antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2020-65-3-4-12-15antibiotics-716Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSОценка эффективности антибиотиков в отношении Vibrio cholerae в условиях формирования сложной биоплёнкиEvaluation of Antibiotics Effectiveness Against Vibrio Cholerae under the Conditions of Complex Biofilm FormationСелянскаяН. А.SelyanskayaN. A.

Селянская Надежда Александровна — кандидат медицинских наук, старший на­учный сотрудник лаборатории экспериментально-биоло­гических моделей

ppdn@inbox.ruМеньшиковаЕ. А.MenshikovaE. A.

Меньшикова Елена Аркадьевна — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории экологии холеры

КурбатоваЕ. М.KurbatovaE. M.

Курбатова Екатерина Михайловна — научный сотрудник лаборатории экологии холеры

ГоловинС. Н.GolovinS. N.

Головин Сергей Николаевич — младший научный сотрудник лаборатории биологической безопасности и лечения ООИ

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт РоспотребнадзораРоссияRostov-on-Don Antiplague Scientific Research InstituteRussian Federation202006062020653-41215Copyright © Селянская Н.А., Меньшикова Е.А., Курбатова Е.М., Головин С.Н., 20202020Селянская Н.А., Меньшикова Е.А., Курбатова Е.М., Головин С.Н.Selyanskaya N.A., Menshikova E.A., Kurbatova E.M., Golovin S.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/716

Изучена эффективность 9 антибиотиков в отношении моно- и полимикробных биоплёнок, образованных in vitro на фраг­ментах экзоскелета хитинового панциря широкопалого речного рака Astacus astacus штаммами Vibrio cholerae О1 в моно­культуре и в ассоциации с условно-патогенными бактериями Klebsiella spp. и V.cholerae nonO1/nonO139. Выявлено повы­шение антибиотикоустойчивости мономикробных биоплёнок в сравнении с планктонной формой. Устойчивость к боль­шинству антибактериальных препаратов в составе полимикробных биоплёнок соответствовала значениям этих препара­тов для штамма, наиболее устойчивого в составе мономикробной биоплёнки. В биоплёнках, образованных токсигенными классическими штаммами совместно с V.cholerae nonO1/nonO139, наблюдалось увеличение устойчивости к двум и трём препаратам, а совместно с Klebsiella spp. — к одному антибактериальному препарату. Изменения антибиотикочувствительности при взаимодействии между бактериями в составе полимикробной биоплёнки должны приниматься во внимание при разработке тактики профилактики и лечения инфекций.

The effectiveness of 9 antibiotics against mono- and polymicrobial biofilms formed by Vibrio cholerae O1 strains was studied in vitro on fragments of chitinous exoskeleton of broad- fingered crayfish Astacus astacus in monoculture and together with oppor­tunistic bacteria Klebsiella spp. and non-O1/non-O139 V.cholerae. An increase in the antibiotic resistance of monomicrobial biofilms compared with planktonic bacteria was observed. Resistance of the polymicrobial biofilm bacteria to most antibacteri­al drugs corresponded to the resistance of the most stable strain in the monomicrobial biofilm. An increase in resistance to two and three drugs was observed in biofilms formed by classical toxigenic strains together with non-O1/non-O139 V.cholerae, while in biofilms formed together with Klebsiella spp. — to one antibacterial drug. Changes in antibiotic sensitivity during the interaction between bacteria in polymicrobial biofilm should be taken into account when developing tactics for prevention and treatment of infections.

холерный вибрионбиоплёнкаантибиотикорезистентностьVibrio choleraebiofilmantibiotic resistanceReferencesТитова С. В., Меньшикова Е.А., Курбатова Е.М. Некоторые аспекты экологии холерных вибрионов. Вода: химия и экология. — 2018. — № 10—12. — С. 91—98.Titova S. V., Men'shikovaE.A., Kurbatova E.M. Nekotorye aspekty ekologii kholernykh vibrionov. Voda: Khimiya I Ekologiya 2018; 10—12: 91—98. [in Russian]Андрусенко И.Т., Ломов Ю.М., Телесманич H.P., Акулова М.В, Москвитина Э.А. Гидробионтный фактор в эпидемиологии холеры. ЗНиСО. — 2009. — № 3. — С.11—19.Andrusenko I.T., Lomov Jyu.M., Telesmanich N.R., Akulova M.V, Moskvitina E.A. Gidrobiontnyj Faktor v Epidemiologii Kholery ZNiSO 2009; 3: 11-19. [in Russian]Марков Е.Ю. Куликалова Е.С., Урбанович Л.Я., Вишняков В.С., Балахонов С.В. Хитин и продукты его гидролиза в экологии Vibrio cholerae. Биохимия. — 2015. — Т. 80. — № 9. — С. 1334-1343.Markov E.Jyu. Kulikalova E.S., Urbanovich L.Ya., Vishnyakov V.S., Balakhonov S.V. Khitin i produkty ego gidroliza v ekologii Vibrio cholerae. Biokhimiya 2015; 80: 9: 1334-1343. [in Russian]Куликалова Е.С., Урбанович Л.Я., Марков ЕЮ., Вишняков В.С., Миронова Л.В., Балахонов С.В., Шкаруба Т.Т. Связь холерного вибриона с водными организмами и её значение в эпидемиологии холеры. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. — 2014. — № 4. — С. 19-25.Kulikalova E.S., Urbanovich L.Ya., MarkovE.Jyu., Vishnyakov V.S., Mironova L.V., Balakhonov S.V., Shkaruba T.T. Svyaz' kholernogo vibriona s vodnymi organizmami i ee znachenie v epidemiologii kholery. Epidemiologiya i Vaktsinoprofilaktika 2014; 4: 19-25. [in Russian]Sun S., Tay Q.X., Kjelleberg S., Rice S.A., McDougald D. Quorum sens¬ing-regulated chitin metabolism provides grazing resistance to Vibrio cholerae biofilm. SME J 2015 Aug; 9 (8): 1812-1820.Sun S., Tay Q.X., Kjelleberg S., Rice S.A., McDougald D. Quorum sensing-regulated chitin metabolism provides grazing resistance to Vibrio cholerae biofilm. SME J 2015 Aug; 9 (8): 1812-1820.Madsen J.S., Burma lle M., Hansen H.L., Sorensen S.J. The interconnection between biofilm formation and horizontal gene transfer. FEMS Immunol Med Microbiol 2012; 65: 183-195.Madsen J.S., Burma lle M., Hansen H.L., Sorensen S.J. The interconnection between biofilm formation and horizontal gene transfer. FEMS Immunol Med Microbiol 2012; 65: 183-195.Amato S.M., Fazen C.H., Henry T.C., Mok W.W., Orman M.A., Sandvik E.L., Brynildsen M.P. The role of metabolism in bacterial persistence. Frontiers in Microbiology 2014; 5: 70.Amato S.M., Fazen C.H., Henry T.C., Mok W.W., Orman M.A., Sandvik E.L., Brynildsen M.P. The role of metabolism in bacterial persistence. Frontiers in Microbiology 2014; 5: 70.Conlon B.P., Rowe S.E., Lewis K. Persister cells in biofilm associated infections. Adv Exp Med Biol 2015; 831: 1-9.Conlon B.P., Rowe S.E., Lewis K. Persister cells in biofilm associated infections. Adv Exp Med Biol 2015; 831: 1-9.Krdl J.E., Wojtowicz A.J., Rogers L.M., Heuer H., Smalla K., Krone S.M., Top E.M. Invasion of E. coli biofilms by antibiotic resistance plasmids. Plasmid 2013; 70 (1): 110-119.Krdl J.E., Wojtowicz A.J., Rogers L.M., Heuer H., Smalla K., Krone S.M., Top E.M. Invasion of E. coli biofilms by antibiotic resistance plasmids. Plasmid 2013; 70 (1): 110-119.Hoibya N. Antibiotic resistance of bacterial biofilms. Int J Antimicrob Agents 2010; 35: 322-332.Hoibya N. Antibiotic resistance of bacterial biofilms. Int J Antimicrob Agents 2010; 35: 322-332.Borgeaud S., Metzger L.C., Scrignari T., Blokesch M. The type VI secretion system of Vibrio cholerae fosters horizontal gene transfer. Science 2015; 347: 63-67.Borgeaud S., Metzger L.C., Scrignari T., Blokesch M. The type VI secre¬tion system of Vibrio cholerae fosters horizontal gene transfer. Science 2015; 347: 63-67.Flemming H.C., Wingender J. The biofilm matrix. Nat Rev Microbiol 2010; 8 (9): 623-33.Flemming H.C., Wingender J. The biofilm matrix. Nat Rev Microbiol 2010; 8 (9): 623-33.Bradshaw D.J., Marsh P.D., Watson G.K., Allison C. Oral anaerobes cannot survive oxygen stress without interacting with facultative/aerobic species as a microbial community. Lett Appl Microbiol 1997; 25: 385-387.Bradshaw D.J., Marsh P.D., Watson G.K., Allison C. Oral anaerobes cannot survive oxygen stress without interacting with facultative/aerobic species as a microbial community. Lett Appl Microbiol 1997; 25: 385-387.Burmalle M., Webb J.S., Rao D., Hansen L.H., Sarensen S.J., Kjelleberg S. Enhanced Biofilm Formation and Increased Resistance to Antimicrobial Agents and Bacterial Invasion Are Caused by Synergistic Interactions in Multispecies Biofilms. Appl Environ Microbiol 2006; 72 (6): 3916-3923. [in Russian]Burmalle M., Webb J.S., Rao D., Hansen L.H., Sarensen S.J., Kjelleberg S. Enhanced Biofilm Formation and Increased Resistance to Antimicrobial Agents and Bacterial Invasion Are Caused by Synergistic Interactions in Multispecies Biofilms. Appl Environ Microbiol 2006; 72 (6): 3916-3923. [in Russian]Селянская Н.А., Титова С.В., Головин С.А., Егиазарян Л.А., Веркина Л.М., Тришина А.В. Действие антибактериальных препаратов на биоплёнки холерных вибрионов ЭльТор. ЖМЭИ. — 2017. — № 2. — С. 8-15.Selyanskaya N.A., Titova S.V., Golovin S.A., Egiazaryan L.A., Verkina L.M., Trishina A.V. Dejstvie antibakterial'nykh preparatov na bio-plenki kholernykh vibrionov El'Tor. ZhMEI 2017; 2: 8-15. [in Russian]Способ моделирования биоплёнок, формируемых V.cholerae О1 серогрупп на поверхности хитина: Патент РФ 2018103604 от 6.03.2019.Sposob modelirovaniya bioplenok, formiruemykh V.cholerae O1 serogrupp na poverkhnosti khitina: Patent RF 2018103604 ot 6.03.2019. [in Russian]Определение чувствительности возбудителей опасных бактериальных инфекций (чума, сибирская язва, холера, туляремия, бруцеллёз, сап, мелиоидоз) к антибактериальным препаратам: Методические указания МУК 4.2.2495-09. М.: 2009.Opredelenie chuvstvitel'nosti vozbuditelej opasnykh bakterial'nykh infektsij (chuma, sibirskaya yazva, kholera, tulyaremiya, brutsellez, sap, melioidoz) k antibakterial'nym preparatam: Metodicheskie ukazaniya MUK 4.2.2495-09. M.: 2009. [in Russian]Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам: Методические указания МУК 4.2.1890-04. М.: 2004. — 91 с.Opredelenie chuvstvitel'nosti mikroorganizmov k antibakterial'nym preparatam: Metodicheskie ukazaniya MUK 4.2.1890-04. M.: 2004; 91. [in Russian]Водопьянов С.О., Титова С.В., Водопьянов А.С., Веркина Л.М., Олейников И.П., Писанов Р.В., Лысова Л.К., Селянская Н.А., Рыковская О.А. Изучение межвидовой конкуренции Vibrio cholerae в биопленках. ЗНИСО. — 2017. — № 3 (288). — С. 51-54.Vodop'yanov S.O., Titova S.V., Vodop'yanov A.S., Verkina L.M., Olejnikov I.P., Pisanov R.V., Lysova L.K., Selyanskaya N.A., Rykovskaya O.A. Izuchenie mezhvidovoj konkurentsii Vibrio cholerae v bioplenkakh. ZNISO 2017; 3 (288): 51-54. [in Russian]Водопьянов С.О., Веркина Л.М., Водопьянов А.С., Олейников И.П., Егиазарян Л.А., Титова С.В. Анализ внутривидовой конкуренции в биопленке Vibrio cholerae классического и эльтор биоваров с помощью Indel-маркеров. Молекулярная диагностика. — 2017. — Т. 1. — С. 300-301.Vodop'yanov S.O., Verkina L.M., Vodop'yanov A.S., Olejnikov I.P., Egiazaryan L.A., Titova S.V. Analiz vnutrividovoj konkurentsii v bio- plenke Vibrio cholerae klassicheskogo i el'tor biovarov s pomoshch'jyu Indel- markerov. Molekulyarnaya Diagnostika 2017; 1: 300-301. [in Russian]Плакунов В.К., Николаев Ю.А., Ганнесен А.В., Чемаева Д.С., Журина М.В. Новый подход к выявлению защитной роли Escherichia coli в отношении грамположительных бактерий при действии антибиотиков на бинарные биоплёнки. Микробиология. — 2019. — Т. 88. — № 3. — С. 288-296.Plakunov V.K., Nikolaev Jyu.A., Gannesen A.V., Chemaeva D.S., Zhurina M.V. Novyj podkhod k vyyavlenijyu zashchitnoj roliEscherichiacoliv otnoshenii grampolozhitel'nykh bakterij pri dejstvii antibiotikov na binarnye bioplenki. Mikrobiologiya 2019; 88: 3: 288-296. [in Russian]Periasamy S. Kolenbrander P.E. Aggregatibacter actinomycetemcomitans builds mutualistic biofilm communities with Fusobacterium nucleatum and Veillonella species in saliva. Infect Immun 2009; 77 (9): 3542-3551.Periasamy S. Kolenbrander P.E. Aggregatibacter actinomycetemcomitans builds mutualistic biofilm communities with Fusobacterium nucleatum and Veillonella species in saliva. Infect Immun 2009; 77 (9): 3542-3551.Elias S., Banin E. Multi-species biofilms: living with friendly neighbors. FEMS Microbiol Rev 2012; 36 (5): 990-1004.Elias S., Banin E. Multi-species biofilms: living with friendly neighbors. FEMS Microbiol Rev 2012; 36 (5): 990-1004.Kara D., Luppens S.B., Cate J.M. Differences between single- and dualspecies biofilms of Streptococcus mutans and Veillonella parvula in growth, acidogenicity and susceptibility to chlorhexidine. Eur J Oral Sci 2006; 114: 58-63.Kara D., Luppens S.B., Cate J.M. Differences between single- and dualspecies biofilms of Streptococcus mutans and Veillonella parvula in growth, acidogenicity and susceptibility to chlorhexidine. Eur J Oral Sci 2006; 114: 58-63.

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