Пробиотические консорциумы: структура и антагонистическая активность в отношении условно-патогенных бактерий и нормобиоты человека (на примере Escherichia coli) in vitro

Актуальность. Применение пробиотических препаратов на основе консорциумов микроорганизмов не только способствует восстановлению баланса кишечной микробиоты, но и увеличивает терапевтический эффект пробиотиков. Перспективными источниками получения пробиотических консорциумов являются кисломолочные продукты, подвергшиеся естественному сквашиванию при помощи спонтанно сформировавшихся микробных консорциумов.

Цель работы. Изучение структуры пяти микробных консорциумов с пробиотическими свойствами из кисломолочных продуктов естественного брожения и оценка их антагонистической активности в отношении условно-патогенных бактерий и представителя нормобиоты человека – Escherichia coli – in vitro.

Материалы и методы. Анализ структуры бактериальных консорциумов проводили методами секвенирования. Антагонистическую активность консорциумов оценивали диско-диффузионным методом.

Результаты. Установлено, что исследуемые микробные консорциумы представлены бактериями Enterococcus spp. и Streptococcus spp. В консорциумах № 1, № 2 и № 3 доминировали бактерии рода Enterococcus, в то время как в консорциумах № 4 и № 5 – Streptococcus. Показана антагонистическая активность в отношении четырёх изолятов условно-патогенных бактерий: Klebsiella pneumoniae № 493, Enterobacter hormaechei № 372, Staphylococcus aureus № 4 и Pseudomonas aeruginosa № 25 ИМБ, а также одного представителя нормобиоты человека – Escherichia coli № 495. Наибольшая зона задержки роста отмечена у изолята E. coli № 495. У трёх тест-культур (K. pneumoniae № 509, E. coli ATCC 25922 и P. aeruginosa № 3 ИМБ) наблюдался более плотный рост вокруг дисков с пробиотическими консорциумами.

Заключение. Результаты исследования показали, что влияние пробиотических консорциумов, отличающихся составом микроорганизмов, может быть нейтральным и бактерицидным. Наличие антагонистической активности у исследуемых микробных консорциумов в отношении полирезистентных изолятов условно-патогенных бактерий – перспектива для создания пробиотиков c антибактериальными свойствами.

1. Савинова Ю.С., Белькова Н.Л., Семёнова Н.В., Рычкова Л.В. История, современные направления и перспективы развития про- и пребиотических препаратов в России и за рубежом. Acta biomedica scientifica. 2022; 7(5-1): 211-227. doi: 10.29413/ABS.2022-7.5-1.23

2. Целипанова Е.Е. Флорин® форте – отечественный поликомпонентный сорбированный препарат-пробиотик. Главный врач Юга России. 2020; 2(72): 31-32.

3. Занданова Т.Н. Исследование пробиотических свойств бактериального концентрата. Хранение и переработка сельхозсырья. 2022; 3: 109-119. doi: 10.36107/spfp.2022.311

4. Бегунова А.В., Савинова О.С., Моисеенко К.В., Глазунова О.А., Рожкова И.В., Фёдорова Т.В. Характеристика и функциональные свойства лактобацилл, выделенных из кефирных грибков. Прикладная биохимия и микробиология. 2021; 57(4): 362-373. doi: 10.31857/S0555109921040036

5. Нестерова Е.Ю., Сыромятников М.Ю., Попов В.Н. Оценка бактериального состава сметаны с помощью высокопроизводительного секвенирования. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2021; 83(3-89): 129-134. doi: 10.20914/2310-1202-2021-3-129-134

6. Локачук М.Н., Хлесткин В.К., Савкина О.А., Кузнецова Л.И., Павловская Е.Н. Изменение микробиоты густой ржаной закваски в процессе длительного ведения. Хлебопродукты. 2020; 11: 33-37. doi: 10.32462/0235-2508-2020-29-11-33-37

7. Воропаева Н.М., Немченко У.М., Ситникова К.О., Савилов Е.Д., Чемезова Н.Н., Григорова Е.В., и др. Частота встречаемости штаммов с множественной антибиотикорезистентностью в структуре условно-патогенных микроорганизмов. Acta biomedica scientifica. 2022; 7(5-1): 145-153. doi: 10.29413/ABS.2022-7.5-1.16

8. Sambrook J, Fritsch EF, Maniatis T. Molecular cloning: A laboratory manual. Cold Spring Harbor Lab. Press; 1989.

9. Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам: Методические указания. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России; 2021.

10. Rudenko P, Vatnikov Yu, Sachivkina N, Rudenko A, Kulikov E, Lutsay V, et al. Search for promising strains of probiotic microbiota isolated from different biotopes of healthy cats for use in the control of surgical infections. Pathogens. 2021; 10(6): 667. doi: 10.3390/pathogens10060667

11. Пунченко Е.В., Морозова О.В., Еремеева Н.Б. Новые возможности использования пробиотического штамма Enterococcus faecium L3. Проблемы медицинской микологии. 2022; 24(2): 121.

12. Ермоленко Е.И., Котылева М.П., Цапиева А.Н., Карасева А.Б., Буй Т., Суворов А.Н. Терапия синдрома раздраженного кишечника у жителей Вьетнама пробиотическими энтерококками. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2021; 12: 35-43. doi: 10.31146/1682-8658-ecg-196-12-35-43

13. Markakiou S, Gaspar P, Johansen E, Zeidan AA, Neves AR. Harnessing the metabolic potential of Streptococcus thermophilus for new biotechnological applications. Curr Opin Biotechnol. 2020; 61: 142-152. doi: 10.1016/j.copbio.2019.12.019

14. Бормотова Е.А., Гупалова Т.В., Суворов А.Н. Способ создания рекомбинантного штамма энтерококка L3-SARS на основе биологически активного штамма Еnterococcus faecium L3. Российский журнал персонализированной медицины. 2023; 3(1): 64-71. doi: 10.18705/2782-3806-2023-3-1-64-71

15. Афанасова Е.Н., Бочанова Е.Н., Гордина О.В., Бердиев Ш.А., Иванова О.В. Энтерококки: современное значение для медицинской практики. Современные проблемы науки и образования. 2022; 2: 144. doi: 10.17513/spno.31555

16. Ермоленко Е.И., Котылева М.П., Цапиева А.Н., Карасева А.Б., Буй Тхи Лан Ань, Буй Тхи Хыонг, и др. Влияние аутопробиотических энтерококков различных видов на микробиоту кишечника жителей Ханоя при терапии синдрома раздраженного кишечника. Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. 2020; 1-2: 82.