DOI: https://doi.org/10.22263/2312-4156.2021.3.7
Плотников Ф.В.1, Мовсесян Н.А.2, Лептеева Т.Н.2, Торосян Т.А.2, Земко В.Ю.2, Ильин Е.А.3
Иммунитет и бактериальные биопленки: современное состояние вопроса (обзор литературы)
1Центр урологии и андрологии, г. Минск, Республика Беларусь
2Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет, г. Витебск, Республика Беларусь
3Витебская городская клиническая больница скорой медицинской помощи, г. Витебск, Республика Беларусь
Вестник ВГМУ. – 2021. – Том 20, №3. – С. 7-15.
Резюме.
Проблема профилактики и лечения инфекционных заболеваний в практическом здравоохранении является одной из сложных, не решенных и приоритетных. При этом уже доказан факт биопленкообразования микроорганизмами-возбудителями инфекционных заболеваний, что приводит к повышению устойчивости возбудителей инфекционно-воспалительных заболеваний к антибактериальным препаратам, хронизации инфекционного процесса, атипичному течению заболевания. Результаты многочисленных исследований демонстрируют взаимосвязь иммунной системы и бактериальных биопленок. Описано влияние звеньев гуморального и клеточного иммунитета на матрикс биопленок или некоторые его компоненты. Центральное место в антибиопленочном иммунитете занимают нейтрофилы, которые играют ключевую роль в фагоцитозе. Однако показано, что полисахаридный матрикс биопленок снижает фагоцитоз посредством ингибирования фагоцитарного клиренса биопленочных бактерий. Многие защитные реакции иммунной системы, предназначенные для борьбы с микроорганизмами, бактерии биопленок стали способны использовать в своих целях для развития, роста, питания. Так, например, лизоцим усиливал адгезию S. aureus на поверхности, запуская биопленкообразование. Ряд исследований показал разрушение биопленок при воздействии сыворотки крови. Другие исследования демонстрировали активацию системы комплемента в присутствии биопленки.
Ключевые слова: иммунитет, биопленка, антибиопленочный иммунитет, нейтрофилы.
Литература
1. Управление формированием микробных биопленок: анти- и пробиопленочные агенты / В. К. Плактунов [и др.] // Микробиология. – 2017. – Т. 86, № 4. – С. 402–420.
2. Харсеева, Г. Г. Биопленки патогенных бактерий: биологические свойства и роль в хронизации инфекционного процесса / Г. Г. Харсеева, Я. Н. Фролова, А. Ю. Миронов // Успехи современ. биологии. – 2015. – T. 135, № 4. – C. 346–354.
3. Nanoparticle-biofilm interactions: the role of the EPS matrix / S. Fulaz [et al.] // Trends Microbiol. – 2019 Nov. – Vol. 27, N 11. – P. 915–926.
4. Инфекции, связанные с установкой инородных материалов (протезы, сетки, импланты) / И. Н. Петухова [и др.] // Злокачеств. опухоли. – 2017. – № 3, спецвып. 1. – C. 57–60.
5. A New Acid-oxidizing Solution: Assessment of Its Role on Methicillinresistant Staphylococcus aureus (MRSA) Biofilm Morphological Changes / N. D’Atanasio [et al.] // Wounds. – 2015 Oct. – Vol. 27, N 10. – P. 265–273.
6. Kernien, J. F. Conserved inhibition of neutrophil extracellular trap release by clinical Candida albicans biofilms / J. F. Kernien, C. J. Johnson, J. E. Nett // J. Fungi (Basel). – 2017 Sep. – Vol. 3, N 3. – P. 49.
7. Staphylococcus aureus biofilms release leu-kocidins to elicit extracellular trap formation and evade neu-trophil-mediated killing / M. Bhattacharya [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2018 Jul. – Vol. 115, N 28. – P. 7416–7421.
8. Функциональный статус нейтрофилов при взаимодействии с микроорганизмами с разной степенью биопленко-образования, выделенными из ротовой полости лиц, использующих съемные стоматологические ортопедические конструкции / Ю. С. Шишкова [и др.] // Рос. иммунол. журн. – 2016. – Т. 10, № 3. – С. 370–372.
9. Пневмококковые биопленки / А. Н. Маянский [и др.] // Молекуляр. генетика, микробиология и вирусология. – 2015. – Т. 33, № 3. – С. 16–22.
10. Шлепотина, Н. М. Микробный пейзаж у пациентов с гнойно-некротическими формами синдрома диабетической стопы / Н. М. Шлепотина, О. Л. Колесников, Л. Л. Плоткин // Рос. иммунол. журн. – 2015. – Т. 9, № 2-1. – С. 710–712.
11. Современные представления о механизмах взаимодействия биопленки и факторов клеточного иммунитета / Н. М. Шлепотина [и др.] // Журн. микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2020. – № 1. – С. 83–90.
12. New insights into neutrophil extracellular traps: Mechanisms of formation and role in inflammation / H. Yang [et al.] // Front. Immunol. – 2016 Aug. – Vol. 7. – Р. 302.
13. Антимикробные стратегии нейтрофилов при инфекционной патологии / Б. Г. Андрюков [и др.] // Клин. лаб. диагностика. – 2016. – Т. 61, № 12. – С. 825–833.
14. Benarafa, C. Role of granule proteases in the life and death of neutrophils / C. Benarafa, H.-U. Simon // Biochem. Biophys Res. Commun. – 2017 Jan. – Vol. 482, N 3. – Р. 473–481.
15. Neutrophil extracellular traps and its implications in inflammation: An overview / V. Delgado-Rizo [et al.] // Front. Immunol. – 2017 Feb. – Vol. 8. – Р. 81.
16. Контроль первичной адгезии микроорганизмов и формирования биоплёнок на стоматологических материалах, используемых для трансдентальной имплантации при зубосохраняющих операциях / В. Н. Царёв [и др.] // Клин. лаб. диагностика. – 2018. – Т. 63, № 9. – С. 568–573.
17. Пневмококковые биопленки / А. Н. Маянский [и др.] // Молекуляр. генетика, микробиология и вирусология. – 2015. – Т. 33, № 3. – Р. 16–22.
18. Функциональный статус нейтрофилов при взаимодействии с микроорганизмами с разной степенью биопленкообразования, выделенными из ротовой полости лиц, использующих съемные стоматологические ортопедические конструкции / Ю. С. Шишкова [и др.] // Рос. иммунол. журн. – 2016. – Т. 10, № 3. – С. 370–372.
19. Ярец, Ю. И. Хроническая раневая инфекция: современные представления и диагностические подходы / Ю. И. Ярец // Здравоохранение. – 2016. – № 7. – С. 39–50.
20. Защитные стратегии нейтрофильных гранулоцитов от патогенных бактерий / Б. Г. Андрюков [и др.] // Здоровье. Мед. экология. Наука. – 2017. – № 1. – С. 4–18.
21. Dapunt, U. Innate immune response in implant-associated infections: neutrophils against biofilms / U. Dapunt, G. M. Hansch, C. R. Arciola // Materials (Basel). – 2016 May. – Vol. 9, N 5. – Р. 387.
22. Ерошенко, Д. В. Сравнительный анализ формирования и разрушения биоплёнок PIA-отрицательных бактерий Staphylococcus epidermidis под действием гидролитических факторов / Д. В. Ерошенко, В. П. Коробов // Вестн. ТГУ. Биология. – 2015. – № 1. – С. 28–36.
23. Участие внеклеточных ДНК-ловушек в защитных и патологических реакциях организма / И. И. Долгушин [и др.] // Рос. иммунол. журн. – 2015. – Т. 9, № 2. – С. 164–170.
24. Кравцов, А. Л. Роль нейтрофильных внеклеточных ловушек при особо опасных бактериальных инфекциях / А. Л. Кравцов // Журн. микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. – 2016. – № 4. – С. 95–104.
25. Human neutrophils use different mechanisms to kill Aspergillus fumigatus conidia and hyphae: evidence from phagocyte defects / R. P. Gazendam [et al.] // J. Immunol. – 2016 Feb. – Vol. 196, N 3. – С. 1272–1283.
26. Шварц, Т. А. Биопленки как микробное сообщество / Т. А. Шварц // Вестн. Курган. гос. ун-та. Сер. Естествен. науки. – 2015. – № 1. – С. 41–44.
27. Фролова, А. В. Новые антимикробные агенты, способные разрушать матрикс биопленок / А. В. Фролова, С. А. Сенькович, Ф. В. Плотников // Вестн. Смолен. гос. мед. акад. – 2015. – Т. 14, № 1. – С. 41–45.
28. Nanoparticle-biofilm interactions: the role of the EPS matrix / S. Fulaz [et al.] // Trends Microbiol. – 2019 Nov. – Vol. 27, N 11. – P. 915–926.
29. Leukotriene B4-neutrophil elastase axis drives neut rophil reverse transendothelial cell migration in vivo / B. Colom [et al.] // Immunity. – 2015 Jun. – Vol. 42, N 6. – P. 1075-1086.
30. Jenne, C. N. Neutrophils: multitasking first responders of immunity and tissue homeostasis / C. N. Jenne, S. Liao, B. Singh // Cell. Tissue Res. – 2018 Mar. – Vol. 371, N 3. – Р. 395–397.
31. Lee, K. Pseudomonas aeruginosa biofilm, a programmed bacterial life for fitness / K. Lee, S. S. Yoon // J. Microbiol. Biotechnol. – 2017 Jun. – Vol. 27, N 6. – Р. 1053–1064.
32. Biofilms: novel strategies based on antimicrobial peptides / E. Galdiero [et al.] // Pharmaceutics. – 2019 Jul. – Vol. 11, N 7. – Р. 322.
Сведения об авторах:
Плотников Ф.В. – к.м.н., доцент, врач-уролог, центр урологии и андрологии, г. Минск;
Мовсесян Н.А. – аспирант кафедры стоматологии детского возраста и ортодонтии с курсом ФПК и ПК, Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет;
Лептеева Т.Н. – аспирант кафедры клинической микробиологии, Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет;
Торосян Т.А. – к.м.н., доцент кафедры челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии с курсом ФПК и ПК, Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет;
Земко В.Ю. – к.м.н., доцент кафедры анестезиологии и реаниматологии с курсом ФПК и ПК, Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет;
Ильин Е.А. – врач-интерн, Витебская городская клиническая больница скорой медицинской помощи.
Адрес для корреспонденции: Республика Беларусь, 210009, г. Витебск, пр. Фрунзе, 27, Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет, кафедра стоматологии детского возраста и ортодонтии с курсом ФПК и ПК. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. – Мовсесян Наринэ Александровна.
