antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»antibiotics-626Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSВлияние хлоргексидина и Пронтосана на смешанную и моновидовые биоплёнки, образованные Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosaInfluence of Chlorhexidine and Prontosan on Dual Species and Monospecies Biofilms Formed by Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosaКузнецоваМ. В.KuznetsovaM. V.mar@iegm.ruЕньчеваЮ. А.EnchevaYu. A.noemail@neicon.ruСамарцевВ. А.SamartsevV. A.noemail@neicon.ruИЭГМ УрО РАН; ГБОУ ВПО «ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера» Минздрава РФРоссияInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms; Ural Branch of Russian Academy of SciencesRussian FederationГБОУ ВПО «ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера» Минздрава РФ; ГАУЗ ПК «ГКБ №21»РоссияInstitute of Ecology and Genetics of Microorganisms; Perm Municipal Clinical Hospital No. 21Russian FederationГБОУ ВПО «ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера» Минздрава РФРоссияInstitute of Ecology and Genetics of MicroorganismsRussian Federation2015130520206011-121522Copyright © Кузнецова М.В., Еньчева Ю.А., Самарцев В.А., 20202020Кузнецова М.В., Еньчева Ю.А., Самарцев В.А.Kuznetsova M.V., Encheva Y.A., Samartsev V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/626

Изучено действие двух антисептических препаратов - 0,5% раствора хлоргексидина биглюконата и Пронтосана® на биоплёнки, сформированные in vitro референтными штаммами P.aeruginosa ATCC®27853 и S.aureus ATCC®29213 в монокультуре и в ассоциации. C помощью атомно-силовой микроскопии показано, что под действием биоцидов происходят фенотипические изменения структурной организации бактериальных биоплёнок и морфологии сессильных клеток: кокки становились меньше по диаметру, палочки укорачивались. Достоверное изменение линейных размеров клеток сопровождалось увеличением шероховатости их поверхности, более выраженное для Пронтосана®. При оценке жизнеспособности клеток выявлено, что Пронтосан® подавлял жизнеспособность бактерий в смешанной и моновидовых биоплёнках, образованных как на гидрофильной, так и на гидрофобной абиотических поверхностях. В последнем случае уменьшалась и массивность биоплёнки во всех вариантах эксперимента.

The effect of two antiseptics, i. e. chlorhexidine bigluconate 0.5% solution and Prontosan® on dual species and monospecies biofilms formed in vitro by the reference strains P.aeruginosa ATCC®27853 and S.aureus ATCC®29213 was examined. It was demonstrated by atomic force microscopy that under the biocide action there occurred phenotype changes of the structural organization of the bacterial biofilms and morphology of the sessile cells: the cocci were lesser in diameter and the rods were reduced. A reliable change of linear cell sizes was accompanied by increase of their roughness (Sq) that was more pronounced for Prontosan®. When assessing the cell viability it was found that Prontosan® inhibited the bacterial viability in mixed and monospecies biofilms formed on both hydrophilic and hydrophobic abiotic surfaces. In the latter case the biofilm biomass (determined by crystal violet assay) lowered in all the variants of the experiment.

моновидовые и смешанные биоплёнкихлоргексидинПронтосан®P.aeruginosaS.aureusP.aeruginosaS.aureusdual species and monospecies biofilmschlorhexidineProntosan®ReferencesРоманова Ю.М., Гинцбург А.Л. Бактериальные биоплёнки как естественная форма существования бактерий в окружающей среде и в организме хозяина. Журн микробиол эпидемиол и иммунобиол 2011; 3: 99-1092.Романова Ю.М., Гинцбург А.Л. Бактериальные биоплёнки как естественная форма существования бактерий в окружающей среде и в организме хозяина. Журн микробиол эпидемиол и иммунобиол 2011; 3: 99-1092.Гостев В.В., Сидоренко С.В. Бактериальные биоплёнки и инфекции. Журн инфектол 2010; 2: 3: 4-15.Гостев В.В., Сидоренко С.В. Бактериальные биоплёнки и инфекции. Журн инфектол 2010; 2: 3: 4-15.Costerton W., Veeh R, Shirtliff M. Pasmore M., Post C., Ehrlich G. The application of biofilm science to the study and control of chronic bacterial infections. J Clin Invest 2003; 112: 1466-1477.Costerton W., Veeh R, Shirtliff M. Pasmore M., Post C., Ehrlich G. The application of biofilm science to the study and control of chronic bacterial infections. J Clin Invest 2003; 112: 1466-1477.Mengi S., Vohra P., Sawhney N., Singh V.A. Biofilms: a diagnostic challenge in persistent infections. Int J of Research in Medical and Health Sciences 2013; 2: 3: 22-27.Mengi S., Vohra P., Sawhney N., Singh V.A. Biofilms: a diagnostic challenge in persistent infections. Int J of Research in Medical and Health Sciences 2013; 2: 3: 22-27.Hөiby N., Ciofu O., Johansen H.K., Song Z.J., Moser C., Jensen P.Ө. et al. The clinical impact ofbacterial biofilms. Int J Oral Sci 2011; 3; 2: 55-65.Hөiby N., Ciofu O., Johansen H.K., Song Z.J., Moser C., Jensen P.Ө. et al. The clinical impact ofbacterial biofilms. Int J Oral Sci 2011; 3; 2: 55-65.Stewart P.S. Mechanisms of antibiotic resistance in bacterial biofilms. Int J Med Microbiol 2002; 292: 107-113.Stewart P.S. Mechanisms of antibiotic resistance in bacterial biofilms. Int J Med Microbiol 2002; 292: 107-113.Гаврилова И.А., Титов Л.П. Оценка влияния суббиоцидных доз полигуанидина на морфометрические параметры колоний и бактериальных клеток Pseudomonas aeruginosa методом атомно-силовой микроскопии. Современные проблемы инф патологии человека: сборник научных трудов / Под ред. проф. Г.М. Игнатьева. 2011; 4: 244-249.Гаврилова И.А., Титов Л.П. Оценка влияния суббиоцидных доз полигуанидина на морфометрические параметры колоний и бактериальных клеток Pseudomonas aeruginosa методом атомно-силовой микроскопии. Современные проблемы инф патологии человека: сборник научных трудов / Под ред. проф. Г.М. Игнатьева. 2011; 4: 244-249.Зверьков А.В., Зузова А.П. Хлоргексидин: прошлое, настоящее и будущее одного из основных антисептиков. Клин микробиол и антимикроб химиотер 2013; 15: 4: 279-285.Зверьков А.В., Зузова А.П. Хлоргексидин: прошлое, настоящее и будущее одного из основных антисептиков. Клин микробиол и антимикроб химиотер 2013; 15: 4: 279-285.Бережанский Б.В., Жевнерев А.А. Катетер-ассоциированные инфекции кровотока. Клин микробиол антимикроб химиотер 2006; 8: 2: 130-144.Бережанский Б.В., Жевнерев А.А. Катетер-ассоциированные инфекции кровотока. Клин микробиол антимикроб химиотер 2006; 8: 2: 130-144.Божкова С.А., Краснова М.В., Полякова Е.М., Рукина А.Н., Шабанова В.В. Способность к формированию биоплёнок у клинических штаммов S.aureus и S.epidermidis - ведущих возбудителей ортопедической имплант-ассоциированной инфекции. Клин микробиол антимикроб химиотер 2014; 16: 2: 149-156.Божкова С.А., Краснова М.В., Полякова Е.М., Рукина А.Н., Шабанова В.В. Способность к формированию биоплёнок у клинических штаммов S.aureus и S.epidermidis - ведущих возбудителей ортопедической имплант-ассоциированной инфекции. Клин микробиол антимикроб химиотер 2014; 16: 2: 149-156.Гординская Н.А., Сабирова Е.В., Абрамова Н.В., Дударева Е.В., Склеенова Е.Ю., Некаева Е.С. Фенотипические и молекулярно-генетические особенности возбудителей раневой ожоговой инфекции. Клин микробиол антимикроб химиотер 2012; 14: 4: 342-346.Гординская Н.А., Сабирова Е.В., Абрамова Н.В., Дударева Е.В., Склеенова Е.Ю., Некаева Е.С. Фенотипические и молекулярно-генетические особенности возбудителей раневой ожоговой инфекции. Клин микробиол антимикроб химиотер 2012; 14: 4: 342-346.Шипицына И.В., Ocunoвa E.B. Биоплёнкообразующая способность выделенных из ран больных хроническим остеомиелитом штаммов Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa и их ассоциаций, полученных in vitro. Успехи современного естествознания 2014; 11: 18-21.Шипицына И.В., Ocunoвa E.B. Биоплёнкообразующая способность выделенных из ран больных хроническим остеомиелитом штаммов Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa и их ассоциаций, полученных in vitro. Успехи современного естествознания 2014; 11: 18-21.Mulcahy L.R, Isabella V.M., Lewis K. Pseudomonas aeruginosa biofilms in disease. Microb Ecol 2013; 6: 76-79.Mulcahy L.R, Isabella V.M., Lewis K. Pseudomonas aeruginosa biofilms in disease. Microb Ecol 2013; 6: 76-79.O'Toole G.F., Kolter R. Flagellar and twitching motility are necessary for Pseudomonas aeruginosa biofilm development. Mol Microbiol 1998; 30: 295-304.O'Toole G.F., Kolter R. Flagellar and twitching motility are necessary for Pseudomonas aeruginosa biofilm development. Mol Microbiol 1998; 30: 295-304.Васильева Т.Г., Шишацкая C.H., Павлова Я.E. Некоторые аспекты поражения органов дыхания и желудочно-кишечного тракта при муковисцидозе у детей. X Нац. конгресс «Муковисцидоз у детей и взрослых» 2011; 91-97.Васильева Т.Г., Шишацкая C.H., Павлова Я.E. Некоторые аспекты поражения органов дыхания и желудочно-кишечного тракта при муковисцидозе у детей. X Нац. конгресс «Муковисцидоз у детей и взрослых» 2011; 91-97.Fugère A., Lalonde Séguin D., Mitchell G., Déziel E., Dekimpe V., Cantin A.M. et al. Interspecific small molecule interactions between clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus from adult cystic fibrosis patients. PLoS One 2014; 23: 9 (1):e86705.Fugère A., Lalonde Séguin D., Mitchell G., Déziel E., Dekimpe V., Cantin A.M. et al. Interspecific small molecule interactions between clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus from adult cystic fibrosis patients. PLoS One 2014; 23: 9 (1):e86705.Yang L., Liu Y., Markussen T., Hөiby N., Tolker-Nielsen T., Molin S. Pattern differentiation in co-culture biofilms formed by Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. FEMS Immunol Med Microbiol 2011; 62: 339-347.Yang L., Liu Y., Markussen T., Hөiby N., Tolker-Nielsen T., Molin S. Pattern differentiation in co-culture biofilms formed by Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. FEMS Immunol Med Microbiol 2011; 62: 339-347.Бондаренко E.B., Лаna T.M., Cepгeeвa Л.Г., Дементьева Л.М. Анализ распространённости инфекций, вызванных синегнойной палочкой, в хирургических отделениях БУЗ ВО «Воронежская областная клиническая больница № 1. Инфекция и иммунитет 2012; 2: 1: 2: 473-474.Бондаренко E.B., Лаna T.M., Cepгeeвa Л.Г., Дементьева Л.М. Анализ распространённости инфекций, вызванных синегнойной палочкой, в хирургических отделениях БУЗ ВО «Воронежская областная клиническая больница № 1. Инфекция и иммунитет 2012; 2: 1: 2: 473-474.Алексеев A.A., Бобровников А.Э., Kpyтиков М.Г., Tycuновa C.A., Kaшин Ю.Д., Лагвилова М.Г. Опыт применения полигексанида для местного лечения инфицированных ожоговых ран. Consilium med Хирургия 2006; 1: 55-58Алексеев A.A., Бобровников А.Э., Kpyтиков М.Г., Tycuновa C.A., Kaшин Ю.Д., Лагвилова М.Г. Опыт применения полигексанида для местного лечения инфицированных ожоговых ран. Consilium med Хирургия 2006; 1: 55-58Xapumoнов Ю.М., Фролов И.С. Новые технологии в лечении больных одонтогенной гнойной инфекцией. Фундаментальные исследования 2014; 7: 582-584Xapumoнов Ю.М., Фролов И.С. Новые технологии в лечении больных одонтогенной гнойной инфекцией. Фундаментальные исследования 2014; 7: 582-584Дерябин Д.Г., Васильченко A.C., Никиян A.H. Исследование воздействия ампициллина на морфологические и механические свойства клеток Escherichia coli и Bacillus cereus с использованием метода атомно-силовой микроскопии. Антибиотики и химиотер 2011; 7: 8: 7-12Дерябин Д.Г., Васильченко A.C., Никиян A.H. Исследование воздействия ампициллина на морфологические и механические свойства клеток Escherichia coli и Bacillus cereus с использованием метода атомно-силовой микроскопии. Антибиотики и химиотер 2011; 7: 8: 7-12Ерохин П.C. Атомно-силовая микроскопия как инструмент определения чувствительности бактерий к факторам биотической и абиотической природы. Автореф. дисс.... к. физ.-мат. н. Саратов. 2015: 23Ерохин П.C. Атомно-силовая микроскопия как инструмент определения чувствительности бактерий к факторам биотической и абиотической природы. Автореф. дисс.... к. физ.-мат. н. Саратов. 2015: 23Pamp S.J., Sternberg C., Tolker-Nielsen T. Insight into the microbial multicellular lifestyle via flow-cell technology and confocal microscopy. Cytometry A 2009; 75: 2: 90-103.Pamp S.J., Sternberg C., Tolker-Nielsen T. Insight into the microbial multicellular lifestyle via flow-cell technology and confocal microscopy. Cytometry A 2009; 75: 2: 90-103.Wright C.J., Shah M.K., Powell L.C., Armstrong I. Application of AFM from microbial cell to biofilm. Scanning 2010; 32: 3: 134-149.Wright C.J., Shah M.K., Powell L.C., Armstrong I. Application of AFM from microbial cell to biofilm. Scanning 2010; 32: 3: 134-149.Гаврилова И.A., Жавнерко Г.К., Tuтов Л.П. Атомно-силовая микроскопия морфоструктурных изменений Pseudomonas aeruginosa, подвергшихся воздействию биоцида на основе алкилдиметилбензиламмония хлорида и полигексаметиленгуанидина. Доклады нац ак наук Беларуси 2013; 5: 81-87.Гаврилова И.A., Жавнерко Г.К., Tuтов Л.П. Атомно-силовая микроскопия морфоструктурных изменений Pseudomonas aeruginosa, подвергшихся воздействию биоцида на основе алкилдиметилбензиламмония хлорида и полигексаметиленгуанидина. Доклады нац ак наук Беларуси 2013; 5: 81-87.Шайхутдинова A.P. Механизмы модуляции работы рецепторноканального комплекса хлоргексидином. Доклады академии наук 2005; 402: 427-429.Шайхутдинова A.P. Механизмы модуляции работы рецепторноканального комплекса хлоргексидином. Доклады академии наук 2005; 402: 427-429.Hübner N.O., Kramer A. Review on the efficacy, safety and clinical applications of polihexanide, a modern wound antiseptic. Skin Pharmacol Physiol 2010; 23: 17-27.Hübner N.O., Kramer A. Review on the efficacy, safety and clinical applications of polihexanide, a modern wound antiseptic. Skin Pharmacol Physiol 2010; 23: 17-27.Smith K., Hunter I.S. Efficacy of common hospital biocides with biofilms of multi-drug resistant clinical isolates. J Med Microbiol 2008; 57: 8: 966-973.Smith K., Hunter I.S. Efficacy of common hospital biocides with biofilms of multi-drug resistant clinical isolates. J Med Microbiol 2008; 57: 8: 966-973.Bonez P.C., Dos Santos Alves C.F., Dalmolin T.V., Agertt V.A., Mizdal C.R., Flores Vda C. et al. Chlorhexidine activity against bacterial biofilms. Am J Infect Control 2013; 41: 12: 119-122.Bonez P.C., Dos Santos Alves C.F., Dalmolin T.V., Agertt V.A., Mizdal C.R., Flores Vda C. et al. Chlorhexidine activity against bacterial biofilms. Am J Infect Control 2013; 41: 12: 119-122.Singh R., Ray P., Das A. et al. Penetration of antibiotics through Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis biofilms. J Antimicrob Chemother 2010; 65: 1955-1958.Singh R., Ray P., Das A. et al. Penetration of antibiotics through Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis biofilms. J Antimicrob Chemother 2010; 65: 1955-1958.Barah F. Non-antibiotic biocides: an updated review. Microbial pathogens and strategies for combating them: science, technology and education. (A. Méndez-Vilas, Ed.) Badajoz, Spain, Formatex Research Centre 2013; 598-607.Barah F. Non-antibiotic biocides: an updated review. Microbial pathogens and strategies for combating them: science, technology and education. (A. Méndez-Vilas, Ed.) Badajoz, Spain, Formatex Research Centre 2013; 598-607.Chiang W.C., Pamp S.J., Nilsson M., Givskov M., Tolker-Nielsen T. The metabolically active subpopulation in Pseudomonas aeruginosa biofilms survives exposure to membrane-targeting antimicrobials via distinct molecular mechanisms. FEMS Immunol Med Microbiol 2012; 65: 245-256.Chiang W.C., Pamp S.J., Nilsson M., Givskov M., Tolker-Nielsen T. The metabolically active subpopulation in Pseudomonas aeruginosa biofilms survives exposure to membrane-targeting antimicrobials via distinct molecular mechanisms. FEMS Immunol Med Microbiol 2012; 65: 245-256.Чеботарь И.B., Маянский H.A., Кончакова Е.Д. Новый метод исследования антибиотикорезистентности бактериальных биоплёнок. Клин микробиол антимикроб химиотер 2012; 14: 4: 303-308.Чеботарь И.B., Маянский H.A., Кончакова Е.Д. Новый метод исследования антибиотикорезистентности бактериальных биоплёнок. Клин микробиол антимикроб химиотер 2012; 14: 4: 303-308.Sepandj F., Ceri H., Gibb A., Read R., Olson M. Minimum inhibitory concentration (MIC) versus minimum biofilm eliminating concentration (MBEC) in evaluation of antibiotic sensitivity of gram-negative bacilli causing peritonitis. Perit Dial Int 2004; 24: 1: 65-67.Sepandj F., Ceri H., Gibb A., Read R., Olson M. Minimum inhibitory concentration (MIC) versus minimum biofilm eliminating concentration (MBEC) in evaluation of antibiotic sensitivity of gram-negative bacilli causing peritonitis. Perit Dial Int 2004; 24: 1: 65-67.Shi L., Günther S., Hübschmann T., Wick L.Y., Harms H., Müller S. Limits of propidium iodide as a cell viability indicator for environmental bacteria. Cytometry A 2007; 71: 8: 592-598.Shi L., Günther S., Hübschmann T., Wick L.Y., Harms H., Müller S. Limits of propidium iodide as a cell viability indicator for environmental bacteria. Cytometry A 2007; 71: 8: 592-598.Маянский A.H., Чеботарь И.B., Eвтeeвa Н.И., Pудневa Е.И. Межвидовое общение бактерий и образование смешанной (полимикробной) биоплёнки. Журн микробиол эпидемиол и иммунобиол 2012; 1: 93-101.Маянский A.H., Чеботарь И.B., Eвтeeвa Н.И., Pудневa Е.И. Межвидовое общение бактерий и образование смешанной (полимикробной) биоплёнки. Журн микробиол эпидемиол и иммунобиол 2012; 1: 93-101.Николаев Ю.A., Плакунов B.K. Биоплёнка - «город микробов» или аналог многоклеточного организма. Микробиол 2007; 76: 2: 149-163.Николаев Ю.A., Плакунов B.K. Биоплёнка - «город микробов» или аналог многоклеточного организма. Микробиол 2007; 76: 2: 149-163.Mogilnaya O.A., Lobova T.I., Kargatova T.V., Popova L.Y. Biofilm formation by bacterial associations under various salinities and cooper ion stress. Biofoulin 2005; 21: 5: 6: 247-255.Mogilnaya O.A., Lobova T.I., Kargatova T.V., Popova L.Y. Biofilm formation by bacterial associations under various salinities and cooper ion stress. Biofoulin 2005; 21: 5: 6: 247-255.Еньчева Ю.A., Kолоколова A.A., Kyзнецова M.B. Действие антисептиков на биоплёнки клинических штаммов Pseudomonas aeruginosa в монокультуре и в ассоциации с Staphylococcus aureus. Российский иммунол журн 2015; 9: 18: 2: 1: 637-639.Еньчева Ю.A., Kолоколова A.A., Kyзнецова M.B. Действие антисептиков на биоплёнки клинических штаммов Pseudomonas aeruginosa в монокультуре и в ассоциации с Staphylococcus aureus. Российский иммунол журн 2015; 9: 18: 2: 1: 637-639.

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