Деструкция биопленок грамположительных и грамотрицательных бактерий сериновой протеазой PAPC из Aspergillus ochraceus

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Инфекции, ассоциированные с образованием биопленок грамположительными и грамотрицательными микроорганизмами, характеризуются различными сложностями в терапии и переходом в хронические формы. Поэтому требуется использование подходов, способствующих деструкции матрикса биопленок. В данной работе показано, что рекомбинантная сериновая протеаза PAPC из Aspergillus ochraceus при концентрации 50 мкг/мл обеспечивает деструкцию зрелых биопленок целого ряда грамположительных и грамотрицательных бактерий на 15‒20%, при концентрации 100 мкг/мл биомасса биопленок Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa снижается на 50%. Таким образом, протеаза PAPC может служить перспективным агентом для удаления биопленок и повышения эффективности противомикробной терапии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. Р. Байдамшина

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: dianabaidamshina@yandex.ru
Россия, Казань, 420008

А. Рафиа Наср

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: dianabaidamshina@yandex.ru
Россия, Казань, 420008

С. К. Комаревцев

Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: dianabaidamshina@yandex.ru
Россия, Москва, 117997

А. А. Осмоловский

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: dianabaidamshina@yandex.ru

биологический факультет

Россия, Москва, 119234

К. А. Мирошников

Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: dianabaidamshina@yandex.ru

биологический факультет

Россия, Москва, 117997; Москва, 119234

А. Р. Каюмов

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: dianabaidamshina@yandex.ru
Россия, Казань, 420008

Е. Ю. Тризна

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: dianabaidamshina@yandex.ru
Россия, Казань, 420008

Список литературы

  1. Algburi A., Comito N., Kashtanov D., Dicks L.M., Chikindas M.L. Control of biofilm formation: antibiotics and beyond // Appl. Environ. Microbiol. 2017. V. 83. Art. e02508-16.
  2. Baidamshina D.R., Trizna E.Y., Holyavka M.G., Bogachev M.I., Artyukhov V.G., Akhatova F.S., Rozhina E.V., Fakhrullin R.F., Kayumov A.R. Targeting microbial biofilms using Ficin, a nonspecific plant protease // Sci. Rep. 2017. V. 7. Art. 46068.
  3. Greer H.M., Overton K., Ferguson M.A., Spain E.M., Darling L.E., Núñez M.E., Volle C.B. Extracellular polymeric substance protects some cells in an Escherichia coli biofilm from the biomechanical consequences of treatment with magainin 2 // Microorganisms. 2021. V. 9. Art. 976.
  4. Kaplan J.B. Biofilm dispersal: mechanisms, clinical implications, and potential therapeutic uses // J. Dental Res. 2010. V. 89. P. 205‒218.
  5. Kaplan J.B., Mlynek K.D., Hettiarachchi H., Alamneh Y.A., Biggemann L., Zurawski D.V., Black C.C., Bane C.E., Kim R.K., Granick M.S. Extracellular polymeric substance (EPS)-degrading enzymes reduce staphylococcal surface attachment and biocide resistance on pig skin in vivo // PLoS One. 2018. V. 13. Art. e0205526.
  6. Khan J., Tarar S.M., Gul I., Nawaz U., Arshad M. Challenges of antibiotic resistance biofilms and potential combating strategies: a review // 3 Biotech. 2021. V. 11. Art. 169.
  7. https://doi.org/10.1007/s13205-021-02707-w
  8. Khoramian B., Emaneini M., Bolourchi M., Niasari-Naslaji A., Gorganzadeh A., Abani S., Hovareshti P. Therapeutic effects of a combined antibiotic-enzyme treatment on subclinical mastitis in lactating dairy cows // Vet. Med. (Praha). 2016. V. 61. P. 237–242.
  9. Komarevtsev S.K., Evseev P.V., Shneider M.M., Popova E.A., Tupikin A.E., Stepanenko V.N., Kabilov M.R., Shabunin S.V., Osmolovskiy A.A., Miroshnikov K.A. Gene analysis, cloning, and heterologous expression of protease from a micromycete Aspergillus ochraceus capable of activating protein C of blood plasma // Microorganisms. 2021. V. 9. Art. 1936.
  10. Lahiri D., Nag M., Banerjee R., Mukherjee D., Garai S., Sarkar T., Dey A., Sheikh H.I., Pathak S.K., Edinur H.A., Pati S., Ray R.R. Amylases: biofilm inducer or biofilm inhibitor? // Front. Cell. Infect. Microbiol. 2021. V. 11. Art. 660048.
  11. Melchior M.B., Vaarkamp H., Fink-Gremmels J. Biofilms: a role in recurrent mastitis infections? // Veterinary J. 2006. V. 171. P. 398‒407.
  12. O’Toole G.A., Kolter R. Initiation of biofilm formation in Pseudomonas fluorescens WCS365 proceeds via multiple, convergent signalling pathways: a genetic analysis // Mol. Microbiol. 1998. V. 28. P. 449‒461.
  13. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular cloning: a laboratory manual // Cold Spring Harbor Laboratory Press. 1989. V. 49. № 2. P. 411.
  14. Sauer K., Stoodley P., Goeres D.M., Hall-Stoodley L., Burmolle M., Stewart P.S., Bjarnsholt T. The biofilm life cycle: expanding the conceptual model of biofilm formation // Nature Revs. Microbiol. 2022. V. 20. P. 608–620.
  15. Schwartz S.H. An overview of the Schwartz theory of basic values // Online readings in Psychology and Culture. 2012. V. 2. № 1. Art. 11.
  16. Taglialegna A., Lasa I., Valle J. Amyloid structures as biofilm matrix scaffolds // J. Bacteriol. 2016. V. 198. P. 2579‒2588.
  17. Usmani Y., Ahmed A., Faizi S., Versiani M.A., Shamshad S., Khan S., Simjee S.U. Antimicrobial and biofilm inhibiting potential of an amide derivative [N-(2’, 4’-dinitrophenyl)-3β-hydroxyurs-12-en-28-carbonamide] of ursolic acid by modulating membrane potential and quorum sensing against colistin resistant Acinetobacter baumannii // Microb. Pathog. 2021. V. 157. Art. 104997.
  18. Vuotto C., Donelli G. Novel treatment strategies for biofilm-based infections // Drugs. 2019. V. 79. P. 1635–1655.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Оценка разрушения общего объема биопленок и объема матрикса биопленок бактерий протеазой PAPC. Окраска кристаллическим фиолетовым и Конго красным.

Скачать (193KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние PAPC (100 мкг/мл) на целостность биопленки и эффективность против клеток S. aureus, M. luteus, E. faecalis, E. coli, K. pneumoniae и P. aeruginosa в составе сформированной биопленки. На микрофотографиях масштабная метка соответствует 5 мкм, на Z-срезах — 10 мкм.

Скачать (769KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».