The ability of uropathogenic Escherichia coli (UPEC) to form biofilms is one of the factors causing recurrent urinary tract infections. Myeloperoxidase and cathepsin G of phagocytic cells contribute to antimicrobial protection during inflammation. The existence of cross-reactions between UPEC bacteria, extracellular matrix of biofilms and effector immune cells also cannot be excluded. The aim of our study was to evaluate the secretion of myeloperoxidase and cathepsin G by neutrophils and mononuclear cells of human peripheral blood upon their interaction with bacteria from biofilms, and supernatants of reference cultures and clinical UPEC isolates. Neutrophils and mononuclear cells of peripheral blood of healthy men (n = 6) were isolated in a double Ficoll-Urografin gradient (1.077 g/mL and 1.112 g/mL). The reference DL82 strain of E. coli (fimH, papC, papGII, sfa, hlyA, usp, fyuA, iucD, iroCD, iroN), and the E. coli R44 clinical isolate (fimH) (106 cell/mL) were grown in 96-well polystyrene plates on LB medium for 24 h. The biofilm supernatants were sterilized by filtration (0.22 μM). Bacterial cells were released from the biofilm by sonication. Neutrophils were cultured with biofilm bacteria or their supernatants for 1 h, then centrifuged at 400 g, the supernatant was collected and frozen at -20 °C. MPO and cathepsin G activity was assessed using O-phenylenediamine dihydrochloride and N-benzoyl-L-tyrosine ethyl ester, respectively, by optical density measured in supernatants of neutrophil and mononuclear cell cultures. Statistical processing was performed using Excel software. It was shown that MPO secretion by neutrophils increased upon interaction with E. coli DL82 biofilm supernatants, in contrast to E. coli R44 supernatants. E. coli DL82 and E. coli R44 cells of biofilm did not affect MPO secretion. MPO secretion by human peripheral blood mononuclear cells remained at the control level when exposed to UPEC cells and supernatants. Contact of neutrophils with bacteria and supernatants of the E. coli R44 strain led to a decrease in the concentration of cathepsin G in the medium compared to the control. Exometabolites of UPEC bacterial biofilms seem to provide a more significant impact on neutrophil secretory activity than the bacteria per se.
Способность уропатогенных Escherichia coli (UPEC) образовывать биопленки является одним из факторов, обусловливающих рецидивы при инфекциях мочевыводящих путей. Миелопероксидаза (МПО) и катепcин G фагоцитов образуют противомикробную защиту при воспалении. Не исключено существование перекрестных взаимодействий между бактериями UPEC, внеклеточным матриксом биопленок и эффекторными клетками иммунной системы. Цель исследования – оценить секрецию МПО и катепсина G нейтрофилами и мононуклеарами периферической крови человека при взаимодействии с клетками биопленок и их супернатантами референтного и клинического UPEC. В работе использовали нейтрофилы и мононуклеарные клетки периферической крови здоровых мужчин (n = 6), выделенных на двойном градиенте фиколл-урографина (1,077 г/мл и 1,112 г/мл). Референтный штамм E. coli DL82 (fimH, papC, papGII, sfa, hlyA, usp, fyuA, iucD,iroCD, iroN) и клинический изолят E. coli R44 (fimH) (106 кл/мл) выращивали в 96-луночных полистироловых планшетах на среде LB в течение 24 ч. Супернатант биопленок стерилизовали фильтрацией (0,22 мкм). Клетки бактерий освобождали из биопленок ультразвуком. Нейтрофилы культивировали с бактериями биопленок или их супернатантами в течение 1 ч, затем откручивали при 400 g, супернатант отбирали и замораживали при -20 °С. Активность МПО и катепсина G оценивали с использованием О-фенилендиамин дигидрохлорида и N-бензоил-L-тирозин этилового эфира, соответственно, по оптической плотности в супернатантах нейтрофилов и мононуклеарных клеток. Статистическая обработка проведена с использованием программы Excel. Показано, что секреция МПО нейтрофилами увеличивалась при взаимодействии с супернатантами биопленок E. coli DL82 в отличие от супернатантов E. coli R44. Клетки биопленок E. coli DL82 и E. coli R44 не влияли на секрецию МПО. Секреция МПО мононуклеарными клетками периферической крови человека оставалась на уровне контроля при действии клеток и супернатантов UPEC. Контакт нейтрофилов с бактериями и супернатантами штамма E. coli R44 приводил к уменьшению концентрации катепсина G в среде по сравнению с контролем. Экзометаболиты бактериальных биопленок UPEC, по-видимому, оказывают более значительное влияние на секреторную активность нейтрофилов, чем сами бактерии.