microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2021-4-137-142microbe-1603Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESОптимизация условий культивирования Yersinia pseudotuberculosis в процессе получения клеточной массыOptimization of the Conditions for Cultivation of Yersinia pseudotuberculosis in the Process of Obtaining Cell Masshttps://orcid.org/0000-0003-4980-4109СалиховР. Р.SalikhovR. R.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

rusrapi@microbe.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3793-6526БорисоваС. В.BorisovaS. V.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

АвдееваН. Г.AvdeevaN. G.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

СамохваловаЮ. И.SamokhvalovaYu. I.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

https://orcid.org/0000-0002-3044-971XВолохО. А.VolokhO. A.

Российская Федерация, 410005, Саратов, ул. Университетская, 46

46, Universitetskaya St., Saratov, 410005, Russian Federation

ФКУЗ «Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»РоссияRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”Russian Federation20212701202204137142Copyright © Салихов Р.Р., Борисова С.В., Авдеева Н.Г., Самохвалова Ю.И., Волох О.А., 20222022Салихов Р.Р., Борисова С.В., Авдеева Н.Г., Самохвалова Ю.И., Волох О.А.Salikhov R.R., Borisova S.V., Avdeeva N.G., Samokhvalova Y.I., Volokh O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/1603

Цель исследования – оптимизация условий глубинного периодического культивирования и состава питательной среды для получения клеточной массы штаммов Yersinia pseudotuberculosis, применяемой в качестве адсорбента при производстве чумных диагностических иммуноглобулинов. Материалы и методы. Использовали штаммы-адсорбенты Y. pseudotuberculosis 6, 31, 68, 69, 70, относящиеся к V, I, III, IV, V серотипам соответственно, полученные из Государственной коллекции патогенных бактерий ФКУЗ РосНИПЧИ «Микроб». Процесс культивирования осуществляли на шейкере-инкубаторе, лабораторном и пилотном ферментерах с варьированием условий процесса, различными вариантами подкормок и питательных сред. Результаты и обсуждение. В ходе работы определены оптимальные параметры периодического глубинного культивирования. Установлено, что наибольший выход биомассы обеспечивает комбинация «питательная среда – углеродный субстрат» в виде бульона на основе ферментативного гидролизата фибрина с внесением в качестве субстратной подкормки галактозы. При этом морфология и иммунохимические свойства микробных клеток, полученных при оптимизированном процессе, не отличались от таковых при контрольном. Проведен процесс оптимизации условий получения клеточной массы Y. pseudotuberculosis с последующим масштабированием.

Objective of the study was to optimize the conditions of submerged recurrent cultivation and the composition of the nutrient medium for obtaining the cell mass of Yersinia pseudotuberculosis strains, used as an adsorbent in the preparation of diagnostic plague immunoglobulins. Materials and methods. We utilized Y. pseudotuberculosis adsorbent strains 6; 31; 68; 69; and 70 belonging to V, I, III, IV, and V serotypes, respectively, received from the State Collection of Pathogenic Bacteria at the premises of the RusRAPI “Microbe”. The cultivation process was carried out on an incubator-shaker, laboratory and pilot fermenters with variation of the process parameters, different options for feeding and nutrient media. Results and discussion. In the course of work, the optimal parameters of recurring submerged cultivation have been established. It was found that the highest biomass yield is provided by a combination of a nutrient medium – a carbon substrate in the form of a broth, based on an enzymatic fibrin hydrolysate, with the addition of galactose as a substrate feeding. Thereat, the morphology and immunochemical properties of microbial cells obtained through modified preparation process do not differ from those produced in the control run. The optimization of the parameters for Y. pseudotuberculosis cell mass cultivation with subsequent upscaling has been performed.

Yersinia pseudotuberculosisпериодическое глубинное культивированиеферментативный гидролизат фибринагалактозапитательная средасубстратная подкормкаYersinia pseudotuberculosisrecurrent submerged cultivationenzymatic fibrin hydrolyzategalactosenutrient mediumsubstrate feedingReferencesОнищенко Г.Г., Кутырев В.В., редакторы. Лабораторная диагностика опасных инфекционных болезней. Практическое руководство. М.: ЗАО «Шико»; 2013. 560 с.Onishchenko G.G., Kutyrev V.V., editors. [Laboratory Diagnostics of Dangerous Infectious Diseases. Practice Guidelines]. Moscow: CJSC “Shiko”; 2013. 560 p.Castellani A. Die Agglutination bei gemischter Infektion und die Diagnose der letzteren. Zeitschrift für Hygiene und Infektionskrankheiten. 1902; 40:1–19.Castellani A. Die Agglutination bei gemischter Infektion und die Diagnose der letzteren. Zeitschrift für Hygiene und Infektionskrankheiten. 1902; 40:1–19.Антонычева М.В., Нижегородцев С.А., Еремин С.А., Аленкина Т.В., Шульгина И.В., Вахрушина Н.И., Белоусов А.Д., Жулидов И.М., Никифоров А.К. Питательная среда для глубинного культивирования холерного вибриона. Патент РФ № 2425866, опубл. 10.08.2011. Бюл. № 24.Antonycheva M.V., Nizhegorodtsev S.A., Eremin S.A, Alenkina T.V., Shul’gina I.V., Vakhrushina N.I., Belousov A.D., Zhulidov I.M. , Nikiforov A. K. [Nutrient medium for the cultivation of Vibrio cholerae]. RF patent No. 2425866, publ. 10.08.11. Bul. No. 24.Никифоров А.К., Антонычева М.В., Волох О.А., Еремин С.А., Киреев М.Н., Жулидов И.М., Алешина Ю.А., Авдеева Н.Г., Вахрушина Н.И., Холматов К.И. Разработка питательных сред на основе непищевого сырья для глубинного культивирования штаммов холерного вибриона. Проблемы особо опасных инфекций. 2015; 1:85–8. DOI: 10.21055/0370-1069-2015-1-85-88.Nikiforov A.K., Antonycheva M.V., Volokh O.A., Eremin S.A., Kireev M.N., Zhulidov I.M., Aleshina Yu.A., Avdeeva N.G., Vakhrushina N.I., Kholmatov K.I. [Development of nutrient media based on non-food raw materials for submerged cultivation of Vibrio cholerae strains]. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2015; (1):85–8. DOI: 10.21055/0370-1069-2015-1-85-88.Волох О.А., Антонычева М.В., Авдеева Н.Г., Кузнецова Е.М., Холматов К.И., Бибиков Д.Н., Никифоров А.К. Жидкая питательная среда для глубинного культивирования туляремийного микроба. Проблемы особо опасных инфекций. 2017; 2:81–3. DOI: 10.21055/0370-1069-2017-2-81-83.Volokh O.A., Antonycheva M.V., Avdeeva N.G., Kuznetsova E.M., Kholmatov K.I., Bibikov D.N., Nikiforov A.K. [Liquid nutrient medium for submerged cultivation of the tularemia microbe]. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2017; (2):81–3. DOI: 10.21055/0370-1069-2017-2-81-83.Бахолдина C.И., Шубин Ф.Н., Исаева М.П., Ракин А.В., Соловьева Т.Ф. Галактоза способствует размножению бактерий псевдотуберкулеза в условиях in vitro и in vivo. Тихоокеанский медицинский журнал. 2010; 4:16–9.Bakholdina S.I., Shubin F.N., Isaeva M.P., Rakin A.V., Solov’eva T.F. [Galactose facilitates the propogation of pseudotuberculosis bacteria in vitro and in vivo]. Tikhookeansky Meditsinsky Zhurnal [Pacific Medical Journal]. 2010; 4:16–9.Дятлов И.А., Кутырев В.В., Храмов М.В. Питательные среды для выделения, культивирования и идентификации возбудителей особо опасных инфекций бактериальной природы. М.; 2012. 415 с.Dyatlov I.A., Kutyrev V.V., Khramov M.V. [Nutrient Media for Isolation, Cultivation and Identification of Pathogens of Particularly Dangerous Infections of Bacterial Nature]. Moscow; 2012. 415 p.Перт С.Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. М.: Мир; 1978. 331 с.Perth S.J. [Fundamentals of Cultivation of Microorganisms and Cells]. Moscow: “Mir”; 1978. 331 p.Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. М.: Физматлит; 2006. 816 с.Kobzar’ A.I. [Applied Mathematical Statistics. For engineers and scientists]. Moscow: “Fizmatlit”; 2006. 816 p.Туманский В.М. Псевдотуберкулез. М.: Медгиз; 1958. 82 с.Tumansky V.M. [Pseudotuberculosis]. Moscow: “Medgiz”; 1958. 82 p.Сомов Г.П., Покровский В.И., Беседнова Н.Н., Антоненко Ф.Ф. Псевдотуберкулез. М.: Медицина; 2001. 256 с.Somov G.P., Pokrovsky V.I., Besednova N.N., Antonenko F.F. [Pseudotuberculosis]. Moscow: “Meditsina”; 2001. 256 p.

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