Изучение влияния ферментного препарата Вобэнзим на процесс формирования биоплёнок штаммов бактерий

Актуальность. Согласно данным Международного центра по контролю за заболеваниями (Center for Disease Control — CDC) 65–80% всех бактериальных инфекций, регистрируемых в странах всего Мира, ассоциированы со способностью их возбудителей образовывать биоплёнки. Для борьбы с биоплёнками разрабатываются различные способы, в том числе связанные с использованием ферментов, белков, экстрактов растений, композиционных антибактериальных покрытий. Способностью к плёнкообразованию обладают как антибиотикорезистентные, так и чувствительные штаммы, что подтверждает актуальность проблемы биоплёнкообразования бактериальными клетками и необходимость поиска решения вопроса лечения инфекций, вызванных плёнкообразующими изолятами.

Цель исследования — изучить влияния ферментного препарата Вобэнзим на формирование биоплёнок клинических изолятов бактерий и определить наличие потенцирующего эффекта на действие антибиотиков. Материал и методы. Использовали бактериологический метод. Изучали 20 штаммов, которые отличались способностью к плёнкообразованию.

Результаты. Наиболее выраженной плёнкообразующей способностью обладали Escherichia coli (Оптическая плотность (ОП)=1,0), Enterococcus faecalis (ОП=0,649), выделенный из отделяемого цервикального канала, и Enterobacter aerogenes (ОП=0,406), выделенный из отделяемого зева новорождённого ребёнка. Культивирование всех изучаемых штаммов в присутствии препарата Вобэнзим достоверно снижает их плёнкообразующую способность (ОП без добавления фермента — 0,255±0,005; с ферментом — 0,084±0,006, р=0,0009). Потенцирование антибиотиков ампициллина и амикацина ферментным препаратом Вобэнзим подтверждено снижением КОЕ/мкл более чем в два раза.

Заключение. Культивирование штаммов Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Enterococcus faecalis и Enterobacter aerogenes в присутствии препарата Вобэнзим достоверно снижает их способность к плёнкообразованию, что может быть использовано для профилактики биоплёнкообразования и при эрадикации штаммов условно-патогенных микроорганизмов, вызывающих инфекционно-воспалительные процессы слизистых оболочек нестерильных в норме локусов человеческого организма. Совместное использование препарата Вобэнзим с антибактериальной терапией оказывает как непосредственный потенцирующий эффект антибактериальных препаратов, так и опосредованное воздействие, повышающее клиническую эффективность от антибактериальной терапии за счёт снижения плёнкообразующей способности.

1. Матосова Е.В., Беседнова Н.Н., Кусайкин М.И., Андрюков Б.Г., Макаренкова И.Д., Щелканов М.Ю., Ляпун И.Н., Бынина М.П., Ермакова С.П., Звягинцева Т.Н. Антибиоплёночная активность фукоиданов бурых водорослей. Антибиотики и химиотер. 2023; 68 (9–10): 5–11.)]. doi: https://doi.org/10.37489/0235-2990-2023-68-9-10-5-11. [Matosova E.V., Besednova N.N., Kusaikin M.I., Andryukov B.G., Makarenkova I.D., Shchelkanov M.Yu., Lyapun I.N., Bynina M.P., Ermakova S.P., Zvyagintseva T.N. Antibiofilm activity of fukoidans isolated from brown algae. Antibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy. 2023; 68 (9–10): 5–11. doi: https://doi.org/10.37489/0235-2990-2023-68-9-10-5-11. (in Russian)]

2. Хрянин А.А. Биоплёнки микроорганизмов: современные представления. Антибиотики и химиотер. 2020; 65 (5–6): 70–77. doi: https://doi.org/10.37489/0235-2990-2020-65-5-6-70-77. [Khryanin A.A. Microbial biofilms: modern concepts. Antibiotics and Chemotherapy. 2020; 65 (5–6): 70–77. doi: https://doi.org/10.37489/0235-2990-2020-65-5-6-70-77. (in Russian)]

3. Tolker-Nielsen T. Biofilm development. Microbiol Spectr. 2015 Apr; 3 (2): MB-0001-2014. doi: 10.1128/microbiolspec.MB-0001-2014. PMID: 26104692.

4. Mirzaei R., Mohammadzadeh R., Alikhani M.Y., Shokri Moghadam M., Karampoor S., Kazemi S., Barfipoursalar A., Yousefimashouf R. The biofilm-associated bacterial infections unrelated to indwelling devices. IUBMB Life. 2020 Jul; 72 (7): 1271–1285. doi: 10.1002/iub.2266. Epub 2020 Mar 9. PMID: 32150327.

5. Николенко М.В., Барышникова Н.В., Малишевская О.И., Еноктаева О.В., Васева Е.М. Изучение динамики биоплёнкообразования Сandida sp. в течение суток модифицированным макрометрическим методом. Инфекция и иммунитет. 2022; 12 (6): 1129–1135. doi: https://doi.org/10.15789/2220-7619-AHC-1929. [Nikolenko M.V., Baryshnikova N.V., Malishevskaya O.I., Enoktaeva O.V., Vaseva E.M. A 24-hour Сandida sp. biofilm formation dynamically assesed with modified macrometric method. Russian Journal of Infection and Immunity = Infektsiya i immunitet. 2022; 12 (6): 1129–1135. doi: https://doi.org/10.15789/2220-7619-AHC-1929. (in Russian)]

6. Ciofu O., Tolker-Nielsen T. Antibiotic tolerance and resistance in biofilms. In: T. Bjarnsholt, P. Jensen, C. Moser, N. Høiby (eds.). Biofilm Infections. Springer, New York, NY. 2010. doi: 10.1007/978-1-4419-6084-9_13.

7. Полыгач О.А., Дабижева А.Н., Ворошилова Н.Н. Влияние композиции литических бактериофагов P. aeruginosa на формирование и разрушение бактериальных биоплёнок. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2018; 17 (4): 20–25. doi: https://doi.org/10.31631/20733046-2018-17-4-20-25. [Polygach O.A., Dabizheva A.N., Voroshilova N.N. Effect of the composition of lytic bacteriophages of P. aeruginosa formation and destruction of bacterial biofilms. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2018; 17 (4): 20–25. doi: https://doi.org/10.31631/2073-3046-2018-17-4-20-25. (in Russian)]

8. Song Y.J., Yu H.H., Kim Y.J., Lee N.K., Paik H.D. Anti-Biofilm Activity of Grapefruit Seed Extract against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. J Microbiol Biotechnol. 2019 Aug 28; 29 (8): 1177–1183. doi: 10.1041/jmb.1905.05022. PMID: 31370119.

9. Lagha R., Ben Abdallah F., Al-Sarhan B.O., Al-Sodany Y. Antibacterial and biofilm inhibitory activity of medicinal plant essential oils against Escherichia coli isolated from UTI patients. Molecules. 2019 Mar 23; 24 (6): 1161. doi: 10.3390/molecules24061161. PMID: 30909573; PMCID: PMC6471185.

10. Giedraitiene A., Pereckaite L., Bredelyte-Gruodiene E., Virgailis M., Ciapiene I., Tatarunas V. CTX-M-producing Escherichia coli strains: resistance to temocillin, fosfomycin, nitrofurantoin and biofilm formation. Future Microbiol. 2022 Jul; 17: 789–802. doi: 10.2217/fmb-2021-0202. Epub 2022 May 13. PMID: 35549350.