Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology90310.36233/0372-9311-2020-97-5-5ORIGINAL RESEARCHESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleIn vitro study of the effect of Bifidobacterium bifidum probiotic strain DNA on the cell concentration and colonization properties of intestinal microsymbiontsИзучение in vitro влияния ДНК пробиотического штамма Bifidobacterium bifidum Bifidobacterium bifidum на количественный уровень и колонизационные свойства кишечных микросимбионтовhttps://orcid.org/0000-0002-3475-9125ZakharovaYulia V.ЗахароваЮлия Викторовна
Russian Federation

Yulia V. ZakharovaM — Cand. Sci. (Med.), Assoc. Prof., Chair of microbiology, immunology and virology.

650056, Kemerovo

Захарова Юлия Викторовна — кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры микробиологии, иммунологии и вирусологии.

650056, Кемерово

yvz@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9300-5334SukhikhAndrey S.СухихАндрей Сергеевич
Russian Federation

Andrey S. Sukhikh — Cand. Sci. (Pharm.), Assoc. Prof., senior researcher, Central research laboratory.

650056, Kemerovo

Сухих Андрей Сергеевич — кандидат фарм.наук, доцент, с.научный сотрудник Центральной научно-исследовательской лаборатории.

650056, Кемерово

suhih_as@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5977-9149LevanovaLyudmila A.ЛевановаЛюдмила Александровна
Russian Federation

Lydmila A. Levanova — D. Sci. (Med.), Assoc. Prof., Head, Chair of microbiology, immunology and virology.

650056, Kemerovo

Леванова Людмила Александровна — доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой микробиологии, иммунологии и вирусологии.

650056, Кемеровоmicro@kemsma.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6150-1808PlotnikovaEkaterina Yu.ПлотниковаЕкатерина Юрьевна
Russian Federation

Ekaterina Yu. Plotnikova — D. Sci. (Med.), Prof., Professor of the Department of outpatient therapy, postgraduate training and nursing.

650056, Kemerovo

Плотникова Екатерина Юрьевна — доктор медицинских наук, профессор, профессор каф. поликлинической терапии, последипломной подготовки и сестринского дела.

650056, Кемерово

eka-pl@rambler.ruKemerovo State Medical UniversityФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет041120209754244300411202004112020Copyright ©; 2020, Zakharova Y.V., Sukhikh A.S., Levanova L.A., Plotnikova E.Y.Copyright ©; 2020, Захарова Ю.В., Сухих А.С., Леванова Л.А., Плотникова Е.Ю.2020Zakharova Y.V., Sukhikh A.S., Levanova L.A., Plotnikova E.Y.Захарова Ю.В., Сухих А.С., Леванова Л.А., Плотникова Е.Ю.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/903

Aim. To estimate in vitro the effect of DNA isolated from the probiotic strain Bifidobacterium bifidum 791 on the cell concentration and adhesive properties of fecal isolates of bifidobacteria and opportunistic microorganisms of different species.

Materials and methods. DNA was isolated from the probiotic strain Bifidobacterium bifidum 791. Biomass containing bifidobacteria was washed from the nutrient medium. The suspension of bacteria in the buffer solution was subjected to ultrasonic disintegration with a frequency of 40 kHz three times for 30 minutes, followed by centrifugation. The supernatants were combined and purified chromatographically on CL-4B Sepharose. B. breve, B. bifidum, B. infantis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli lac-, Enterococcus faecalis, and Candida albicans were used as test cultures, isolated from the intestines of conditionally healthy adults.

Results. The nucleic acid solution with a concentration of 3.54 |jg/ml did not affect the cell number of bifidobacteria (p = 0.61). The DNA content in the solution of 14.15-21.23 jg/ml increased the titers of B. bifidum and B. breve by 2 lg CFU/ml compared to the control (p = 0.01), but did not affect the titers of S. aureus, E. coli lac-, E. faecalis, C. albicans (p = 0.73). The DNA solution stimulated the self-aggregation of bifidobacteria in 1.5-2.0 times. The ability to autoaggregate under the influence of bifidobacterial DNA in S. aureus, E. faecalis, C. albicans did not change, in E. coli lacincreased 2.3 times (p = 0.05).

Conclusion. A DNA solution of the probiotic strain B. bifidum 791 with a content 14.15-21.23 jg/ml stimulates the reproduction and autoaggregation of fecal B. breve, B. bifidum.

Цель — оценка invitro влияния ДНК, выделенной из пробиотического штамма Bifidobacteriumbifidum 791, на количественный уровень и адгезивные свойства фекальных изолятов бифидобактерий и условно-патогенных микроорганизмов разных видов.

Материалы и методы. ДНК выделяли из пробиотического штамма B. bifidum 791. Биомассу бифидобактерий отмывали от питательной среды. Взвесь бактерий в буферном растворе трижды подвергали ультразвуковой обработке с частотой 40 кГц в течение 30 мин с последующим центрифугированием. Супернатанты объединяли и очищали хроматографически на Сефарозе CL-4B. В качестве тест-культур использовали B. breve, B. bifidum, B. infantis, Staphylococcusaureus, Escherichiacolilac-, Enterococcusfaecalis, Candidaalbicans, изолированные из кишечника взрослых относительно здоровых людей.

Результаты. Раствор нуклеиновой кислоты концентрацией 3,54 мкг/мл не влиял на количественный уровень бифидобактерий (p = 0,61). Содержание ДНК в растворе 14,15-21,23 мкг/мл способствовало увеличению титров B. bifidum и B. breve на 2 lg КОЕ/мл по сравнению с контролем (p = 0,01), но не влияло на титры S. aureus, E. colilac-, E. faecalis, C. albicans (p = 0,73). Раствор ДНК повышал аутоагрегацию бифидобактерий в 1,5-2,0 раза. Способность к аутоагрегации под влиянием бифидобактериальной ДНК у S. aureus, E. faecalis, C. albicans не изменялась, у E. colilacувеличивалась в 2,3 раза (p = 0,05).

Заключение. Раствор ДНК пробиотического штамма B. bifidum 791 концентрацией 14,15-21,23 мкг/мл стимулирует размножение и аутоагрегацию B. breve, B. bifidum фекального происхождения.

DNAbifidobacteriacell concentrationself-aggregationДНКбифидобактерииколичественный уровеньаутоагрегацияБовбель И.Э. Современные представления о микробиоте кишечника и возможности эффективного применения пробиотиков в практике врача-педиатра. Медицинские новости. 2017; (2): 25-31.Аверина О.В., Даниленко В.Н. Микробиота кишечника человека: роль в становлении и функционировании нервной системы. Микробиология. 2017; 86(1): 5-24. https://doi.org/10.7868/S0026365617010050Шендеров Б.А., Голубев В.Л., Данилов А.Б. Роль питания и симбиотической микробиоты в эпигенетике нейродегенеративных заболеваний. Лечение заболеваний нервной системы. 2015; (1): 3-14.Щербакова М.Ю., Власова А.В., Роживанова Т.А. Роль микробиоты кишечника в развитии ожирения в возрастном аспекте. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2015; (2): 11-6.Meng С., Bai C., Brown T.D., Hood L.E., Tian Q. Human gut microbiota and gastrointestinal cancer. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2018; 16(1): 33-49. https://doi.org/10.1016/j.gpb.2017.06.002Конев Ю.В., Лазебник Л.Б. Роль эндотоксина кишечной микробиоты в патогенезе атеросклероза. Терапия. 2015; 2(2): 19-27.Yahfoufi N., Mallet J.F., Graham E., Matar C. Role of probiotics and prebiotics in immunomodulation. Curr. Opin. Food Sci. 2018; 20: 82-91. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2018.04.006Глушанова Н.А., Шендеров Б.А. Взаимоотношения пробиотических и индигенных лактобацилл хозяина в условиях совместного культивирования in vitro. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2005; (2): 56-61.Moniz P., Ho A.L., Duarte L.C., Kolida S., Rastall R.A., Perei¬ra H., et al. Assessment of bifidogenic effect of substituted xylooligosaccharides obtained from corn straw. Carbohydr. Polym. 2016; 136: 466-73. https://doi.org/10.1016/jxarbpol.2015.09.046Хорошилова И.А., Гранитов В.М. Применение прои пребиотиков в лечении инфекционных поражений кишечника. Медицинское обозрение. Наука и практика. 2015; (3): 26-31.Бондаренко В.М., Рыбальченко О.В., Орлова О.Г. Бактериальные биопленки условно-патогенных бактерий и их подавление пробиотическими лактобациллами. Лечение и профилактика. 2014; (2): 28-35.Петрова Н.В. Биопленки: этапы формирования, свойства и клинические последствия. Клиническая патофизиология. 2015; (3): 9-16.Jakubovics N., Burgess J.G. Extracellular DNA in oral microbial biofilms. Microbes Infect. 2015; 17(7): 531-7. https://doi.Org/10.1016/j.micinf.2015.03.015Тец Г.В., Артеменко Н.К., Заславская Н.В., Тец В.В. Состояние бактериальных биопленок при длительном культивировании. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2013; 155(4): 460-3.Тюляндина Е.В., Годовалов А.П. Изучение действия лейкоцитов, активированных индуктором интерферона, на биопленки Staphylococcus aureus. Авиценна. 2016; 1(9): 21-2.Данилова Т.А., Данилина Г.А., Аджиева А.А., Минко А.Г., Николаева Т.Н., Жуховицкий В.Г. и др. Влияние Мирамистина и Фоспренила на микробные биопленки. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2017; 163(4): 435-9.Рахматулина М.Р., Нечаева И.А. Биопленки микроорганизмов и их роль в формировании резистентности к антибактериальным препаратам. Вестник дерматологии и венерологии. 2015; (2): 58-62.Holmes D.S., Quigley M. A rapid boiling method for the preparation of bacterial plasmids. Anal. Biochem. 1981; 114(1): 193-7. https://doi.org/10.1016/0003-2697(81)90473-5Брилис В.И., Брилине Т.А., Ленцнер Х.П., Ленцнер А.А. Методика изучения адгезивного процесса микроорганизмов. Лабораторное дело. 1986; 4: 210-2.Del Re B., Sgorbati B., Miglioli M., Palenzona D. Adhesion, autoaggregation and hydrophobicity of 13 strains of Bifido-bacterium longum. Lett. Appl. Microbiol. 2000; 31(6): 438-42. https://doi.org/10.1046/j.1365-2672.2000.00845Бухарин О.В., Перунова Н.Б. Микробное распознавание «свой-чужой» в условиях кишечного микросимбиоценоза человека. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2011; (6): 46-51.