КОЛІЦИНОГЕННІСТЬ ТА ПЛАЗМІДНИЙ СПЕКТР ЯК ПОКАЗНИКИ ДИНАМІЧНОГО СТАНУ ПОПУЛЯЦІЙ КИШКОВОЇ ПАЛИЧКИ

УДК 57.088.7:616.34-088.8:579.842.1/2

Кишкова мікрофлора є однією з найскладніших еконіш, часто розглядається як окремий орган людського організму. В роботі представлено дослідження наявності і кількості плазмід, виділених із штамів Е.coli, ізольованих з кишечника пацієнтів різної вікової категорії. Особливо акцентується увага на бактеріоцинах (коліцинах).
Бактеріоцини – це антимікробні пептиди, які виробляються бактеріями для конкуренції з іншими бактеріями за поживні речовини та екологічні ніші. Антимікробна дія цих пептидів на популяції бактерій у кишечнику, ймовірно, є динамічною, оскільки виживання мікробів у цьому середовищі залежить як від конкуренції, так і від співіснування. 

Мікроорганізми існують в складних багатокомпонентних спільнотах - біоценозах, всередині яких формуються характерні взаємовідношення, які сприяють збереженню життєздатності мікробних популяцій, утворюючи єдину екологічну систему взаємовигідних симбіотичних відносин. Однією зі стратегій, які використовують бактерії, щоб гарантувати свій ріст у спільнотах, є антагонізм, який ефективно обмежує ріст інших
мікроорганізмів [1]. Сучасні молекулярно-генетичні методи дозволили виявити близько 500 видів бактерій в кишечнику людини, серед яких Escherichia coli (E.coli) є одним з найважливіших симбіонтів товстої кишки [2]. Неоднорідність популяції кишкової палички зумовлює її 
полігональність різноманітних фенотипових проявів, вивчення яких залишається актуальним і сьогодні [3].
Бактерії, археї, еукарії та віруси співіснують в кишечнику людини, і це співіснування функціонально врівноважується симбіотичними або антагоністичними відносинами. Антагонізм часто характеризується продукуванням антимікробних сполук проти інших організмів, які займають ту ж екологічну нішу. Така спільна еволюція в кишечнику є поштовхом до розробки спеціалізованих антимікробних препаратів, які привертають підвищену увагу, оскільки вони можуть служити новими альтернативами антибіотикам і таким чином допомогти вирішити глобальну проблему антимікробної стійкості. Шлунково-кишковий (ШКТ) особливо підходить для пошуку нових антимікробних препаратів завдяки величезній кількості мікробів, які його заселяють [4]. Плазміди –позахромосомні молекули ДНК, які в своєму складі несуть відповідні гени (наприклад стійкості до антибіотиків, продукції коліцинів, факторів патогенності, F-факторкон‘югативні плазміди (забезпечують процес формування пілів та транспорт ДНК) [5]. Так, R-плазміди - завжди несуть гени (один чи більше), що кодують білки, інактивуючі антибіотики [6]. Коліцинові плазміди кодують варіанти коліцинів та аналогічні білки (бактеріоцини). Останні відіграють велику роль в природних бактеріологічних спільнотах, синтез цих речовин має значення для конкуренції всередині популяції і між ними, тобто в інгібуванні розвитку інших бактерій, що володіють схожими поживними потребами [7]. Велике значення має використання бактеріоциногенії в медицині:
- при аналізі умов, які сприяють виникненню бактеріальних інфекцій [8];
- при вивченні динаміки мікрофлори в здорових і хворих людей [9];
- при розробці деяких питань патогенеза кишкових і інших інфекцій;
- з метою епідеміологічного аналізу;
- для нормалізації мікробного ценоза [10, 11].
Мета дослідження. Встановлення ролі E. coli в ентеробактеріальних асоціаціях товстої кишки. На основі фенотипових ознак, як плазмідний спектр, коліциногенність охарактеризувати штами кишкової палички, які персистують у пацієнтів з порушенням еубіоза кишечника.
Матеріали та методи досліджень. Обстежено мікробний пейзаж випорожнень 50 пацієнтів різного віку. Обстежені пацієнти були розділені на вікові групи: 1) діти до року - 21 особа; 2) діти до 14 років - 13 осіб; 3) підлітки (15-17 років) - 1 особа; 4) дорослі – 15 осіб.
Виділені мікроорганізми досліджували за морфологічними, культуральними, біохімічними властивостями відповідно до чинних методичних матеріалів. Виділену чисту культуру E.coli ідентифікували за допомогою тестів Lachema (Чехія) - Enterotest I та Enterotest II.
Досліджувані клони перевіряли на наявність плазмідної ДНК, за допомогою лужного методу [12]. Напруга електричного поля становила 6-10 В/см. Час розділення 4-6 години. Для визначення розміру в якості стандарту використовували ДНК плазміди F (E. coli К12).
При виявленні біосинтезу коліцинів користувались методом, розробленим співробітниками ІЕІХ АМН України [13,14]. З метою виявлення спектру активності в якості індикаторних штамів використовували стандартні лабораторні штами E. coli: К12, ВЕ та  E.coli М-17 (виділений з пробіотику „Колібактерин”).

Висновки та перспективи. В 14 з 50 пацієнтів ізольовано E coli в монокультурі, 36 пацієнтів - в ізоляції з іншими ентеробактеріями. Виявлено найбільшу кількість поліплазмідних штамів кишкової палички в асоціації з іншими ентеробактеріями (88%), в монокультурі (67%). Штами кишкової палички, виділені з асоціації, частіше (81%) містять великі плазміди. Однаковою виявилась кількість бактеріоциногенних штамів монокультурі та в асоціації – 64%. В асоціації кишкових ентеробактерій зростає частота виявлення плазмідних штамів E coli, розширюється спектр активності коліцинів. Можливо, що саме ці властивості є ключовими для створення ефективних пробіотиків для тих видів бактерій, яким складно підібрати пребіотічні стимулятори. Окрім того, бактеріоцини мають великі перспективи для лікування захворювань, викликаних патогенними бактеріями, і можуть використовуватися в майбутньому як альтернатива існуючим антибіотикам; потенційне терапевтичне застосування цих сполук для підтримки гомеостазу в кишечнику та біоконтролю патогенних бактерій.