Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology13232ArticlesСтатьиResearch ArticleINFLUENCE OF LACTOBACILLUS FERMENTUM METABOLITES ON ULTRASTRUCTURE OF PATHOGENIC ESCHERICHIA COLIВЛИЯНИЕ МЕТАБОЛИТОВ LACTOBACILLUS FERMENTUM НА УЛЬТРАСТРУКТУРУ ПАТОГЕННЫХ ЭШЕРИХИЙShabanovaN. AШабановаН. АGostevaV. VГостеваВ. ВKlitsunovaN. VКлицуноваН. ВBondarenkoV. MБондаренкоВ. МGamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Moscow, RussiaНИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи, Москва15042009862NO2 (2009)№2 (2009)3609062023Copyright ©; 2009, Shabanova N.A., Gosteva V.V., Klitsunova N.V., Bondarenko V.M.Copyright ©; 2009, Шабанова Н.А., Гостева В.В., Клицунова Н.В., Бондаренко В.М.2009Shabanova N.A., Gosteva V.V., Klitsunova N.V., Bondarenko V.M.Шабанова Н.А., Гостева В.В., Клицунова Н.В., Бондаренко В.М.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/13232

Aim. To study ultrastructural changes of hemolytic and enterohemorrhagic Escherichia coli during interaction with metabolites of Lactobacillus fermentum . Materials and methods. Strains of pathogenic hemolytic (Hly) and enterohemorrhagic Escherichia coli (O157:H7) as well as symbiotic bacteriocinogenic strain Lactobacillus fermentum 97 were used. Inhibition of growth of viable cells was performed by delayed antagonism method. Using electron microscopy, assessment of ultrastructural changes of hemolytic and enterohemorrhagic E.coli under the influence of diffusing in MPC-agar metabolites of lactobacilli. Results. Changes pointing to profound destructive processes in bacterial cells were detected on ultrathin sections. Under the influence of diffusing metabolites of lactobacilli, the following changes were observed: destabilization of cell wall, expansion of periplasmatic space, and emergence of low electron density areas of cytoplasm in polar sections of cells with visualization of floccular material. Emergence of elongated paracrystallic packings and filamentous structures of different length, which deserve special study, was observed in cells of hemolytic E.coli . Conclusion. Bacteriocin-like products of lactobacilli during interaction with pathogenic E.coli cause profound destructive changes in the latter which lead to destruction of target cells.

Исследование ультраструктурных изменений клеток гемолитических и энтерогеморрагических кишечных палочек при взаимодействии с метаболитами Lactobacillus fermentum. Материалы и методы. Штаммы патогенных гемолитических (Hly) и энтерогеморрагических Escherichia coli (O157:H7) и симбиотический бактериоциногенный штамм Lactobacillus fermentum 97. Подавление роста жизнеспособных кишечных палочек осуществлено методом отсроченного антагонизма. С помощью электронно-микроскопического исследования проведена оценка ультраструктурных изменений клеток гемолитических и энтерогеморрагических эшерихий под воздействием диффундирующих в МРС-агар метаболитов лактобацилл. Результаты. На ультратонких срезах выявлены изменения, свидетельствующие о глубине протекающих деструктивных процессов в клетках эшерихий. Под действием диффундирующих метаболитов лактобацилл наблюдали дестабилизацию клеточной стенки, расширение периплазматического пространства и появление участков цитоплазмы низкой электронной плотности в полярных отделах клеток с визуализацией хлопьевидного материала. В клетках гемолитических E.coli наблюдали появление вытянутых паракристаллических укладок и филаментозных структур различной длины, требующих специального исследования. Заключение. Бактериоциноподобные вещества лактобацилл при взаимодействии с патогенными эшерихиями вызывают у последних выраженные деструктивные процессы, приводящие к гибели клеток-мишеней.

Lactobacillus fermentumbacteriocinspathogenic E.colitarget cellsultrastructural changesбактериоциныпатогенные Е.coliклетки-мишениультраструктyрные измененияБлинкова Л.П., Альтшулер М.Л., Дорофеева Е.С. и др. Молекулярные основы продукции и действия бактериоцинов. Журн. микробиол. 2007, 2: 97—104.Рыбальченко О.В., Бондаренко В.М., Вербицкая Н.Б. Проявление антагонистического действия бактериоциногенных Lactobacillus acidophilus на Klebsiella pneumoniae, Citrobacter freundii и Proteus mirabilis. Там же. 2006, 7: 8—11.Рыбальченко О.В., Бондаренко В.М., Добрица В.П. Атлас ультраструктуры микробиоты кишечника человека. СПб, 2008.Смирнова Т.А., Шамшина Т.Н., Константинова Г.Е. и др. Штамм Bacillus laterosporus с множественной биологической активностью. Биотехнология. 1993, 9: 11—15.Червинец Ю.В., Бондаренко В.М., Шабанова Н.А. Бактериоциногенные высокоантагонистические штаммы лактобацилл. Журн. микробиол. 2006, 7: 78—82.Eijsink V.G., Axelsson L., Diep D.B. et al. Production of class II bacteriocins by lactic acid bacteria; an example of biological warfare and communication. Ant. Leeuwen. 2002, 81: 639-654.Jack R.W., Tagg J.R., Ray B. Bacteriocins of grampositive bacteria. Microbiol. Rev. 1995, 59 (2): 171—200.Johnson-Henry K.C., Donato K.A., Shen-Tu G. et al. Lactobacillus rhamnosus strain GG prevents enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7induced changes in epithelial barrier function. Infect.Immun. 2008, 76 (4): 1340—1348.Mc Auliffe O., Ross R.P., Hill C. Lantibiotics: structure, biosynthesis and mode of action. FEMS Microbiol.Rev.2001, 25 (3): 285—308.Moriya H., Kaneko J., Nakamura S. et al. Electron microscopic observation of recombinant Escherichia coli cells overproducing human tumor necrosis factor-α as inclusion bodies. J. Electron Microscopy. 1991, 40 (5): 364—367.Papagianni M. Ribosomally synthesized peptides with antimicrobial properties: biosynthesis, structure, function and application. Biotechnol. Adv. 2003, 21(6): 465-499.Sablon E., Contreras B., Vandamme E. Antimicrobial peptides of lactic acid bacteria: mode of action, genetics and biosynthesis. Adv. Biochem. Engineer. Biotechnol. 2000, 68: 21—60.Schlieker Ch., Bukau B., Mogk A. Prevention and reservation of protein aggregation by molecular chaperones in E.coli cytosol: implications for their applicability in biotechnology. J. Bacteriol. 2007, 94: 13—24.Tien M-T., Girardin S.E., Regnault B. et al. Antiinflammatory effect of Lactobacillus casei on Shigella-infected human intestinal epithelial cells. J. Immunol. 2006, 176: 1228—1237.