References

microbe

Проблемы особо опасных инфекций

Problems of Particularly Dangerous Infections

0370-10692658-719X

Russian Research Anti-Plague Institute “Microbe”

10.21055/0370-1069-2015-4-65-69

microbe-268

Research Article

МИКРОБИОЛОГИЯ

MICROBIOLOGY

Сравнительный анализ выживаемости типичных штаммов и штаммов геновариантов Vibrio cholerae биовара эль тор in vitro и in vivo

Comparative Analysis of Survival Capacity among Typical and Genovariant Strains of Vibrio cholerae, Biovar El Tor in vivo and in vitro

Заднова

С. П.

Zadnova

S. P.

rusrapi@microbe.ru

Кульшань

Т. А.

Kul’Shan’

T. A.

rusrapi@microbe.ru

Челдышова

Н. Б.

Cheldyshova

N. B.

rusrapi@microbe.ru

Крицкий

А. А.

Kritsky

A. A.

rusrapi@microbe.ru

Плеханов

Н. А.

Plekhanov

N. A.

rusrapi@microbe.ru

Смирнова

Н. И.

Smirnova

N. I.

rusrapi@microbe.ru

Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»РоссияRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”Russian Federation

2015

20122015

046569

2015

Заднова С.П., Кульшань Т.А., Челдышова Н.Б., Крицкий А.А., Плеханов Н.А., Смирнова Н.И.

Zadnova S.P., Kul’Shan’ T.A., Cheldyshova N.B., Kritsky A.A., Plekhanov N.A., Smirnova N.I.

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/268

Цель исследования состояла в проведении экспериментов по изучению выживаемости токсигенных штаммов геновариантов V. cholerae биовара Эль Тор в автоклавированной речной воде и организме лабораторных животных в сравнении с типичными штаммами. В результате установлено, что в автоклавированной речной воде геноварианты так же, как и типичные Эль Тор вибрионы выживали длительное время (свыше пяти месяцев). При этом количество микробных клеток в популяции типичных штаммов со временем уменьшалось, в то же время в штаммах геновариантов в период между 7-ми и 21-ми сутками наблюдался рост штаммов. На 7-е сутки КОЕ штаммов геновариантов превышало количество бактерий типичных штаммов в 1,5-2,5 раза, на 21-е - в 1,8-3,0 раза. Селективное преимущество геновариантов было также подтверждено при постановке конкурентной пробы in vitro (речная вода) с типичными штаммами. Геноварианты доминировали над типичными штаммами V. cholerae биовара Эль Тор и в смешанной популяции in vivo (биопробные животные). Так, КОЕ штаммов геновариантов при высеве кишечного содержимого и гомогената кишечной стенки превышало число клеток типичных штаммов в 1,25-84,0 раза. Высказано предположение, что одной из причин селективного преимущества геновариантов может быть их более высокий уровень адаптации в результате изменения метаболической активности клеток. Выявленная способность токсигенных штаммов геновариантов не только длительное время сохраняться в водоемах нашей страны, но и размножаться в них создает неблагоприятный прогноз по холере.

Objective of the study was to conduct experiments on survival capacity of toxigenic genovariant strains as compared to typical strains of V. cholerae , biovar El Tor in autoclaved river water and in the organism of laboratory animals. Consequently, it was determined that both, genovariant and typical El Tor vibrios, sustained for a significant period of time (more than 5 months) in the river water, though a number of the bacterial cells in the population of the typical ones gradually decreased, while in the genovariant strains - the growth was observed in between the 7th and 21st day. CFU of the genovariants was 1.5-2.5 and 1.8-3.0 times higher than the amount of typical strain bacteria on the day 7 and day 21, respectively. Selective advantage of genovariants was also confirmed by competitive test in vitro . Furthermore, genovariants dominated over typical strains of V. cholerae , biovar El Tor in the mixed population in vivo (bioassay animals): CFU of the genovariants 1.25-84.0 times exceeded that of the typical strains when seeding out the contents of intestine and gastrointestinal wall homogenate. Put forward was an assumption that one of the factors for genovariant selective advantage might be enhanced adaptation ability affected by changes of cell metabolic activity. Identified capacity of genovariant toxigenic strains - not only to sustain in open water bodies of our country, but also to propagate in there, creates unfavorable epidemiological situation on cholera.

геноварианты V cholerae биовара Эль Торвыживаемостьречная водалабораторные животныеgenovariants of Vibrio choleraebiovar El Torsurvival capacityriver waterlaboratory animals

References1

Бароян О.В. Холера Эль-Тор. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Медицина; 1971. 256 с.

Baroyan O.V. [Cholera El Tor]. Second edition. Updated and revised. M.: Meditsina; 1971. 256 p.

Марамович А.С., Урбанович Л.Я., Куликалова Е.С., Шкаруба Т.Т. Роль и значение поверхностных водоемов в становлении и развитии VII пандемии холеры. Эпидемиол. и инф. бол. 2009; 2:21-6.

Maramovich A.S., Urbanovich L.Ya., Kulikalova E.S., Shkaruba T.T. [Role and significance of surface water bodies in emergence and development of the seventh cholera pandemic]. Epidemiol. Infek. Bol. 2009; 2:21–6.

Миронова Л.В., Бадахонов С.В., Урбанович Л.Я., Кожевникова А.С., Половинкина В.С., Куликалова Е.С., Афанасьев М.В. Молекулярно-генетический анализ эпидемически опасных штаммов Vibrio cholerae eltor, изолированных в Сибирском и Дальневосточном регионах России. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 2012; 2:13-21.

Mironova L.V., Balakhonov S.V., Urbanovich L.Ya., Kozhevnikova A.S., Polovinkina V.S., Kulikalova E.S., Afanas’ev M.V. [Molecular-genetic analysis of epidemically hazardous Vibrio cholerae eltor strains isolated in Siberian and Far East Regions of the Russian Federation]. Mol. Genet. Mikrobiol. Virusol. 2012; 2:13–21.

Москвитина Э.А., Адаменко О.Л., Кругликов В.Д., Титова С.В., Монахова Е.В., Писанов Р.В., Иванова С.М., Анисимова Г.Б. Холера: эпидемиологическая обстановка в мире в 2005-2014 гг., прогноз на 2015 г. Пробл. особо опасных инф. 2015;1:18-25.

Moskvitina E.A., Adamenko O.L., Kruglikov V.D., Titova S.V., Monakhova E.V., Pisanov R.V., Ivanova S.M., Anisimova G.B. [Cholera: epidemiological situation around the world in 2005–2014, and prognosis for 2015]. Probl. Osobo Opasn. Infek. 2015; 1:18–25.

Савельев В.Н., Савельева И.В., Васильева О.В., Бабенышев Б.В., Ковалев Д.А., Грижебовский Г.М., Антоненко А.Д., Курбанов Ш.Х., Бутаев Т.М., Куличенко А.Н. Эволюция Vibrio cholerae eltor и обнаружение их генотипических вариантов на Кавказе. Пробл. особо опасных инф. 2012; 4(114):58-60.

Savel’ev V.N., Savel’eva I.V., Vasil’eva O.V., Babenyshev B.V., Kovalev D.A., Grizhebovsky G.M., Antonenko A.D., Kurbanov Sh.Kh., Butaev T.M., Kulichenko A.N. [Evolution of Vibrio cholerae El Tor and detection of their genovariants in the Caucasus]. Probl. Osobo Opasn. Infek. 2012; 4(114):58–60.

Смирнова Н.И., Заднова С.П., Шашкова А.В., Кутырев В.В. Вариабельность генома измененных вариантов Vibrio cholerae биовара Эль-Тор, изолированных на территории России в современный период. Мол. генетт., микробиол. и вирусол. 2011; 3:11-8.

Smirnova N.I., Zadnova S.P., Shashkova A.V., Kutyrev V.V. [Genome variability in the altered variants of Vibrio cholerae, biovar El Tor, isolated in the territory of Russia in the modern period]. Mol. Genet. Mikrobiol. Virusol. 2011; 3:11–8.

Хайтович А.Б., Михайлова А.Е. Факторы сохранения холерных вибрионов в водоемах. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2000; 6:99-104.

Khaitovich A.B., Mikhailova A.E. [Factors contributing to cholera vibrio sustainability in surface water bodies]. Zh. Mikrobiol. Epidemiol. Immunobiol. 2000; 6:99–104.

Faruque S.M., Nair G.B. Vibrio cholerae: Genomics and Molecular Biology. Caister Academic Press; 2008.

Freter R., O’Brien P.C., Macsai M.S. Role of chemotaxis in the association of motile bacteria with intestinal mucosa: in vivo studies. Infect. Immun. 1981; 34(1):234-40.

Freter R., O’Brien P.C., Macsai M.S. Role of chemotaxis in the association of motile bacteria with intestinal mucosa: in vivo studies. Infect. Immun. 1981; 34(1):234–40.

Kaper J.B., Morris J., Levin M. Cholera. Clin. Microbiol. Rev. 1995; 8(1):48-89.

Kaper J.B., Morris J., Levin M. Cholera. Clin. Microbiol. Rev. 1995; 8(1):48–89.

Lutz C., Erken M., Noorian P., Sun S., McDougald D. Environmental reservoirs and mechanism persistence of Vibrio cholerae. Front. Microbiol. 2013; 4:375. DOI: 10.3389/fmicb.2013.00375.

Nair G.B., Qadri F., Holmgren J., Svennerholm A.M., Safa A., Bhuiyan N.A., Ahmad Q.S., Faruque S.M., Faruque A.S.G., Takeda Y., Sack D.A. Cholera due to altered El Tor strains of Vibrio cholerae O1 in Bangladesh. J. Clin. Microbiol. 2006; 44(11):4211-3.

Pierce N.F., Cray W.C., Kaper J.B., Mekalanos J.J. Determinants of immunogenicity and mechanisms protection by virulent and mutant Vibrio cholerae O1 in rabbits. Infect. Immun. 1988; 56(1):142-8.

Pierce N.F., Cray W.C., Kaper J.B., Mekalanos J.J. Determinants of immunogenicity and mechanisms protection by virulent and mutant Vibrio cholerae O1 in rabbits. Infect. Immun. 1988; 56(1):142–8.

Son M.S., Megli C.J., Kovacikova G., Qadri F., Taylor R.K. Characterization of Vibrio cholerae O1 El Tor biotype variant clinical isolates from Bangladesh and Haiti, including a molecular genetic analysis of virulence genes. Infect. Immun. 2011; 49:3739-49.

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