Антимикробная активность Lacticaseibacillus rhamnosus CRL 2244 и ее влияние на фенотипические и транскрипционные реакции у карбапенем-резистентных Acinetobacter baumannii (аннотация)Антимикробная активность Lacticaseibacillus rhamnosus CRL 2244 и ее влияние на фенотипические и транскрипционные реакции у карбапенем-резистентных Acinetobacter baumannii
Карбапенем-резистентные Acinetobacter baumannii (CRAB) получили широкую известность в последние годы в связи с их быстрым появлением в нозокомиальной среде и глобальным распространением.
CRAB вызывает тяжелые инфекции у уязвимых пациентов, а также, как известно, колонизирует прямую кишку пациентов и персонала отделений интенсивной терапии. Циркулирующие штаммы CRAB обладают высокой антибиотикорезистентностью (XDR), а в некоторых случаях и пан-лекарственной резистентностью (PDR), что серьезно осложняет терапию имеющимися в настоящее время антибиотиками. В последнее десятилетие, несмотря на многочисленные попытки найти терапевтические альтернативы, производство новых препаратов для лечения инфекций, вызванных CRAB, было ограничено.
Молочнокислые бактерии (МКБ) представляют собой перспективную терапевтическую альтернативу благодаря продемонстрированной способности некоторых штаммов МКБ подавлять патогены группы ESKAPE (Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и Enterococcus faecalis).
МКБ - грамположительные микроорганизмы, которые считаются безопасными для включения в состав пищевых продуктов и широко используются в производстве различных ферментированных продуктов, где они придают вкус и текстуру конечному продукту. МКБ широко распространены в природе, и многие из них входят в состав микробиоты кишечника человека и животных. Штаммы различных видов МКБ используются в качестве пробиотических добавок благодаря их полезным свойствам для здоровья человека и животных.
Эти свойства варьируют от улучшения здоровья кишечника и иммунного ответа до профилактики острой и антибиотико-ассоциированной диареи, хронического гастрита и др. Антимикробное действие МКБ в отношении патогенных микроорганизмов является важным свойством при выборе потенциальных пробиотиков для поддержания микробного баланса кишечника и замены синтетических антибиотиков.
Пробиотические МКБ являются антагонистами патогенов и подавляют рост этих бактерий,
(i) вырабатывая антимикробные вещества или биоактивные соединения;
(ii) занимая их ниши и/или вытесняя их (в том числе для предотвращения и/или устранения биопленок);
(iii) способствуя целостности кишечника и усиливая неиммунозависимый барьерный эффект; или непосредственно активируя лимфоидные клетки, что частично опосредовано кишечно-ассоциированной лимфоидной тканью, и
(iv) модулируя местные и системные иммунные реакции.
Описана антимикробная активность некоторых МКБ и/или их внеклеточных продуктов в отношении A. baumannii. На мышиной модели респираторной инфекции было показано, что Streptococcus constellatus, часто выделяемый из ротовой полости, усиливает иммунный ответ мышей, способствуя пролиферации цитотоксических лимфоцитов, уничтожающих A. baumannii.
Stanbro et al. продемонстрировали, что местное применение некоторых продуктов Lcb. acidophilus ATCC 4356 и L. reuteri ATCC 23272 эффективно для заживления ран, вызванных A. baumannii. Кроме того, исследования in vitro продемонстрировали антагонистическую активность различных штаммов МКБ, таких как L. animalis LMEM6, L. plantarum LMEM7, L. acidophilus LMEM8, Lcb. rhamnosus LMEM9, Lcb. casei Shirota, L. plantarum LJ1R3 и L. gasseri LBM220, в отношении MDR клинических изолятов A. baumannii.
Несмотря на наличие доказательств того, что МКБ оказывают антагонистическое действие на A. baumannii, специфическая реакция A. baumannii и влияние МКБ на ее выживаемость, вирулентность и персистенцию до конца не изучены. Целью данного исследования является восполнение пробела в знаниях о реакции A. baumannii на антагонистическое действие МКБ и изучение того, как присутствие МКБ влияет на поведение A. baumannii, что может способствовать разработке стратегий борьбы с нозокомиальными инфекциями.
В данной работе мы изучили антибактериальные свойства коллекции штаммов МКБ с помощью фенотипического и транскриптомного анализа в отношении клинических штаммов A. baumannii. Один из штаммов, Lacticaseibacillus rhamnosus CRL 2244, продемонстрировал мощную ингибирующую способность в отношении A. baumannii со значительной киллерной активностью. Сканирующая электронная микроскопия показала изменения в морфологии A. baumannii с увеличением образования везикул внешней мембраны. Также наблюдались значительные изменения в уровнях экспрессии широкого спектра генов. Интересно, что большинство измененных генов были вовлечены в метаболический путь, который, как известно, связан с выживанием A. baumannii. Среди индуцированных механизмов - оперон paa, система Hut и деградация жирных кислот. Анализ показал влияние Lcb. rhamnosus CRL 2244 на A. baumannii, приводящую к бактериальному стрессу и последующей гибели клеток.
Полученные результаты свидетельствуют об антибактериальных свойствах Lcb. rhamnosus CRL 2244 и его потенциале в качестве альтернативной или дополнительной стратегии лечения инфекций. Дальнейшее изучение и разработка МКБ в качестве средства лечения может обеспечить ценные альтернативы для борьбы с CRAB-инфекциями.
