Размещено на http://www.allbest.ru/

Изучение антибиотикорезистентности пробиотических штаммов микроорганизмов и условно-патогенных микроорганизмов с использованием тест-систем к бета-лактамным антибиотикам

Миндолина Ю.В., Клименко О.П., Мокина Е.С.

ФГБОУ ВО Оренбургский государственный университет, Оренбург Оренбург Россия

Данная статья посвящена изучению вопроса антибиотикорезистентности пробиотических и условно-патогенных микроорганизмов к -лактамным антибиотикам, которые включают пенициллины, цефалоспорины, карбопенемы и монобактамы. Данная группа антибиотиков является наиболее широко применяемая в медицинской практике, однако, бесконтрольное использование антимикробных препаратов привело к снижению их эффективности и развитию антибиотикорезистентности среди микроорганизмов. Изучение антибиотикорезистентности у пробиотических штаммов микроорганизмов интересно с точки зрения их совместного применения в комплексе с антибиотиками. Так было установлено, что бактерии рода Bacillus проявляют родовую устойчивость в отношении Ticarcilline, Oxacilline, Mecillinam, Cefsulodine, Ceftazidime, Imipeneme, Aztreonam.

Ключевые слова: Bacillus, S. aureus, E. coli, антибиотикорезистентность, лактамные антибиотики

This article is devoted to the study of the issue of antibiotic resistance of probiotic and conditionally pathogenic microorganisms to ?-lactam antibiotics. These include penicillins, cephalosporins, carbopenems and monobactams. This group of antibiotics is the most widely used in medical practice. However, the uncontrolled use of antimicrobial drugs has led to a decrease in their effectiveness and the development of antibiotic resistance among microorganisms. The study of antibiotic resistance in probiotic strains of microorganisms is interesting from the point of view of their joint use in combination with antibiotics. So it was found that bacteria of the genus Bacillus exhibit generic resistance against Ticarcilline, Oxacilline, Mecillinam, Cefsulodine, Ceftazidime, Imipeneme, Aztreonam.

Key words: Bacillus, S. aureus, E. coli, antibiotic resistance, ?-lactam antibiotics

антибиотик микроорганизм устойчивость лактамный

Злоупотребление антибиотиками в медицине, сельском хозяйстве и других отраслях приводит к тому, что в последнее десятилетие отмечается резкое увеличение доли антибиотикорезистентности среди различных микроорганизмов. Чрезмерное использование противомикробных препаратов для лечения людей и животных также вызвало накопление этих соединений в окружающей среде, и влияние такого накопления на возникновение устойчивости к антибиотикам не следует недооценивать. Такие организации, как Центры США по контролю и профилактике заболеваний (CDC), Европейский центр по профилактике и контролю заболеваний (ECDC) и Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), рассматривают инфекции, вызванные бактериями с множественной лекарственной устойчивостью, как возникающую глобальную и серьезную проблему общественного здравоохранения [1].

Широкое использование ?-лактамных антибиотиков обусловлено их эффективностью и безопасностью, однако на сегодняшний день большая часть данных антимикробных препаратов не используется на практике из-за возникшей резистентности к ним среди микроорганизмов. Устойчивость микроорганизмов к ?-лактамным антибиотикам связана с действием особых ферментов - ?-лактамаз, которые гидролизуют (инактивируют) все классы ?-лактама, включая карбапенемы. Staphylococcus aureus, Hemophilus influenzae и E. coli продуцируют бета-лактамазы, которые могут гидролизовать пенициллины, но не все цефалоспорины. Другие бета-лактамазы, продуцируемые Pseudomonas, Enterobacter, Neisseria gonorrhoeae и Moraxella catarrhalis, обладают способностью гидролизовать как пенициллины, так и цефалоспорины [2-4].

В связи с вышеизложенным на сегодняшний день наиболее перспективными являются исследования по поиску ингибиторов антибиотикорезистентности микроорганизмов, выявлению механизмов усиления эффективности уже имеющихся антибиотиков и разработке новых антибактериальных средств. Одним из направлений данных исследований является изучение антибиотикорезистентности среди пробиотических микроорганизмов. Использование пробиотиков на основе антибиотикорезистентных штаммов в сочетании с антибиотиками при комплексной терапии целого ряда заболеваний позволило бы составить принципиально новые схемы лечения и разработать новые антимикробные препараты [5].

Таким образом, целью нашего исследования является изучение антибиотикорезистентности пробиотических штаммов микроорганизмов и условнопатогенных микроорганизмов в отношении ?-лактамных антибиотиков.

В качестве объектов исследования использовались чистые культуры микроорганизмов: пробиотические штаммы Bacillus subtilis 534 и Bacillus subtilis 10641, S. aureus и E. coli. Антибиотикорезистентность исследуемых микроорганизмов оценивалась с помощью тестсистем «Bio Merieux», которые состоят из прозрачной полимерной пластинки, на каждой имеются по 20 микропробирок объемом 250 мкл, содержащих разные антибиотики различной концентрации (рисунок 1) [6].

Рисунок 1 - Тест-системы «Bio Merieux», предназначенные для определения антибиотикорезистентности

Результаты, полученные в ходе данного исследования, представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Сравнительная таблица по антибиотикорезистентности бактерий рода Bacillus, S. aureus и E. coli с применением тест-систем «Bio Merieux»

Анализируя полученные данные можно заметить, что бактерии рода Bacillus проявляют устойчивость к таким антибиотикам пенициллинового ряда, как тикарциллин, оксациллин и мециллинам. В отношении Penicilline G данные бактерии устойчивы только к низким концентрациям, при увеличении содержания с 0,125 мг/л до 8 мг/л антибиотика наблюдается подавление роста бацилл. К амоксициллину, мезлоциллину и пиперациллину пробиотические бактерии рода Bacillus проявляют чувствительность. Оба исследуемых пробиотических штамма резистентны к карбопенемам (имипенем) и монобактамам (азтреонам). Было обнаружено, что Bacillus subtilis 10641 проявляет штаммовую устойчивость к цефокситину, цефотаксиму, цефтизоксиму, в то время как Bacillus subtilis 534 проявляет чувтвительность к данным препаратам. Однако при уменьшении концентрации цефотаксима отмечается рост последнего. Оба штамма не растут в присутствии в среде цефамандола, цефаклора и латамоксефа, но устойчивы к цефтазидиму, цефсулодину.

Из условно-патогенных микроорганизмов E. coli проявляет резистентность к антибиотикам -лактамного ряда. Отмечается только чувствительность к повышенным концентрациям цефотаксима. Staphylococcus aureus в свою очередь устойчив к пенициллину и амоксициллину, умеренно устойчив к тикарциллину, мезлоциллину, оксациллину и мециллинаму. При увеличении концентрации пиперациллина наблюдается потеря устойчивости. Помимо этого, стафилококк проявляет резистентность к цефамандолу, цефокситину, цефотаксиму, цефсулодину, цефтазидиму, имипенему и азтреонаму. В отношении таких антибиотиков из группы цефалоспоринов, как цефтизоксим, цефаклор и латамоксеф наблюдается чувствительность бактерий S. aureus.

В ходе проведенных исследований была обнаружена штаммовая устойчивость Bacillus subtilis 10641 к таким антибиотикам, входящим в группу цефалоспоринов, как цефокситин, цефотаксим, цефтизоксим. Из условно-патогенных микроорганизмов E. coli проявляет наибольшую устойчивость к лактамным антибиотикам.

Список литературы

1. Roca, I. The global threat of antimicrobial resistance: science for intervention / I. Roca, M. Akova, F. Baquero [et al.] // New Microbes New Infect. - 2015. - №6. Р. 22-29.

2. Qin, Wenling ?-Lactam Antibiotics Renaissance / Wenling Qin, Mauro Panunzio and Stefano Biondi // Antibiotics (Basel). - 2014. - №3(2). - Р. 193-215.

3. Thakuria, Bhaskar The Beta Lactam Antibiotics as an Empirical Therapy in a Developing Country: An Update on Their Current Status and Recommendations to Counter the Resistance against Them / Bhaskar Thakuria and Kingshuk Lahon // Journal of Clinical and Diagnjstic Research. - 2013. - №7(6). - Р. 1207-1214.

4. Smith, Paul W. Pharmacokinetics of ?-Lactam Antibiotics: Clues from the Past To Help Discover Long-Acting Oral Drugs in the Future / Paul W. Smith, Fabio Zuccotto, Robert H. Bates [et al.] // ACS Infectious Diseases. - 2018. - №4(10). - Р. 1439-1447.

5. Филиппова, Е. С. Изучение антибиотикорезистентности некоторых пробиотических штаммов / Е. С. Филиппова, Н. А. Забокрицкий, А. В. Молдованов // Биомедицина. - 2010. - №5. - С. 142-144.

6. Королькова, Д. С. Антибиотикорезистентность пробиотических и патогенных микроорганизмов / Д. С. Королькова [и др.] // Наука. Общество. Человек. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции (30 сентября 2018 года, г. Смоленск) - Смоленск: МНИЦ «Наукосфера», 2018. - С. 7-13.

Размещено на Allbest.ru