S. pneumoniae PCFs, adhesion proteins were predominant those indirectly involved in the development of the infectious process, while the S. pneumoniae PCF is dominated by proteins related to the main pathogenicity factors.Conclusions. The surface protein-containing fraction 30 -100 kDa (PCF) isolated from a weakly virulent strain of S. oralis, belonging to the Mitis group streptococci, has interspecies protective activity against strains of closely related species - S. pneumoniae of different serotypes. PCF is capable of both preventing adhesion and colonization of pneumococcus and possibly playing the role of a natural adjuvant. In addition, it may be of interest to determine the protective effect of this antigen against other closely related SMG representatives. Both different and common genes encoding the synthesis of the main pneumococcal pathogenicity factors were identified in the strains, and unique proteins for each of them were determined by proteomic analysis of PCF.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.