Совместное воздействие бактериофагов и антибиотика на биоплёнку Pseudomonas aeruginosa

В настоящее время по-прежнему остро стоит проблема нозокомиальных инфекций. Одним из ключевых возбудите­лей такого рода заболеваний является Pseudomonas aeruginosa. Перспективность использования бактериофагов в профилактике и борьбе с инфекционными заболеваниями сейчас активно изучается. Целью исследования было изу­чение воздействия новых бактериофагов на биоплёнку Pseudomonas aeruginosa при совместном использовании с ан­тибиотиком гентамицином. Клетки лабораторного эталонного штамма P.aeruginosa РАО1 выращивали в 96-луночных планшетах в течение суток, образовавшиеся биоплёнки обрабатывали антибиотиком гентамицином в различных концентрациях, а также бактериофагами AN14 и AN1. Степень деградации биоплёнки оценивали с помощью окраши­вания кристаллическим фиолетовым. Использованные новые литические бактериофаги AN14 (семейство Siphoviridae), AN1 (семейство Myoviridae) продемонстрировали выраженную антибиоплёночную активность в первые сутки воздействия на биоплёнку P.aeruginosa (p<0,001). Эффект разрушительного воздействия гентамицина на био­плёнку возрастал с ростом концентрации антибиотика в диапазоне 2—16 мкг/мл. Добавление литических бактерио­фагов AN14 и AN1 усиливало действие антибиотика (p=0,05). Таким образом, совместное использование литических бактериофагов и антибиотиков приводило к более эффективной эрадикации биоплёнки, чем каждым антибактери­альным агентом отдельно.

1. Лазарева А.В., Чеботарь И.В., Крыжановская О.А., Чеботарь В.И., Маянскый Н.А. Pseudomonas aeruginosa: патогенность, патогенез и патология. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. — 2015. — Т. 17. — № 3. — С. 170—186.

2. Waters E.M., Neill D.R., Kaman B., Sahota J.S., Clokie M.R.J., Winstanley C. et. al. Phage therapy is highly effective against chronic lung infections with Pseudomonas aeruginosa. Thorax 2017; 72 (7): 666-667.

3. Danis-Wlodarczyk K., Vandenheuvel D., JangH. B., Briers Y., Olszak T., Arabski M. et al. A proposed integrated approach for the preclinical evaluation of phage therapy in Pseudomonas infections. Scientific reports 2016; 28115 (6). doi.org/10.1038/srep28115

4. Alves D.R, Perez-Esteban P., Kot W., Bean J. E., Arnot T., Hansen L. H. et al. A novel bacteriophage cocktail reduces and disperses Pseudomonas aeruginosa biofilms under static and flow conditions. Microb Biotechnol 2015; 9 (1): 61-74.

5. Dedrick R. M., Guerrero-Bustamante C.A., Garlena R.A., Russell D.A., Ford K., Harris K., Gilmour K.C., Soothill J., Jacobs-Sera D., Schooley R.T., Hatfull G.F., Spencer H. Engineered bacteriophages for treatment of a patient with a disseminated drug-resistant Mycobacterium abscessus. Nature Medicine 2019; 25: 730-733.

6. Горшкова А.С., Сыкиаинда H.H., Дрюккер В.В. Эффект бактериофагов на повышение чувствительности клеток Pseudomonas aeruginosa к антибиотикам. Сборник тезисов VI Всероссийского с международным участием Конгресса молодых ученых-биологов 'Симбиоз- Россия 2013', Иркутск. Издательство 'Аспринт', 2013. — C. 68—69.

7. Knezevic P, Petrovic O. A colorimetric microtiter plate method for assessment of phage effect on Pseudomonas aeruginosa biofilm. J Microbiol Methods 2008; 74 (2-3), 114-118.

8. Ceyssens P.J., Mesyanzhinov V., Sykilinda N., Briers Y., Roucourt B., Lavigne R, Robben J., Domashin A., Miroshnikov K., Volckaert G., Hertveldt K. The genome and structural proteome of YuA, a new Pseudomonas aeruginosa phage resembling M6. J Bacteriol 2008; 190 (4): 1429-1435.

9. Fong S.A., Drilling A., Morales S., Cornet M.E., Woodworth B. A., Fokkens W. J. Activity of bacteriophages in removing biofilms of Pseudomonas aeruginosa isolates from chronic rhinosinusitis patients. Front Cell Infect Microbiol 2017; 7 (418). doi:10.3389/fcimb.2017.00418

10. Chaudhry W.N., Concepcio'n-Acevedo J., Park T., Andleeb S., Bull J.J., Levin B.R. Synergy and Order Effects of Antibiotics and Phages in Killing Pseudomonas aeruginosa Biofilms. PLoS ONE 2017; 12 (1): e0168615. doi:10.1371/journal.pone.0168615

11. Latz S., Kruttgen A., Hafner H., Buhl E. M., Ritter K., Horz H.P. Differential Effect of Newly Isolated Phages Belonging to PB1-Like, phiKZ-Like and LUZ24-Like Viruses against Multi-Drug Resistant Pseudomonas aeruginosa under Varying Growth Conditions Viruses 2017; 9 (315). doi:10.3390/v9110315

12. Chan B. K., Turner P. E., Kim S., Mojibian H. R., Elefteriades J. A, Narayan D. Phage treatment of an aortic graft infected with Pseudomonas aeruginosa. Evolution, Medicine, and Public Health 2018; 1 (2018): 60-66. doi:10.1039/emph/eoy005

13. Schmidt C. Phage therapy's latest makeover. Nature Biotechnology 2019; https://doi.org/10.1038/s41587-019-0133-z