Дифференциально-диагностические свойства и чувствительность к антибактериальным препаратам бактерий Pseudomonas aeruginosa

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Бактерии Pseudomonas aeruginosa при инфицировании восприимчивых видов реализуют факторы вирулентности, связанные с синтезом экзотоксинов (гемотоксин, лейкоцидин, цитотоксины) и эндотоксина липополисахаридной природы, что обусловливает многообразие клинических проявлений болезней, вызываемых данной группой бактерий. Установлено, что популяции бактерий P. aeruginosa, выделенные из объектов внешней среды, характеризуются психрофильностью, метаболической пластичностью, ростом на обедненных средах с сохранением вирулентности (Рубан Е.Л., 1986; Сомов Г.П., Литвин В.Ю., 1988; Куликовский А.В. и соавт., 1990; Павлова И.Б., Ленченко Е.М., 1998; Марченко Т.В., 2006; Макаров В.В., 2008; Шестаков А. Г., 2010; Захарченко О.Н., Плешакова В.И.,2011; Николаева Н. В., 2011; Викторов Д.А., 2011; Пруцаков В.С., 2011; Рождественская Т.Н., 2011; Серегин И.Г. и соавт., 2011; Баженова Е.А., 2012; Пушкарева В.И., 2014). Экзополисахариды, продуцируемые бактериями P.aeruginosa в виде биопленок, обладают защитным эффектом от действия активного кислорода, что приводит к смене бактериями фенотипа в виде перехода в мукоидную форму, способствует изменению у таких форм способности окраски по Граму, при снижении метаболизма наблюдается переход популяции в «некультивируемое состояние» и этим осложняется бактериологическая диагностика, характеризующаяся длительностью и ретроспективностью исследования (Мележик И.А. и соавт., 2013; Ленченко Е.М., 2014). При бессимптомной персистенции псевдомонад в организме бактерионосителей может происходить контаминация пищевого сырья, что обусловливает социальную значимость профилактических мероприятий в начале «пищевой цепи» (в животноводстве, птицеводстве и перерабатывающей промышленности) (Gram et al., 2002; Huang Meizi. et al.,2003; Shen Ying. et al.,2010; Iroha I. R. et al.,2011; Dóra Márta, 2011; He Lanxiang, et al.,2012). При мониторинге и сборе информации распространенности возбудителей инфекционных болезней наблюдается статистически достоверная тенденция роста множественной лекарственной устойчивости бактерий (Кальницкая О.И., 2012; Панин А.Н., Куликовский А.В., 2014; Тарасова И.И. и соавт., 2014; Аiello D. et al., 2010; Bjarnsholt T., 2011; He Xianyuan, 2014). Учитывая социальную и экономическую значимость проблемы к числу приоритетных задач относится изыскание антибактериальных препаратов, эффективность которых определяется экологической безопасностью и широким спектром действия, в том числе, по отношению к бактериям P.aeruginosa с множественной лекарственной устойчивостью вследствие повышенного синтеза экзополисахаридов, формирующих биопленки, замедляющих диффузию антибактериальных препаратов (Чеботарь И.В. и соавт., 2012). Для углубления научных познаний малоизученных вопросов этиологической значимости факторов вирулентности P.aeruginosa целесообразным является изучение динамики патологических процессов на восприимчивых лабораторных моделях, апробация, изыскание и подбор эффективных диагностических сред, тест-систем для дифференциации бактерий, экспресс-тестов изучения чувствительности к антибактериальным препаратам, что и определило актуальность темы диссертационной работы.
Цель работы: изучить дифференциально-диагностические антагонистические, патогенные свойства и чувствительность к антибактериальным препаратам Pseudomonas aeruginosa для оптимизации количественного учета, видовой идентификации и дифференциации сходных видов бактерий, выделенных из пищевого сырья и продуктов.
Задачи исследований:
- изучить морфологию колоний бактерий Pseudomonas aeruginosa;
- апробировать и изыскать эффективные дифференциально-диагностические среды и тест-системы для оптимизации видовой идентификации бактерий Pseudomonas aeruginosa от сходных видов грамотрицательных бактерий;
- изучить патогенные свойства бактерий Pseudomonas aeruginosa;
- изучить антагонистические свойства бактерий Pseudomonas aeruginosa;
- изучить чувствительность бактерий Pseudomonas aeruginosa к антибактериальным препаратам
Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена эффективность применения селективной среды «Сetrimide agar » (специфичность – 94,8 %) для количественного учета, видовой идентификации и дифференциации бактерий P.aeruginosa. Цитопатическое действие бактерий Pseudomonas aeruginosa на ткани и органы птиц характеризуется сочетанием общей сосудистой реакции с дистрофическими и некротическими изменениями паренхиматозных органов, признаками макрофагальных реакций, экссудативно-инфильтративными процессами тканей и органов иммунной системы. При изучении антагонистической активности бактерий установлено, что биологически активные вещества, продуцируемые P.aeruginosa, угнетали рост бактерий. При исследовании межвидового антагонизма, продуцируемые бактериями P.aeruginosa, угнетали рост бактерий S. enteritidis – 11,3±0,1; K. pneumonia – 11,0±0,3; C. freundii – 10,3±0,2; Y.enterocolitica – 10,0±0,2. Установлено, что культуры микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa, выделенные из пищевого сырья и продуктов, 79,8% были чувствительными к антибиотикам группы β-лактам (цефоперазон, цефотаксим, цефепим, азтреонам, имипенем, меропенем); 51,8% – аминогликозидам (гентамицин, тобрамицин, нетилмицин), 88,4% – хинолонам (норфлоксацин, пефлоксацин, ципрофлоксацин, левофлоксацин, ломефлоксацин); в то время 58,1 % были устойчивы к хлорамфениколу, тетрациклину, доксициклину.
Практическая значимость работы. На основе изучения морфологии колоний Pseudomonas aeruginosa модифицирована методика подготовки препаратов для микроскопического исследования колоний бактерий, результаты исследований по данной методике используются в учебном процессе на ветеринарно-санитарном факультете ФГБОУ ВПО «МГУПП» по дисциплинам: «Цитология, гистология, эмбриология»; «Эпизоотология».
Апробация материалов диссертации. Основные результаты диссертационной работы доложены и одобрены на заседаниях кафедры «Ветеринарная медицина» ФГБОУ ВПО «МГУПП» (Москва, 2011-2015 гг.); Материалы диссертации доложены на Международных научных конференциях студентов и молодых учёных «Живые системы и биологическая безопасность населения» (М., 2011; М., 2012).
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты изучения морфологии колоний P.aeruginosa;
- результаты изучения дифференциально-диагностических свойств бактерий P.aeruginosa;
- результаты изучения патогенных свойств P. aeruginosa;
- результаты изучения антагонистических свойств бактерий;
- результаты изучения чувствительности P. aeruginosa к антибактериальным препаратам
Публикация результатов исследований.
По материалам диссертации опубликованы 5 работ, в том числе 3 в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, библиографии, приложений. Работа изложена на 127 страницах компьютерного текста, содержит 14 таблиц, 17 рисунков. Библиографический список включает 230 источник, из них 110 иностранных авторов.