Выделение и изучение биологических свойств бактериофагов, специфичных к Bordetella bronchiseptica

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.

1. Беляева 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. PowersH. R., Shah K. Bordetellabronchiseptica bloodstream infection in a renal transplant patient. Transpl. Infect. Dis. 2017; 19 (6). DOI:10.1111/tid.12774.

14. 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.

15. 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.

16. Kadlec K., Schwarz S. Antimicrobial resistance in Bordetella bronchiseptica. Microbiol. Spectr. 2018; 6 (4). DOI:10.1128/microbiolspec.ARBA0024-2017.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. Адамс М. Бактериофаги. М.: Медгиз, 1961. 521 с.

21. Гольдфарб Д. М. Бактериофагия. М.: Медгиз; 1961. 298 с.

22. Руководство по медицинской микробиологии. Книга 1. Общая и санитарная микробиология. Под ред. А. С. Лабинской, Е. Г. Волиной. М.: Бином; 2008. 1077 с.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. 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.

27. 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.