Влияние композиционного состава на основе экзометаболитов Saccharomyces boulardii в отношении патогенных и персистентных свойств грибов рода Candida

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Клинические проявления микозов широко варьируют от слабовыраженных повреждений слизистых до тяжелых инвазивных форм. В настоящее время на фармацевтическом рынке предоставлен широкий спектр антимикотических препаратов, включающих в себя пероральные и инъекционные препараты системного и наружного, местного применения. Разная степень эффективности, обусловлена химической структурой и особенностями фармакокинетики. Существенную проблему представляют рецидивы кандидоза слизистых оболочек. Одним из возможных вариантов решения этой проблемы можно рассматривать использование экзометаболитов бактериального или грибкового происхождения, воздействующих на морфофункциональные структуры грибов рода Candida spp. Целью исследования было получение бесклеточного супернатанта Saccharomyces boulardii (S. boulardii) и экстрактов трав, являющихся основой композиции с профилактическим действием против грибов рода Candida. Авторами предложен композиционный состав на основе экзометаболита S. boulardii и экстрактов трав для профилактики кандидоза. Контролем служил пропиленгликоль. Эффективность композиции оценивали на клинических изолятах C. albicans, C. glabrata и C. krusei, выделенных из вагинального биотопа в разведении 103-106 КОЕ/мл. На первом этапе изучили влияние метаболитов S. boulardii, на биологические свойства грибов. Далее определяли фунгицидную активность метаболитов и экстрактов методом серийных разведений в отношении изолятов микромицетов. На заключительном этапе исследовали влияние композиционного состава с наиболее эффективными экстрактами. Под влиянием супернатанта S. boulardii микромицеты утратили способность формировать ростовые трубки, наблюдалось снижение каталазной активности Candida sрp. как при носительстве, так и при болезни. Экзометаболиты достоверно снижали способность к пленкообразованию у культур, выделенных от больных вагинальным кандидозом. Наибольшую эффективность среди экстрактов показали экстракты зверобоя продырявленного и кориандра. Фунгицидные свойства композиции сохранялись на протяжении 12 часов после соинкубирования со всеми изолятами Candida sрp. Таким образом, композиция эффективна как в отношении C. albicans, так и C. non-albicans при носительстве и болезни.

Полный текст

Введение

Среди микотических оппортунистических инфекций кандидоз, вызванный грибами рода Candida, играет ведущую роль. В подавляющем большинстве случаев (85-90%) возбудителем кандидоза является Candida albicans (C. albicans), наиболее патогенный и значимый в клинической практике вид. Среди остальных видов Сandida sp. клиническое значение имеют преимущественно Candida glabrata (C. glabrata) – 5-10%, Candida tropicalis (C. tropicalis) – 3-5%, Candida parapsilosis (C. parapsilosis) – 3-5%, Candida krusei (C. krusei) – 1-3%, а также Candida guilliermondi (С. guilliermondi) и значительно реже – Candida pseudotropicalis (C. pseudotropicalis) [3, 10, 11].

Последнее десятилетие наблюдается устойчивая тенденция к росту кандидозов. Около 75% женщин за всю жизнь имеет хотя бы один эпизод вагинального кандидоза (ВК), доминирующим возбудителем которого является C. albicans. Около 50% пациенток фиксируют 2 и более эпизодов ВК на протяжении своей жизни. Примерно 15% женщин являются бессимптомными носителями грибов [9, 14]. Зачастую ВК протекает как рецидивирующая инфекция, трудно поддающаяся лечению. Ежегодно в мире фиксируется около 3 млн случаев рецидивирующих форм кандидоза, что является достаточно серьезным вызовом. Исходя из имеющихся данных, можно предположить, что заболеваемость ВК будет возрастать вследствие роста инфицирования грибами рода Candida других видов, обладающих резистентностью к большинству антимикотических препаратов. Анализ распространенности заболевания в разных возрастных группах показал, что чаще всего ВК страдают женщины репродуктивного возраста от 21 до 40 лет [9]. Решение данной проблемы может быть многосторонним. Получение композиции, содержащей экзометаболиты и экстракты трав, может стать одним из возможных вариантов комбинированного терапевтического подхода.

Материалы и методы

Эффективность композиции оценивали на 17 клинических изолятах C. albicans, 6 штаммов C. glabrata и 5 штаммов C. krusei, выделенных из вагинального биотопа в разведении 103-104 КОЕ/ мл и от больных вагинальным кандидозом с высеваемостью 106 КОЕ/мл. Бесклеточный супернатант из Saccharomyces boulardii (S. boulardii) получали по методике Маркова А.А. с соавт [6]. Культивирование S. boulardii проводилось на бульоне Шедлера при 37 °С в течение 24 часов.

Биологические свойства дрожжей в условиях межмикробных взаимоотношений изучали, добавляя в питательную среду стерильный бесклеточный супернатант.

Стерильность метаболитов проверяли путем высева на 5% кровяной агар с последующим инкубированием при 37 °С в течение 24 ч.

Полученный экзометаболит S. boulardii являлся основой предлагаемой композиции с профилактическим действием против грибов рода Candida. В состав композиции добавлялись экстракты трав полыни горькой, розы лепестков высококонцентрированный, хвоща, шалфея, ромашки аптечной, коры осины, зверобоя продырявленного, донника, коры березы, масло полыни таврической, масло кориандра. Получено было 11 образцов. Контролем служил пропиленгликоль.

В первой серии экспериментов изучали влияние метаболитов S. boulardii на биологические свойства грибов: пролиферации [8], морфогенеза [13], пленкообразование [7] и каталазы [1].

Во второй серии исследований определялась фунгицидная активность метаболитов методом серийных разведений [4] на Candida spp. каждые 6, 12, 18 и 24 часа.

Следующий этап включал изучение фунгицидной активности экстрактов на предложенные изоляты микромицетов.

На заключительном этапе изучалось влияние композиционного состава: бесклеточный супернатант с наиболее эффективными экстрактами зверобоя продырявленного и масла кориандра.

Статистическую обработку материалов и графическое изображение результатов осуществляли с использованием программ: Primer of Biostatics Version 4.03 by Stanton A. Glantz, 1998; Microsoft Office Excel 2010. Определяли М – среднее арифметическое, ä – среднеквадратичное отклонение, m – средняя ошибка среднего арифметического, данные представляли по форме М±m или М±ä. В случае соответствия сравниваемых выборок нормальному закону распределения (по |2) использовали t – критерий Стьюдента.

Результаты и обсуждение

В ряде экспериментов была установлена минимальная действующая концентрация экзометаболитов, оптимальное время соинкубирования, исключающее рост грибов. Также был подобран наиболее действенный состав экстрактов, ингибирующих Candida sрp.

Доказано, что под влиянием бесклеточного супернатанта S. boulardii микромицеты грибов утратили способность формировать ростовые трубки – важнейший фактор патогенности. Воздействие экзометаболитов S. boulardii способствовало утрате возможности образовывать псевдомицелий, регистрировались единичные клетки, деформированные очень крупные или наоборот мелкие. Морфогенез дрожжей в гифальные элементы может быть отнесен к факторам патогенности, так как встречается только у больных инвазивным кандидозом, в то время как для состояния носительства и не инвазивного кандидоза характерно нахождение грибов на поверхности эпителия [12].

В настоящее время описаны следующие морфологические варианты Сandida sp.: дрожжи, гифальные элементы (несептированный мицелий) и псевдогифы (псевдомицелий) – тонкие удлиненные клетки, расположенные друг за другом в виде нитей и не имеющие общей оболочки. Установлено, что штаммы C. albicans, не образующие псевдогиф и настоящего мицелия, постепенно теряют вирулентность.

Наблюдалось снижение каталазной активности Candida sрp. всех изучаемых культур как при носительстве, так и при болезни под влиянием метаболитов. Каталаза – гемсодержащий фермент, защищающий от действия перекиси водорода эндогенного и экзогенного происхождения.

Экзометаболиты достоверно снижали способность к пленкообразованию у культур, выделенных от больных вагинальным кандидозом с высеваемостью 106 КОЕ/мл (p < 0,05).

Для усиления действия композиции в отношении Candida sрp. использовали экстракты растений. Наибольшую эффективность показали экстракты зверобоя продырявленного и кориандра, которые влияли на пролиферативные свойства грибов, ингибируя их рост. В химический состав данных экстрактов входят флавоноиды и эфирные масла. Флавоноиды – это обширная группа фенольных соединений, которая относится к продуктам метаболизма растений и играет важнейшую роль в их росте и жизнедеятельности. Изменяя проницаемость цитоплазматической мембраны микроорганизмов, флавоноиды способствуют выходу ионов калия из клетки. Нарушение ионных градиентов ведет к изменению водного баланса и гибели клеток грибов [5].

Экспериментальными исследованиями установлено, что наряду с подавлением роста эфирные масла обладали способностью к инактивации факторов персистенции грибов рода Candida. Следующая серия экспериментов позволила определить, что фунгицидные свойства композиции сохраняются на протяжении 12 часов после соинкубирования со всеми изолятами Candida sрp. [2].

Формирование кандидозной биопленки проходит через три отличные друг от друга фазы роста, в течение которых происходит преобразование отдельных бластоспор в четкие клеточные сообщества с матрицей из полисахарида, заключенные в кожух волокнистой структуры [2].

Заключение

Таким образом, композиция, в состав которой входит бесклеточный супернатант S. boulardii и экстракты трав кориандра и зверобоя продырявленного, эффективна как в отношении C. albicans, так и C. non-albicans при носительстве и болезни.

Благодарности

Исследования проведены коллективом за счет средств программы «Приоритет 2030». Коллектив авторов выражает благодарность ректору Тюменского ГМУ И.М. Петрову, проректору по научно-исследовательской работе и инновационной политике Е.Б. Храмовой.

×

Об авторах

Н. В. Барышникова

ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Автор, ответственный за переписку.
Email: barnv7600@mail.ru

старший преподаватель кафедры микробиологии

Россия, Тюмень

Е. М. Васева

ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Email: barnv7600@mail.ru

к.фарм.н., доцент кафедры фармацевтических дисциплин

Россия, Тюмень

Д. С. Сивкова

ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Email: barnv7600@mail.ru

ассистент кафедры микробиологии, младший научный сотрудник лаборатории микробиома, регенеративной медицины и клеточных технологий

Россия, Тюмень

А. И. Борисенок

ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Email: barnv7600@mail.ru

к.фарм.н., доцент кафедры микробиологии

Россия, Тюмень

О. И. Малишевская

ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Email: barnv7600@mail.ru

к.фарм.н., доцент кафедры фармацевтических дисциплин

Россия, Тюмень

Ю. С. Приходько

ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Email: barnv7600@mail.ru

ассистент кафедры фармацевтических дисциплин

Россия, Тюмень

М. В. Николенко

ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ

Email: barnv7600@mail.ru

д.б.н., профессор кафедры микробиологии, заведующий лабораторией микробиома, регенеративной медицины и клеточных технологий

Россия, Тюмень

Список литературы

  1. Бухарин О.В. Проблемы персистенции патогенов в инфектологии // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии, 2006. № 4. С. 4-8. [Bukharin O.V. Problems of pathogen persistence in infectology. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2006, no. 4, pp. 4-8. (In Russ.)]
  2. Капустина О.А., Карташова О.Л. Факторы патогенности грибов рода Candida и возможность их регуляции эфирными маслами // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН, 2013. № 1. С. 1-10. [Kapustina O.A., Kartashova O.L. Factors of pathogenicity of fungi of the genus Candida and the possibility of their regulation by essential oils. Byulleten Orenburgskogo nauchnogo tsentra UrO RAN = Bulletin of the Orenburg Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2013, no. 1, pp. 1-10. (In Russ.)]
  3. Климко Н.Н., Васильева Н.В., Антонов В.Б. Проект рекомендаций по лечению кандидоза // Проблемы медицинской микологии, 2001. Т. 3. № 3. С. 12-25. [Klimko N.N., Vasilyeva N.V., Antonov V.B. Draft recommendations for the treatment of candidiasis. Problemy meditsinskoy mikologii = Problems in Medical Mycology, 2001, Vol. 3, no. 3, pp. 12-25. (In Russ.)]
  4. Клиническая лабораторная диагностика / под ред. В.В. Меньшикова. Лабинформ – РАМЛД. 1999. 352 с. [Clinical laboratory diagnostics / ed. V.V. Menshikov]. Labinform, RAMLD, 1999. 352 p.
  5. Куркин В.А., Куркина А.В., Авдеева Е.В. Флавоноиды как биологически активные соединения лекарственных растений // Фундаментальные исследования, 2013. № 11-9. С. 1897-1901. [Kurkin V.A., Kurkina A.V., Avdeeva E.V. The flavonoids as biologically active compounds of medicinal plants. Fundamentalnye issledovaniya = Fundamental Research, 2013, no. 11-9, pp. 1897-1901. (In Russ.)]
  6. Марков А.А., Тимохина Т.Х., Перунова Н.Б., Паромова Я.И. Регулирующее влияние экзометаболитов Bifidobacterium bifidum на пролиферативную активность условно-патогенных микроорганизмов // Вестник Смоленской государственной медицинской академии, 2018. № 1 (17). С. 56-62. [Markov A.A., Timokhina T.Kh., Perunova N.B., Paromova Ya.I. Regulatory effect of exometabolites Bifidobacterium bifidum on the proliferative activity of conditionally pathogenic microorganisms. Vestnik Smolenskoy gosudarstvennoy meditsinskoy akademii = Bulletin of the Smolensk State Medical Academy, 2018, no. 1 (17), pp. 56-62. (In Russ.)]
  7. Николенко М.В., Барышникова Н.В., Малишевская О.И., Еноктаева О.В., Васева Е.М. Изучение динамики биопленкообразования Candida sp. в течение суток модифицированным макрометрическим методом // Инфекция и иммунитет, 2022. Т.12, № 6. С. 1129-1135. [Nikolenko M.V., Baryshnikova N.V., Malishevskaya O.I., Enoktaeva O.V., Vaseva E.M. A 24-hour Сandida sp. biofilm formation dynamically assesed with modified macrometric method. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2022, Vol. 12, no. 6, pp. 1129-1135. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-AHC-1929.
  8. Патент на изобретение № 2285258 РФ Способ диагностики госпитальных штаммов / Э.А. Кашуба, Т.Х. Тимохина, Н.А. Курлович.; опуб. 27.04.2006 // Бюллетень, 2006, № 28. 11 с. [The patent for the invention № 2285258 of the Russian Federation. Ability to diagnose hospital strains / E.A. Kashuba, T.H. Timokhina, N.A. Kurlovich.; publ. 27/04/2006. // Bull. 2006, no. 28. 11 p. (In Russ.)]
  9. Руководство по амбулаторно-поликлинической помощи в акушерстве и гинекологии / под ред. В.Н. Серова, Г.Т. Сухих, В.Н. Прилепской, В.Е. Радзинского. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018. 1136 с. [Guidelines for outpatient care in obstetrics and gynecology / ed. V.N. Serova, G.T. Suhih, V.N. Prilepskoj, V.E. Radzinskogo]. Moscow: GEOTAR-Media, 2018. 1136 p.
  10. Сергеев А.Ю., Сергеев Ю.В. Грибковые инфекции: Руководство для врачей. М.: Биномпресс, 2003. 440 с. [Sergeev A.Yu., Sergeev Yu.V. Fungal infections: A guide for doctors]. Moscow: Binompress, 2003. 440 p.
  11. Сергеев А.Ю., Сергеев Ю.В. Кандидоз: Природа инфекции, механизмы агрессии и защиты, лабораторная диагностика, клиника и лечение. М.: Триада-Х, 2001. 472 с. [Sergeev A.Yu., Sergeev Yu.V. Candidiasis: Nature of infection, mechanisms of aggression and defense, laboratory diagnostics, clinical picture and treatment]. Moscow: Triada-X, 2001. 472 p.
  12. Шевяков М.А. Кандидоз пищевода: диагностика и современный выбор лечения // Лечащий врач, 2008. № 9. С. 16-18. [Shevyakov M.A. Esophageal candidiasis: diagnosis and modern choice of treatment. Lechashchiy vrach = Attending Physician, 2008, no. 9, pp. 16-18. (In Russ.)]
  13. Candida. Кандидозы. Лабораторная диагностика / Н.П. Елинов, Н.В. Васильева, А.А. Степанова, Г.А. Чилина, под ред. Н.П. Елинова. СПб.: Коста, 2010. 224 с. [Candida. Candidiasis. Laboratory diagnostics / N.P. Elinov, N.V. Vasilyeva, A.A. Stepanova, G.A. Chilina, ed. N.P. Elinova]. St. Petersburg: Costa, 2010. 224 p.
  14. Mendling W. Guideline vulvovaginal candidosis of the German Society for gynecology and Obstetrics, the Working Group for Infections and Infectimmynology in Gynecology and Obstetrics. Mucoses, 2012, Vol. 55, Suppl. 3, pp. 1-13.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Барышникова Н.В., Васева Е.М., Сивкова Д.С., Борисенок А.И., Малишевская О.И., Приходько Ю.С., Николенко М.В., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № 77 - 11525 от 04.01.2002.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах