Цель данного исследования — изучить влияние нейтрофилов и их антимикробных факторов, перекиси водорода и дефензина α, на биомассу биопленки, жизнеспособность входящих в нее бактерий и эффективность конъюгативного переноса плазмиды pOX38:Cm от штамма [italic]E[/italic][italic]. [/italic][italic]coli[/italic] N4i pOX38:Cm в разные штаммы [italic]E[/italic][italic]. [/italic][italic]coli[/italic] (комменсальный К12 TG1 и уропатогенные DL82, R32, R45). Массивность биопленки реципиента [italic]E[/italic][italic]. [/italic][italic]coli[/italic] К12 TG1 с донором [italic]E[/italic][italic]. [/italic][italic]coli[/italic] N4i pOX38:Cm увеличивалась при добавлении нейтрофилов в концентрации 10⁵ кл/мл по сравнению с контролем, в то время как биомасса биопленки снижалась у уропатогенных штаммов [italic]E[/italic][italic]. [/italic][italic]coli[/italic] DL82/[italic]E[/italic][italic]. [/italic][italic]coli[/italic] R45 c донором с 10⁶/10⁴–10⁶ кл/мл нейтрофилов, соответственно. Выживаемость реципиентов [italic]E[/italic][italic]. [/italic][italic]coli[/italic] К12 TG1 и трансконъюгантов в биопленке была выше при добавлении всех концентраций нейтрофилов по сравнению с контролем. Действие 0,1 мМ H₂O₂ увеличивало показатель биомассы биопленки [italic]E[/italic][italic]. [/italic][italic]coli[/italic] DL82 и [italic]E[/italic][italic]. [/italic][italic]coli[/italic] R45, а концентрации 0,5 мМ для DL82 и 0,5 мМ, 2,5 мМ для R45 снижали биомассу биопленки бактерий в составе конъюгативной смеси. Частота конъюгативного переноса плазмиды pOX38:Cm была ниже в присутствии 2,5 мМ H₂O₂ в биопленке N4i pOX38:Cm × DL82, а также в присутствии 0,5 и 2,5 мМ H₂O₂ в биопленке N4i pOX38:Cm × R45 по сравнению с контролем. Частота конъюгации от донора [italic]E[/italic][italic]. [/italic][italic]coli[/italic] N4i pOX38:Cm в [italic]E[/italic][italic]. [/italic][italic]coli[/italic] DL82 снижалась при добавлении 5 или 25 нг/мл дефензина α, а частота конъюгации в биопленке N4i pOX38: Cm × R45 снижалась при добавлении 5 нг/мл, тогда как при добавлении 25 нг/мл — увеличивалась.
Данилов В.С., Зарубина А.П., Ерошников Г.Е., Соловьева Л.Н., Завильгельский Г.Б. Сенсорные биолюминесцентные системы на основе lux-оперонов разных видов бактерий // Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2002. Т. 3. С. 20–24. [Danilov V.S., Zarubina A.P., Erochnikov G.E., Solov’eva L.N., Kartashev F.V., Zavil’gel’skii G.B. Sensory bioluminescence systems based on lux-operons of various-type luminescent bacteria. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya = Herald of Moscow University. Series 16. Biology, 2002, vol. 3, pp. 20–24. (In Russ.)]
Abdesselem M., Pétri N., Kuhner R., Mousseau F., Rouffiac V., Gacoin T., Laplace-Builhé C., Alexandrou A., Bouzigues C.I. Real-time in vivo ROS monitoring with luminescent nanoparticles reveals skin inflammation dynamics. Biomed Opt. Express. 2023, vol. 14, no. 10, pp. 5392–5404. doi: 10.1364/BOE.501914.
DOI: 10.1364/BOE.501914
Bolatchiev A. Antibacterial activity of human defensins against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Peer J., 2020, vol. 8: e10⁴55. doi: 10.7717/peerj.10⁴55.
DOI: 10.7717/peerj.10⁴55
Burmølle M., Bahl M.I., Jensen L.B., Sørensen S.J., Hansen L.H. Type 3 fimbriae, encoded by the conjugative plasmid pOLA52, enhance biofilm formation and transfer frequencies in Enterobacteriaceae strains. Microbiology (Reading), 2008, vol. 154, no. pt 1, pp. 187–195. doi: 10.1099/mic.0.2007/010⁴54-0.
DOI: 10.1099/mic.0.2007/010⁴54-0
Flores-Mireles A.L., Walker J.N., Caparon M., Hultgren S.J. Urinary tract infections: epidemiology, mechanisms of infection and treatment options. Nat. Rev. Microbiol., 2015, vol. 13, no. 5, pp. 269–284. doi: 10.1038/nrmicro3432.
DOI: 10.1038/nrmicro3432
Guglielmini J., Quintais L., Garcillán-Barcia M.P., de la Cruz F., Rocha E.P. The repertoire of ICE in prokaryotes underscores the unity, diversity, and ubiquity of conjugation. PLoS Genet., 2011, vol. 8: e1002222. doi: 10.1371/journal.pgen.1002222.
DOI: 10.1371/journal.pgen.1002222
Hirschfeld J. Dynamic interactions of neutrophils and biofilms. J. Oral Microbiol., 2014, vol. 6: 26102. doi: 10.3402/jom.v6.26102.
DOI: 10.3402/jom.v6.26102
Kuznetsova M.V., Maslennikova I.L., Pospelova J.S., Žgur Bertok D., Starčič Erjavec M. Differences in recipient ability of uropathogenic Escherichia coli strains in relation with their pathogenic potential. Infect. Genet. Evol., 2022, vol. 97: 10⁵160. doi: 10.1016/j.meegid.2021.10⁵160.
DOI: 10.1016/j.meegid.2021.10⁵160
Lila A.S.A., Rajab A.A.H., Abdallah M.H., Rizvi S.M.D., Moin A., Khafagy E.S., Tabrez S., Hegazy W.A.H. Biofilm Lifestyle in Recurrent Urinary Tract Infections. Life (Basel), 2023, vol. 13, no. 1: 148. doi: 10.3390/life13010148.
DOI: 10.3390/life13010148
Maslennikova I.L., Nekrasova I.V., Kuznetsova M.V. Interaction of neutrophils and biofilm formed by uropathogenic Escherichia coli strains with different pathogenic potential. Bull. Exp. Biol. Med., 2022, vol. 174, no. 1, pp. 51–56. doi: 10.1007/s10⁵17-022-05647-4.
DOI: 10.1007/s10⁵17-022-05647-4
Michaelis C., Grohmann E. Horizontal gene transfer of antibiotic resistance genes in biofilms. Antibiotics (Basel), 2023, vol. 12, no. 2: 328. doi: 10.3390/antibiotics12020328.
DOI: 10.3390/antibiotics12020328
Moazzezy N., Asadi Karam M.R., Rafati S., Bouzari S., Oloomi M. Inhibition and eradication activity of truncated α-defensin analogs against multidrug resistant uropathogenic Escherichia coli biofilm. PLoS One, 2020, vol. 15, no. 7: e0235892. doi: 10.1371/journal.pone.0235892.
DOI: 10.1371/journal.pone.0235892
Németh B.C., Várkonyi T., Somogyvári F., Lengyel C., Fehértemplomi K., Nyiraty S., Kempler P., Mándi Y. Relevance of α-defensins (HNP1-3) and defensin β-1 in diabetes. World J. Gastroenterol., 2014, vol. 20, no. 27, pp. 9128–9137. doi: 10.3748/wjg.v20.i27.9128.
DOI: 10.3748/wjg.v20.i27.9128
Oliveira A., Sousa J.C., Silva A.C., Melo L.D.R., Sillankorva S. Chestnut honey and bacteriophage application to control Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli biofilms: Evaluation in an ex vivo wound model. Front. Microbiol., 2018, vol. 9: 1725. doi: 10.3389/fmicb.2018.01725.
DOI: 10.3389/fmicb.2018.01725
Olson P.D., Hunstad D.A. Subversion of Host Innate Immunity by Uropathogenic Escherichia coli. Pathogens, 2016, vol. 5, no. 1: 2. doi: 10.3390/pathogens5010002.
DOI: 10.3390/pathogens5010002
O’Toole G., Kaplan H.B., Kolter R. Biofilm formation as microbial development. Annu. Rev. Microbiol., 2000, vol. 54, pp. 49–79. doi: 10.1146/annurev.micro.54.1.49.
DOI: 10.1146/annurev.micro.54.1.49
Robinson A.E., Heffernan J.R., Henderson J.P. The iron hand of uropathogenic Escherichia coli: the role of transition metal control in virulence. Future Microbiol., 2018, vol. 13, no. 7, pp. 745–756. doi: 10.2217/fmb-2017-0295.
DOI: 10.2217/fmb-2017-0295
Rodríguez-Beltrán J., DelaFuente J., León-Sampedro R., MacLean R.C., San Millán Á. Beyond horizontal gene transfer: the role of plasmids in bacterial evolution. Nat. Rev. Microbiol., 2021, vol. 9, no. 6, pp. 347–359. doi: 10.1038/s41579-020-00497-1.
DOI: 10.1038/s41579-020-00497-1
Wang Z., Humphrey C., Frilot N., Wang G., Nie Z., Moniri N.H., Daaka Y. Dynamin2-and endothelial nitric oxide synthase-regulated invasion of bladder epithelial cells by uropathogenic Escherichia coli. J. Cell. Biol., 2011, vol. 192, no. 1, pp. 101–110. doi: 10.10⁸3/jcb.201003027.
DOI: 10.10⁸3/jcb.201003027
Watson J.R., Hains D.S., Cohen D.M., Spencer J.D., Kline J.M., Yin H., Schwaderer A.L. Evaluation of novel urinary tract infection biomarkers in children. Pediatr. Res., 2016, vol. 79, no. 6, pp. 934–939. doi: 10.1038/pr.2016.33.
DOI: 10.1038/pr.2016.33