Ультраструктурные особенности штаммов Bacillus cerеus, выделенных при язвенном колите

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Bacillus cereus — широко распространённый вид бацилл и возбудитель ряда заболеваний. Этиопатогенетическая роль В. cereus при язвенном колите остаётся неизученной.

Цель — обнаружение ультраструктурных особенностей штаммов В. cereus , ассоциированных с язвенным колитом.

Материалы и методы. С помощью световой и электронной (сканирующей и трансмиссионной) микроскопии изучены в динамике ультраструктурные особенности эталонных штаммов В. cereus и штаммов В. cereus , выделенных при язвенном колите.

Результаты. Показано, что эталонные и свежевыделенные из клинического материала штаммы В. cereus при культивировании in vitro демонстрируют сходную способность к спорообразованию, манифестирующуюся формированием спор типичного строения, состоящих из сердцевины, кортекса, оболочки и экзоспориума. Штаммам В. cereus клинического происхождения свойственно наличие атипичных лентовидных и пластинчатых включений — ультраструктурных особенностей, отсутствующих у эталонных штаммов В. cereus .

Заключение. Обнаруженные ультраструктурные детали, возможно, отражают экологически обусловленные особенности споруляции штаммов В. cereus клинического происхождения. Участие лентовидных и пластинчатых включений в патогенезе язвенного колита требует дальнейшего изучения. Электронномикроскопическое исследование может оказаться полезным в рамках клинико-бактериологической диагностики язвенного колита.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Владимир Григорьевич Жуховицкий

Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. почетного академика Н.Ф. Гамалеи; Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования

Автор, ответственный за переписку.
Email: zhukhovitsky@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-4653-2446
SPIN-код: 7983-1177

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва; Москва

Татьяна Александровна Смирнова

Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. почетного академика Н.Ф. Гамалеи

Email: smiryu@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7121-635X

д-р мед. наук

Россия, Москва

Марина Алексеевна Сухина

Национальный медицинский исследовательский центр колопроктологии им. А.Н. Рыжих

Email: marinasukhina@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-4795-0751
SPIN-код: 9577-5290

канд. биол. наук

Россия, Москва

Маргарита Владимировна Зубашева

Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. почетного академика Н.Ф. Гамалеи

Email: mzubzsheva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7330-7343
SPIN-код: 3251-0315

канд. биол. наук

Россия, Москва

Наталья Владимировна Шевлягина

Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. почетного академика Н.Ф. Гамалеи

Email: nataly-123@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-9651-1654
SPIN-код: 8629-5414

канд. мед. наук

Россия, Москва

Светлана Георгиевна Андреевская

Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. почетного академика Н.Ф. Гамалеи

Email: hacaranda@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4704-4329
SPIN-код: 8162-2103

канд. мед. наук

Россия, Москва

Анна Анатольевна Кузьмина

Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. почетного академика Н.Ф. Гамалеи

Email: nuynik@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3515-1891
Россия, Москва

Матвей Ильич Ясиновский

Федеральный научно-исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии им. почетного академика Н.Ф. Гамалеи

Email: myasinovski@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3122-8054
Россия, Москва

Список литературы

  1. Liu Y, Lai Q, Göker M, et al. Genomic insights into the taxonomic status of the Bacillus cereus group. Scientific Reports. 2015(5):14082. doi: 10.1038/srep14082
  2. Bazinet AL. Pan-genome and phylogeny of Bacillus cereus sensu lato. BMC Ecology and Evolution. 2017;17:176–191. doi: 10.1186/s12862-017-1020-1
  3. Jensen GB, Hansen BM, Eilenberg J, Mahillon J. The hidden lifestyles of Bacillus cereus and relatives. Environ Microbiol. 2003;5(8):631–640. doi: 10.1046/j.1462-2920.2003.00461.x
  4. Logan NA, Hoffmaster AR, Shadomy SV, Stauffer KE. Bacillus and other aerobic endospore-forming bacteria. Versalovic J, Karroll KC, Funke G, et al editors. Washington: ASM Press; 2011.
  5. Rasko DA, Altherr MR, Han CS, Ravel J. Genomics of the Bacillus cereus group of organisms. FEMS Microbiol Rev. 2005;29(2)303–329. doi: 10.1016/j.femsre.2004.12.005
  6. Kolstø AB, Lereclus D, Mock M. Genome structure and evolution of the Bacillus cereus group. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2002;264(2):95–108.
  7. Vasilev DA, Kaldyrkaev AI, Feoktistova NA, Aleshkin AV. Identification of bacillus cereus bacteria based on their phenotypic characteristic. Ulyanovsk: Color-Print LLC; 2013. EDN: WYWEXJ
  8. Guinebretière M-H, Thompson FL, Sorokin A, et al. Ecological diversification in the Bacillus cereus Group. Environ. Microbiol. 2008;10(4):851–865. doi: 10.1111/j.1462-2920.2007.01495.x
  9. Quagliariello A, Cirigliano A, Rinaldi T. Bacilli in the International Space Station. Microorganisms. 2022;10(12):2309–2323. doi: 10.3390/microorganisms10122309
  10. Heini N, Stephan R, Ehling-Schulz M, Johler S. Characterization of Bacillus cereus group isolates from powdered food products. International Journal of Food Microbiology. 2018(283):59–64. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2018.06.019
  11. Okinaka RT, Keim P. The Phylogeny of Bacillus cereus sensu lato. Microbiol Spectr. 2016;4(1). doi: 10.1128/microbiolspec.TBS-0012-2012
  12. Hakovirta JR, Prezioso S, Hodge D, et al. Identification and Analysis of Informative Single Nucleotide Polymorphisms in 16S rRNA Gene Sequences of the Bacillus cereus Group. Journal of Clinical Microbiology. 2016;54(11):2749–2756. doi: 10.1128/JCM.01267-16
  13. Bianco A, Capozzi L, Miccolupo A, et al. Multi-locus sequence typing and virulence profile in Bacillus cereus sensu lato strains isolated from dairy products. Italian Journal of Food Safety. 2020;9:8401. doi: 10.4081/ijfs.2020.8401
  14. Manzulli V, Rondinone V, Buchicchio A, et al. Discrimination of Bacillus cereus Group Members by MALDI-TOF Mass Spectrometry. Microorganisms. 2021;9(6):1202. doi: 10.3390/microorganisms9061202
  15. Laue M, Fulda G. Rapid and reliable detection of bacterial endospores in environmental samples by diagnostic electron microscopy combined with X-ray microanalysis. Journal of Microbiological Methods. 2013;94(1):13–21. doi: 10.1016/j.mimet.2013.03.026
  16. Ceuppens S, Boon N, Uyttendaele M. Diversity of Bacillus cereus group strains is reflected in their broad range of pathogenicity and diverse ecological lifestyles. FEMS Microbiology Ecology. 2013;84(3):433–450. doi: 10.1111/1574-6941.12110
  17. Ehling-Schulz M, Lereclus D, Koehler TM. The Bacillus cereus Group: Bacillus Species with Pathogenic Potential. Microbiology Spectrum. 2019;7(3):GPP3-0032-2018. doi: 10.1128/microbiolspec.GPP3-0032-2018
  18. Sastalla I, Fattah R, Coppage N, et al. The Bacillus cereus Hbl and Nhe Tripartite Enterotoxin Components Assemble Sequentially on the Surface of Target Cells and Are Not Interchangeable. PLoS One. 2013;8(10):e76955. doi: 10.1371/journal.pone.0076955
  19. Ehling-Schulz M, Frenzel E, Gohar M. Food–bacteria interplay: pathometabolism of emetic Bacillus cereus . Front. Microbiol. 2015;14(6):704. doi: 10.3389/fmicb.2015.00704
  20. Tuipulotu DE, Mathur A, Ngo C, Man SM. Bacillus cereus : Epidemiology, Virulence Factors, and Host–Pathogen Interactions. Trends Microbiol. 2021;29(5):458–471. doi: 10.1016/j.tim.2020.09.003
  21. Ikram S, Heikal A, Finke S, et al. Bacillus cereus biofilm formation on central venous catheters of hospitalised cardiac patients. Biofouling. 2019;35(2):204–216. doi: 10.1080/08927014.2019.1586889
  22. Bottone EJ. Bacillus cereus , a Volatile Human Pathogen. Clinical Microbiology Reviews. 2010;23(2):382–398. doi: 10.1128/CMR.00073-09
  23. Wiedbrauk DL. Microscopy. Versalovic J, Karroll KC, Funke G, et al editors. Washington: ASM Press; 2011.
  24. Deutsch R. Identification methods in light microscopy chapter 3. Gerhard F, editor. Moscow: The world; 1983.
  25. Ito S, Karnovsky M. Formaldehyde-Glutaraldehyde Fixatives Containing Trinitrocompounds. The Journal of Cell Biology. 1968;39:168A–169A.
  26. Bressuire-Isoard C, Broussolle V, Carlin F. Sporulation environment influences spore properties in Bacillus : evidence and insights on underlying molecular and physiological mechanisms. FEMS Microbiology Reviews. 2018;42(5):614–626. doi: 10.1093/femsre/fuy021
  27. Plieva ZS, Smirnova TA, Zubasheva МV, et al. Structure of exosporium of spores of Bacillus cereus . Nanotechnologies. 2020;13(7–8):426–432. doi: 10.22184/1993-8578.2020.13.7-8.426.432

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Материал 12-тичасовых культур эталонного штамма B. cereus ATCC 10876 ( a ) и свежевыделенного штамма B. cereus 177 ( b ). Сканирующая электронная микроскопия. Ув.: ×8000 ( a ), ×4000 ( b ).

Скачать (402KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Материал 12-часовых культур свежевыделенных штаммов B. cereus 172 ( a ) и 19/16 ( b ). Сканирующая электронная микроскопия. Ув.: ×8000 ( a ), ×16000 ( b ).

Скачать (347KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Материал 12-часовой культуры эталонного штамма B. cereus NCTC 8035. Трансмиссионная электронная микроскопия. Ув.: ×10000 ( a ). Световая микроскопия. Окраска судановым чёрным. Ув.: ×1000 ( b ).

Скачать (494KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Лизированные вегетативные клетки (указаны стрелкой) в материале 24-часовых культур эталонного штамма B. cereus АТСС 10876 ( a ) и свежевыделенного штамма B. cereus 1208 ( b ). Сканирующая электронная микроскопия. Ув.: ×8000 ( a ) и ×4000 ( b ).

Скачать (266KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Начало процесса споруляции материала 24-часовых культур эталонного штамма B. cereus АТСС 10876 ( a ) и свежевыделенного штамма B. cereus 1208 ( b ). Трансмиссионная электронная микроскопия. Ув.: ×25000 ( a ) и ×20000 ( b ). Стрелками указаны: проспоровый протопласт и формирующийся экзоспориум (белые и чёрная стрелки соответственно).

Скачать (322KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Споруляция материала 48-часовых культур эталонного штамма B. cereus АТСС 10876 ( a ) и свежевыделенного штамма B. cereus 1208 ( b ). Трансмиссионная электронная микроскопия. Ув.: ×30000 ( a ) и ×15000 ( b ).

Скачать (779KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Споруляция материала 72-часовых культур эталонного штамма B. cereus АТСС 10876 ( a ) и свежевыделенного штамма B. cereus 1208 ( b ). Трансмиссионная электронная микроскопия. Ув.: ×20000 ( a ) и ×25000 ( b ).

Скачать (300KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Споры 96-часовых культур эталонного штамма B. cereus АТСС 10876 ( a ) и свежевыделенного штамма B. cereus 181 ( b ). Сканирующая электронная микроскопия. Ув.: ×16000 ( a ) и ×30000 ( b ). Стрелками указан экзоспориум.

Скачать (205KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Ультраструктура споры 96-часовой культуры свежевыделенного штамма B. cereus 181. Трансмиссионная электронная микроскопия. Ув.: ×80000; структурные единицы ( a ) и абсолютные размеры в нм ( b ).

Скачать (418KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Атипичные структуры клеток 72-часовой культуры свежевыделенного штамма B. cereus 172. Трансмиссионная электронная микроскопия. Ув.: ×50000. Стрелками указаны лентовидные структуры в составе споры и в цитоплазме спорангия (белая и чёрная стрелки соответственно).

Скачать (221KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Атипичные структуры клеток 72-часовой культуры свежевыделенного штамма B. cereus 214. Трансмиссионная электронная микроскопия. Ув.: ×40000 ( a ) и ×60000 ( b ). Стрелками указаны пластинчатые структуры в экзоспориальном пространстве и вне споры (белая и чёрная стрелки соответственно).

Скачать (447KB)
Метаданные

© Жуховицкий В.Г., Смирнова Т.А., Сухина М.А., Зубашева М.В., Шевлягина Н.В., Андреевская С.Г., Кузьмина А.А., Ясиновский М.И., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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:  ПИ № ФС 77 - 86785 от 05.02.2024 (ранее — ПИ № ФС 77 - 59057 от 22.08.2014).