veterinaryВетеринария сегодняVeterinary Science Today2304-196X2658-6959"Veinard"10.29326/2304-196X-2022-11-3-273-279veterinary-662Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ | ОБЩИЕ ВОПРОСЫORIGINAL ARTICLES | GENERAL ISSUESВыделение и изучение биологических свойств бактериофагов, специфичных к Bordetella bronchisepticaIsolation and study of biological properties of Bordetella bronchiseptica-specific bacteriophageshttps://orcid.org/0000-0001-8280-4341КочетоваТ. А.KochetovaT. A.

Кочетова Татьяна Андреевна, научный сотрудник

107031, г. Москва, Нижний Кисельный пер., д. 5/23, стр. 1

Tatiana A. Kochetova, Researcher

107031, Moscow, Nizhnii Kisel’nyi pereulok, d. 5/23, str. 1

kochetova@micromir.biohttps://orcid.org/0000-0002-0459-7479ЮскевичВ. В.YuskevichV. V.

Юскевич Виктория Викторовна, кандидат биологических наук, заведующий бактериологической лабораторией

 г. Москва

Victoria V. Yuskevich, Candidate of Science (Biology), Head ofBacteriological Laboratory

Moscow

v.yuskevich@micromir.biohttps://orcid.org/0000-0002-7711-7958СадиковаГ. Т.SadykovaG. T.

Садикова Гульнур Тахавиевна, научный сотрудник

 г. Москва

Gulnur T. Sadykova, Researcher

Moscow

gulnurs.5959@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-9630-1945ПоповаВ. М.PopovaV. M.

Попова Валентина Михайловна, кандидат медицинских наук, заместитель генерального директора

 г. Москва

Valentina M. Popova, Candidate of Science (Medicine), Deputy General Director

Moscow

popovavm9@yandex.ruООО Научно-производственный центр «МикроМир» (ООО НПЦ «МикроМир»)РоссияResearch and Production Center “MicroMir” LLCRussian FederationООО Научно-производственный центр «МикроМир» (ООО НПЦ «МикроМир»)РоссияResearch andProduction Center “MicroMir” LLCRussian Federation202219092022113273279Copyright © Кочетова Т.А., Юскевич В.В., Садикова Г.Т., Попова В.М., 20222022Кочетова Т.А., Юскевич В.В., Садикова Г.Т., Попова В.М.Kochetova T.A., Yuskevich V.V., Sadykova G.T., Popova V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://veterinary.arriah.ru/jour/article/view/662

Представлены результаты собственных исследований по выделению бактериофагов, активных в отношении Bordetella bronchiseptica. Из клинического материала от животных с признаками респираторных заболеваний выделено три новых бактериофага: vB_BbrS_2/200220.7.2, vB_BbrS_4/200220.7.1, vB_BbrM_5/200220.7.2. Подробно описана методика выделения бактериофагов и их основные биологические свойства. Литическая активность выделенных бактериофагов, определяемая методом агаровых слоев, варьировала от (2,3 ± 1,4) × 108  до (9,0 ± 0,2) × 108  БОЕ/мл, а спектр литического действия составил от 61,5 до 76,9%. Показана стабильность титра бактериофагов при хранении фаголизата в течение 8 месяцев без добавления консерванта. Морфологию негативных колоний бактериофагов изучали на различных питательных средах и анализировали по двум признакам: размер и прозрачность. На средах наблюдалась диссоциация негативных колоний на прозрачные, мутные и прозрачные с мутными ореолами. Бляшки также различались по размеру: от 0,6 ± 0,2 до 2,6 ± 0,1 мм. Отмечены высокие показатели температурной устойчивости при воздействии на бактериофаги высокой температуры от +40 до +95 °С с шаговым интервалом 5 °С. Изучение специфичности показало, что выделенные бактериофаги лизируют близкородственные бактерии. В ходе электронно-микроскопических исследований для каждого бактериофага были определены такие параметры, как среднее значение диаметра головки и среднее значение длины хвоста. В соответствии с международной номенклатурой вирусов, по морфологическим параметрам фаги vB_BbrS_2/200220.7.2 и vB_BbrS_4/200220.7.1 отнесены к семейству Siphoviridae, бактериофаг vB_BbrM_5/200220.7.2 – к семейству Myoviridae. Полученные результаты исследований in vitro показали, что выделенные бактериофаги могут быть перспективными для применения в ветеринарной медицине в фаготерапии заболеваний, вызванных бактерией Bordetella bronchiseptica.

The paper presents results of our studies on isolation of bacteriophages active against Bordetella bronchiseptica. Three new bacteriophages were recovered from clinical material of animals with respiratory disease signs: vB_BbrS_2/200220.7.2, vB_BbrS_4/200220.7.1, vB_BbrM_5/200220.7.2. The lytic activity of isolated bacteriophages determined by the method of agar layers varied from (2.3 ± 1.4) × 108  to (9.0 ± 0.2) × 108  BOE/ml, and the lytic spectrum ranged from 61.5 to 76.9%. The bacteriophage titer stability was shown during 8-month storage of phage lysate with no preservative added. The morphology of bacteriophage negative colonies was tested in various nutrient media and analyzed based on two parameters: size and transparency. Dissociation of negative colonies into clear colonies, cloudy colonies, and clear colonies with cloudy halos was observed in the media. Plaques also varied in size from 0.6 ± 0.2 to 2.6 ± 0.1 mm. High levels of temperature stability were noted during exposure of bacteriophages to high temperatures ranging from +40 to +95 °C in 5 °C step. The study of specificity showed that the isolated bacteriophages lyse closely-related bacteria. In the course of electron microscopic testing of each bacteriophage such parameters as the average diameter of the head and the average length of the tail were determined. In accordance with the international classification of viruses by morphological characteristics the vB_BbrS_2/200220.7.2 and vB_BbrS_4/200220.7.1 phages have been assigned to the family Siphoviridae, vB_BbrM_5/200220.7.2 bacteriophage has been assigned to the family Myoviridae. The obtained results of in vitro studies have shown that the isolated bacteriophages can be prespective in veterinary use for phage therapy of Bordetella bronchiseptica-induced diseases.

бактериофагиBordetella bronchisepticaфаготерапияфагопрофилактикаbacteriophagesBordetella bronchisepticaphage therapyphage prophylaxisReferencesБеляева А. С., Савинов В. А., Капустин А. В., Лаишевцев А. И. Бордетеллез домашних животных. Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2019; 7: 111–119. eLIBRARY ID: 41253859.Belyaeva A. S., Savinov V. A., Kapustin A. V., Laishevtcev A. I. Animal bordetellosis. Bulletin of the Kursk Agricultural Academy. 2019; 7: 111–119. eLIBRARY ID: 41253859. (in Russ.)Васильев Д. А., Васильева Ю. Б., Мастиленко А. В., Сверкалова Д. Г., Семанина Е. Н., Борисова О. Ю. и др. Бордетеллез животных: характеристика заболевания и возбудителя, разработка методов диагностики. Ульяновск: УГСХА им. П. А. Столыпина; 2014. 206 с.Vasiliev D. A., Vasilieva Ju. B., Mastilenko A. V., Sverkalova D. G., Semanina E. N., Borisova O. Ju., et al. Animal bordetellosis: disease and pathogen description, diagnostic method development. Ulyanovsk: USAU named after P. A. Stolypin; 2014. 206 p. (in Russ.)МР 3.1.2.0072-13 Диагностика коклюша и паракоклюша: методические рекомендации. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора; 2013. 56 с. Режим доступа: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293743/4293743262.pdf.МР 3.1.2.0072-13 Whooping cough and parapertussis diagnosis: methodical guidelines. Moscow: Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor; 2013. 56 p. Available at: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293743/4293743262.pdf. (in Russ.)Szymczak M., Grygorcewicz B., Karczewska-Golec J., Decewicz P., PankowskiJ. A., Országh-SzturoH., et al. Characterization of a unique Bordetella bronchiseptica vB_BbrP_BB8 bacteriophage and its application as an antibacterial agent. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21 (4):1403. DOI:10.3390/ijms21041403.Szymczak M., Grygorcewicz B., Karczewska-Golec J., Decewicz P., Pankowski J. A., Országh-Szturo H., et al. Characterization of a unique Bordetella bronchiseptica vB_BbrP_BB8 bacteriophage and its application as an antibacterial agent. Int. J. Mol. Sci. 2020; 21 (4):1403. DOI:10.3390/ijms21041403.Brady C., Ackerman P., Johnson M., McNamara J. Bordetella bronchiseptica in a pediatric Cystic Fibrosis center. J. Cyst. Fibros. 2014; 13 (1): 43–48. DOI:10.1016/j.jcf.2013.08.002.Brady C., Ackerman P., Johnson M., McNamara J. Bordetella bronchiseptica in a pediatric Cystic Fibrosis center. J. Cyst. Fibros. 2014; 13 (1): 43–48. DOI:10.1016/j.jcf.2013.08.002.Monti M., Diano D., Allegrini F., Delmonte A., Fausti V., Cravero P., et al. Bordetella bronchiseptica pneumonia in a patient with lung cancer; a case report of a rare infection. BMC Infect. Dis. 2017; 17 (1):644. DOI:10.1186/s12879-017-2736-7.Monti M., Diano D., Allegrini F., Delmonte A., Fausti V., Cravero P., et al. Bordetella bronchiseptica pneumonia in a patient with lung cancer; a case report of a rare infection. BMC Infect. Dis. 2017; 17 (1):644. DOI:10.1186/s12879-017-2736-7.Coutts A. J., Dawson S., Binns S., Hart C. A., Gaskell C. J., Gaskell R. M. Studies on natural transmission of Bordetella bronchiseptica in cats. Vet. Microbiol. 1996; 48 (1–2): 19–27. DOI:10.1016/0378-1135(95)00128-x.Coutts A. J., Dawson S., Binns S., Hart C. A., Gaskell C. J., Gaskell R. M. Studies on natural transmission of Bordetella bronchiseptica in cats. Vet. Microbiol. 1996; 48 (1–2): 19–27. DOI:10.1016/0378-1135(95)00128-x.Dawson S., Jones D., McCracken C. M., Gaskell R. M., Hart C. A., Gaskell C. J. Bordetella bronchiseptica infection in cats following contact with infected dogs. Vet. Rec. 2000; 146 (2): 46–48. DOI:10.1136/vr.146.2.46.Dawson S., Jones D., McCracken C. M., Gaskell R. M., Hart C. A., Gaskell C. J. Bordetella bronchiseptica infection in cats following contact with infected dogs. Vet. Rec. 2000; 146 (2): 46–48. DOI:10.1136/vr.146.2.46.Chen Y., Yang L., Sun E., Song J., Wu B. Characterisation of a newly detected bacteriophage infecting Bordetella bronchiseptica in swine. Arch. Virol. 2019; 164 (1): 33–40. DOI:10.1007/s00705-018-4034-0.Chen Y., Yang L., Sun E., Song J., Wu B. Characterisation of a newly detected bacteriophage infecting Bordetella bronchiseptica in swine. Arch. Virol. 2019; 164 (1): 33–40. DOI:10.1007/s00705-018-4034-0.Park G. Y., Yu H. J., Son J. S., Park S. J., Cha H. J., Song K. S. Specific bacteriophage of Bordetella bronchiseptica regulates B. bronchiseptica-induced microRNA expression profiles to decrease inflammation in swine nasal turbinate cells. Genes Genomics. 2020; 42 (4): 441–447. DOI:10.1007/s13258-019-00906-7.Park G. Y., Yu H. J., Son J. S., Park S. J., Cha H. J., Song K. S. Specific bacteriophage of Bordetella bronchiseptica regulates B. bronchiseptica-induced microRNA expression profiles to decrease inflammation in swine nasal turbinate cells. Genes Genomics. 2020; 42 (4): 441–447. DOI:10.1007/s13258-019-00906-7.Dworkin M. S., Sullivan P. S., Buskin S. E., Harrington R. D., Olliffe J., MacArthur R. D., Lopez C. E. Bordetella bronchiseptica infection in human immunodeficiency virus-infected patients. Clin. Infect. Dis. 1999; 28 (5): 1095–1099. DOI:10.1086/514761.Dworkin M. S., Sullivan P. S., Buskin S. E., Harrington R. D., Olliffe J., MacArthur R. D., Lopez C. E. Bordetella bronchiseptica infection in human immunodeficiency virus-infected patients. Clin. Infect. Dis. 1999; 28 (5): 1095–1099. DOI:10.1086/514761.Ner Z., Ross L. A., Horn M. V., KeensT. G., MacLaughlin E. F., StarnesV. A., Woo M. S. Bordetella bronchiseptica infection in pediatric lung transplant recipients. Pediatr. Transplant. 2003; 7 (5): 413–417. DOI:10.1034/j.13993046.2003.00074.x.Ner Z., Ross L. A., Horn M. V., Keens T. G., MacLaughlin E. F., Starnes V. A., Woo M. S. Bordetella bronchiseptica infection in pediatric lung transplant recipients. Pediatr. Transplant. 2003; 7 (5): 413–417. DOI:10.1034/j.13993046.2003.00074.x.PowersH. R., Shah K. Bordetellabronchiseptica bloodstream infection in a renal transplant patient. Transpl. Infect. Dis. 2017; 19 (6). DOI:10.1111/tid.12774.Powers H. R., Shah K. Bordetella bronchiseptica bloodstream infection in a renal transplant patient. Transpl. Infect. Dis. 2017; 19 (6). DOI:10.1111/tid.12774.Rampelotto R. F., Hörner A., Hörner C., Righi R., Hörner R. Pneumonia caused by Bordetella bronchiseptica in two HIV-positive patients. Sao Paulo Med. J. 2016; 134 (3): 268–272. DOI:10.1590/1516-3180.2015.02492701.Rampelotto R. F., Hörner A., Hörner C., Righi R., Hörner R. Pneumonia caused by Bordetella bronchiseptica in two HIV-positive patients. Sao Paulo Med. J. 2016; 134 (3): 268–272. DOI:10.1590/1516-3180.2015.02492701.Dewan K. K., Skarlupka A. L., Rivera I., Cuff L. E., Gestal M. C., Taylor-Mulneix D. L., et al. Development of macrolide resistance in Bordetella bronchiseptica is associated with the loss of virulence. J. Antimicrob. Chemother. 2018; 73 (10): 2797–2805. DOI:10.1093/jac/dky264.Dewan K. K., Skarlupka A. L., Rivera I., Cuff L. E., Gestal M. C., Taylor-Mulneix D. L., et al. Development of macrolide resistance in Bordetella bronchiseptica is associated with the loss of virulence. J. Antimicrob. Chemother. 2018; 73 (10): 2797–2805. DOI:10.1093/jac/dky264.Kadlec K., Schwarz S. Antimicrobial resistance in Bordetella bronchiseptica. Microbiol. Spectr. 2018; 6 (4). DOI:10.1128/microbiolspec.ARBA0024-2017.Kadlec K., Schwarz S. Antimicrobial resistance in Bordetella bronchiseptica. Microbiol. Spectr. 2018; 6 (4). DOI:10.1128/microbiolspec.ARBA0024-2017.Мотовилова Т. М., Качалина Т. С., Аникина Т. А. Оценка роли бактериофагов в этиотропной терапии инфекционно-воспалительных процессов на примере лечения хронического неспецифического эндометрита. Взгляд клинициста. Трудный пациент. 2013; 11 (8–9): 20–24. eLIBRARY ID: 20658728.Motovilova T. M., Kachalina T. S., Anikina T. A. Assessment of bacteriophages as etiotropic treatment for infectious and inflammatory processes on the pattern of chronic non-specific endometritis. The clinical view. Difficult Patient. 2013; 11 (8–9): 20–24. eLIBRARY ID: 20658728. (in Russ.)Садртдинова Г. Р. Усовершенствование схемы индикации и идентификации бактерий вида Klebsiella oxytoca с помощью фагового биопрепарата: автореф. дис. …канд. биол. наук. Уфа; 2017. 21 с. Режим доступа: https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01008710265?page=1&rotate=0&theme=white.Sadrtdinova G. R. Improvement of indication and identification scheme of Klebsiella oxytoca bacteria using phage biological product: author’s abstract of Candidate of Science (Biology) thesis. Ufa; 2017. 21 p. Available at: https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01008710265?page=1&rotate=0&theme=white. (in Russ.)Романова Н. А., Феоктистова Н. А., Золотухин С. Н., Васильев Д. А., Алешкин А. В. Сравнительная эффективность методов выделения фагов бактерий Bacillus megaterium. Вестник ветеринарии. 2013; 64 (1): 26–27. eLIBRARY ID: 18337641.Romanovа N. A., Feoktistovа N. A., Zolotukhin S. N., Vasilyev D. A., Aleshkin A. V. Comparative efficacy of isolation methods for phages of Bacillus megaterium. Vestnik veterinarii. 2013; 64 (1): 26–27. eLIBRARY ID: 18337641. (in Russ.)Адамс М. Бактериофаги. М.: Медгиз, 1961. 521 с.Adams M. H. Bacteriophages. New York – London: Interscience Publishers; 1959. 592 p.Гольдфарб Д. М. Бактериофагия. М.: Медгиз; 1961. 298 с.Goldfarb D. М. Bacteriophagy. Мoscow: Medgiz; 1961. 298 p. (in Russ.)Руководство по медицинской микробиологии. Книга 1. Общая и санитарная микробиология. Под ред. А. С. Лабинской, Е. Г. Волиной. М.: Бином; 2008. 1077 с.Medical microbiology guide. Book 1. General and sanitary microbiology. Ed. by A. S. Labinskaya, E. G. Volina. Мoscow: Binom; 2008. 1077 p. (in Russ.)Ramesh N., Archana L., Madurantakam Royam M., Manohar P., Eniyan K. Effect of various bacteriological media on the plaque morphology of Staphylococcus and Vibrio phages. Access Microbiol. 2019; 1 (4):e000036. DOI:10.1099/acmi.0.000036.Ramesh N., Archana L., Madurantakam Royam M., Manohar P., Eniyan K. Effect of various bacteriological media on the plaque morphology of Staphylococcus and Vibrio phages. Access Microbiol. 2019; 1 (4):e000036. DOI:10.1099/acmi.0.000036.Горшков И. Г., Викторов Д. А., Васильев Д. А. Выделение и изучение биологических свойств бактериофагов Aeromonassobria. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2015; 3: 59–63. DOI:10.18286/1816-4501-2015-3-59-63.Gorshkov I. G., Viktorov D. A., Vasilyev D. A. Isolation and study of biological properties of bacteriophages Aeromonas sobria. Vestnic of Ulyanovsk State Agricultural Academy. 2015; 3: 59–63. DOI:10.18286/1816-4501-20153-59-63. (in Russ.)Асланов Б. И., Зуева Л. П., Кафтырева Л. А., Бойцов А. Г., Акимкин В. Г., Долгий А. А. и др. Рациональное применение бактериофагов в лечебной и противоэпидемической практике: федеральные клинические (методические) рекомендации. Нижний Новгород: Ремедиум Приволжье; 2014. 54 с.Aslanov B. I., Zueva L. P., Kaftyreva L. A., Boytsov A. G., Akimkin V. G., Dolgiy A. A., et al. Rational use of bacteriophages in medical and anti-epidemic practice: federal clinical (methodical) guidelines. Nizhny Novgorod: Remedium Privolzh’e; 2014. 54 р. (in Russ.)Рыскалиева Б. Ж., Беккалиева А. К., Ляшенко Е. А. Выделение и исследование биологических свойств бактериофага, активного в отношении фитопатогенных бактерий Pectobacterium carotovorum. Устойчивое развитие науки и образования. 2018; 10: 180–184.Ryskaliyeva B. Zh., Bekkaliyeva A. K., Lyashenko E. A. Isolation and study of the biological properties of bacteriophages active against phytopathogenic bacteria Pectobacterium carotovorum. Ustoichivoe razvitie nauki i obrazovaniya. 2018; 10: 180–184. (in Russ.)Семанина Е. Н. Выделение и изучение биологических свойств бактериофагов Bordetella bronchiseptica и разработка на их основе биопрепарата для индикации и идентификации: автореф. дис. … канд. биол. наук. Саратов; 2012. 21 с. Режим доступа: https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01005012190?page=1&rotate=0&theme=white.Semanina Е. N. Isolation and study of Bordetella bronchiseptica bacteriophage biological properties and development of a relevant biological product for indication and identification: author’s abstract of Candidate of Science (Biology) thesis. Saratov; 2012. 21 p. Available at: https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01005012190?page=1&rotate=0&theme=white. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.