epidemiologyЭпидемиология и ВакцинопрофилактикаEpidemiology and Vaccinal Prevention2073-30462619-0494«Numicom» LLC10.31631/2073-3046-2019-18-3-22-27epidemiology-738Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESАдгезивные и инвазивные свойства токсигенных штаммов Corynebacterium diphtheriaeCorynebacterium diphtheria, Adhesion, Type and Biofilm Cultureshttps://orcid.org/0000-0002-6226-2183ХарсееваГ. Г.KharseevaG. G.

Галина Георгиевна Харсеева - доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой микробиологии и вирусологии № 2.

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29. +7 (863) 250-41-90

Galina G. Kharseeva - Dr. Sci. (Med.), professor, head of the Department of Microbiology and Virology 2.

Nakhichevan lane 29, Rostov-on-Don, 2934402. +7 863-250-41-90

galinagh@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0795-5312АлиеваА. А.AlievaA. A.

Анна Александровна Алиева - аспирант кафедры микробиологии вирусологии № 2.

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29. +7 (863) 250-41-09

Anna A. Alieva - graduate student of Department of Microbiology of Virology No. 2.

Nakhichevan lane 29, Rostov-on-Don, 2934402. +7 (863) 250-41-09

anna1976rita@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4490-7013ЧепусоваА. В.ChepusovaA. V.

Анна Владимировна Чепусова - доцент кафедры микробиологии вирусологии № 2.

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29. +7(863) 25041-09

Anna V. Chepusova - аssociate рrofessor of Department of Microbiology of Virology No. 2.

Nakhichevan lane 29, Rostov-on-Don, 2934402., +7(863) 250-41-09

anutka_drum@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6968-0583АлутинаЭ. Л.AlutinaE. L.

Эльвира Львовна Алутина -доцент кафедры микробиологии вирусологии № 2.

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29. +7(863) 250-4109

Elvira L. Alutina - аssociate рrofessor of Department of Microbiology of Virology № 2 of Rostov State Medical University.

Nakhichevan lane 29, Rostov-on-Don, 2934402. +7 (863) 250-41-09

galinagh@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6351-8630СылкаО. И.SylkaO. I.

Ольга Ивановна Сылка - доцент кафедры микробиологии вирусологии № 2.

344022, Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29. (863) 250-41-09

Olga I Sylka Department of Microbiology of Virology No. 2 FSBEI of HE Rostov State Medical University Ministry of Health of Russia, Associate Professor.

(863) 250-41-09

ФГБОУ ВО Ростовский государственный медицинский университет Минздрава РоссииРоссияState Medical University, Ministry of Healthcare of Russian Federation AbstractRussian Federation2019250620191832227Copyright © Харсеева Г.Г., Алиева А.А., Чепусова А.В., Алутина Э.Л., Сылка О.И., 20192019Харсеева Г.Г., Алиева А.А., Чепусова А.В., Алутина Э.Л., Сылка О.И.Kharseeva G.G., Alieva A.A., Chepusova A.V., Alutina E.L., Sylka O.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.epidemvac.ru/jour/article/view/738Актуальность

Актуальность. В настоящее время известно, что токсигенные штаммы Corynebacterium diphtheriae способны не только к адгезии, но и инвазии в эпителиальные клетки верхних дыхательных путей. Помимо этого, коринебактерии обладают способностью к формированию биопленок, в составе которых они могут изменять в определенной мере свои свойства (размеры бактериальных клеток, антибиотикочувствительность), что может оказывать влияние на их адгезивные и инвазивные свойства.

Цель

Цель. Выявление и сравнительный анализ адгезивной и инвазивной активности типовых и биопленочных культур различных токсигенных штаммов C. diphtheriae.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследованы адгезивные и инвазивные свойства типовых и биоплёночных (120- и 720-часовых) культур токсигенных штаммов C. diphtheriae gravis tox+№ 665, № 6765, C. diphtheriae mitis tox+ № 269, полученных из ГИСК им. Л. А. Тарасевича; штамма C. diphtheriae gravis tox+, выделенного от больного с диагнозом «локализованная форма дифтерии» бактериологической лабораторией ФГУ «1002 ЦГСЭН СКВО» Минобороны России г. Ростова-на-Дону, штамма C. diphtheriae gravis с«молчащим»tox-геном, предоставленным МБУЗ «ГБ № 1 им. Н. А. Семашко Ростова-на-Дону» на культуре клеток карциномы фарингеального эпителия Hep-2.

Результаты

Результаты. Проведены определение и сравнительный анализ адгезивной и инвазивной активности типовых и биопленочных (120- и 720-часовых) культур токсигенных штаммов C. diphtheriae на культуре клеток карциномы фарингеального эпителия Hep 2. Способность к адгезии и инвазии типовых культур всех ток-сигенных штаммов коринебактерий увеличивалась к 8 и 18-му часу культивирования. При исследовании 120-часовых биопленочных культур коринебактерий обнаружены аналогичные результаты. У 720-часовых биопленочных культур адгезивность не изменялась, а инвазивность резко снижалась. Динамика их инвазивности характеризовалась незначительным увеличением к 8-му часу культивирования и снижением к 18-му часу. Наиболее выраженный адгезивно-инвазивный потенциал обнаружили у циркулирующего штамма C. diphtheriae gravis tox+.

Заключение

Заключение. Адгезия и инвазия возбудителя дифтерии играют существенную роль на ранних стадиях инфекционного процесса, тогда как в последующем, при формировании биопленки, адгезивность коринебак-терий увеличивается, а инвазивность резко снижается.

Relevance

Relevance. It is now known that toxigenic strains of Corynebacterium diphtheriae are capable not only of adhesion, but also of invasion into epithelial cells of the upper respiratory tract. In addition, Corynebacteria have the ability to form biofilms, as a part of which they can change to some extent their properties (sizes of bacterial cells, antibiotic sensitivity), which can affect their adhesion and invasive properties.

Aims

Aims. Identification and comparative analysis of adhesive and invasive activity of typical and biofilm cultures of various toxigenic strains of C. diphtheriae.

Materials & Methods

Materials & Methods. Abstract adhesive and invasive properties of standard and biop^nochnyh (120- and 720-hour) cultures of toxigenic strains of C. diphtheriae gravis tox + № 665, № 6765, C. diphtheriae mitis tox + № 269, derived from NISC L.A. Tarasevich, strain C. diphtheriae gravis tox +, isolated from patients with a diagnosis of "localized form of diphtheria" bacteriological laboratory FSI «1002 CSSE SNCMD» Ministry of defence of the Russian Federation, C. diphtheriae gravis strain with a “silent" tox-gene provided by the MBUZ “GB № 1 them. ON. Semashko Rostov-on-Don " on culture pharyngeal epithelial carcinoma cells Hep-2.

Results

Results. The identification and comparative analysis of the adhesive and invasive activity of typical an biofilm cultures of various toxigenic strains of C. diphtheriae was carried out. The adhesive and invasive properties of typical and biofilm (120- and 720-hour) cultures of toxigenic C.

diphtheriae strains were studied on the culture of Hep-2 carcinoma cells of the pharyngeal epithelium. The ability to adhere type cultures of all toxigenic strains of corynebacteria increased by the 8th and 18th hours of cultivation, and the dynamics of their invasive properties correlated with adhesion. The most pronounced adhesive-invasive potential was found in the circulating strain of C. diphtheriae gravis tox +. Adhesion processes prevailed over invasion in the C.

diphtheriae gravis tox + strains № 6765, C. diphtheriae gravis with the “silent" tox-gene and C. diphtheriae mitis tox + № 269. When biofilm was formed, adhesion of corynebacterium increased, and invasiveness decreased dramatically. Conclusion All studied toxigenic strains of C. diphtheriae had adhesive and invasive activity. These properties were most pronounced in the circulating strain of C. diphtheriae gravis tox +.

Conclusions

Conclusions. Adhesion and invasion of the causative agent of diphtheria play a significant role in the early stages of the infectious process, whereas subsequently, during the formation of a biofilm, the adhesion of corynebacteria increases and the invasiveness decreases sharply.

Corynebacterium diphtheriaеадгезияинвазиябиопленочные культурыCorynebacterium diphtheriaadhesiontype and biofilm cultures No conflict of interest to declareReferencesSabbadini P.S., Assis M.C., Trost E., et al. Corynebacterium diphtheriae 67-72p hemagglutinin, characterized as the protein DIP0733, contributes to invasion and induction of apoptosis in Hep-2 cells // Microbial Pathogenesis. 2012. Vol. 52, N 3. P. 165-176.Sabbadini PS, Assis MC, Trost E, et al. Corynebacterium diphtheriae 67-72p hemagglutinin, characterized as the protein DIP0733, contributes to invasion and induction of apoptosis in Hep-2 cells. Microbial Pathogenesis. 2012;52(3):165-176. doi: 10.1016/j.micpath.2011.12.003Hirata R.Jr., Napoleao F, Monteiro-Leal L.H., et al. Intracellular viability of toxigenic Corynebacterium diphtheriae strains in HEp-2 cells // FEMS Microbiol. Lett. 2002. N 215. P. 115-119.Hirata RJr, Napoleao F, Monteiro-Leal LH, et al. Intracellular viability of toxigenic Corynebacterium diphtheriae strains in HEp-2 cells. FEMS M icrobiol Lett. 2002;215:115-119. doi: 10.1016/s0378-1097(02)00930-8Ott L., Holler M., Gerlach R.G., et al. Corynebacterium diphtheriae invasion-associated protein (DIP1281) is involved in cell surface organization, adhesion and internalization in epithelial cells // BMC Microbiology. 2010. N 10. P. 2.Ott L, Holler M, Gerlach RG, et al. Corynebacterium diphtheriae invasion-associated protein (DIP1281) is involved in cell surface organization, adhesion and internalization in epithelial cells. BMC Microbiology. 2010;10:2. doi: 10.1186/1471-2180-10-2Oliveira A, Oliveira L.C., Aburjaile F, et al. Insight of Genus Corynebacterium: Ascertaining the Role of Pathogenic and Non-pathogenic Species // Frontiers in Microbiology. 2017. N 8. P. 1937-1938.Oliveira A, Oliveira LC, Aburjaile F, et al. Insight of Genus Corynebacterium: Ascertaining the Role of Pathogenic and Non-pathogenic Species. Frontiers in Microbiology. 2017:1937-1938. doi: 10.3389/fmicb.2017.01937Verlaine J.T., Nguyen T., Crighton T, et al. Genome-wide comparison of Corynebacterium diphtheriae isolates from Australia identifies differences in the Pan-genomes between respiratory and cutaneous strains // BMC Genomics 2018. N 19. P. 869.Verlaine JT, Nguyen T, Crighton T, et al. Genome-wide comparison of Corynebacterium diphtheriae isolates from Australia identifies differences in the Pan-genomes between respiratory and cutaneous strains. BMC Genomics. 2018; 19:869. doi: 10.1101/143800Харсеева Г.Г., Алутина Э.Л., Гасретова Т.Д. и др. Дифтерия: микробиологические и иммунологические аспекты. М.: Практическая медицина; 2014.Kharseeva GG, Alutina EL, Gasretova TD, et al. Diphtheria: microbiological and immunological aspects. Moscow: Practical Medicine Publishing House; 2014. (In Russ.)Харсеева Г.Г., Миронов А.Ю., Фролова Я.Н. и др. Способность к формированию биопленки возбудителем дифтерии//Клиническая лабораторная диагностика. 2013. № 2. С. 36-38.Kharseeva GG, M ironov AJu, Frolova JaN, et al. The ability to form a biofilm causative agent of diphtheria. Clinical laboratory diagnosis. 2013;2:36-38. (In Russ.)Watnick P., Kolter R. Biofilm, city of microbes //J. <of Bacteriol. 2000. Vol. 182, N 10. P. 2675-2679.Watnick P, Kolter R. Biofilm, city of microbes. J Of Bacteriol. 2000; 182(10):2675-2679. doi: 10.1128/jb.182.10.2675-2679.2000Burkovski A. Cell envelope of Corynebacteria: Structure and influence on pathogenicity//ISRNMicrobiology. Vol. 2013, Article ID 935736, P. 11.Burkovski A. Cell envelope of Corynebacteria: structure and influence on pathogenicity ISRN Microbiology. Vol. 2013, Article ID 935736:11. doi: 10.1155/2013/935736Харсеева Г.Г., Алиева А.А., Сылка О.И. и др. Способность к адгезии типовых и биопленочных культур токсигенных штаммов Corynebacterium diphther'a // Альманах клинической медицины. 2017. Т. 45, № 2. С. 154-158.Kharseeva GG, Alieva AA, Sylka OI, et al. Adhesion ability of typical and biofilm cultures of toxigenic strains of Corynebacterium diphtheriaе. Almanac of Clinical Medicine. 2017;45(2):154-158. (In Russ.) doi: 10.18786/2072-0505-2017-45-2-154-158

The authors declare that there are no conflicts of interest present.