microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2016-2-69-74microbe-309Research ArticleМИКРОБИОЛОГИЯMICROBIOLOGYОценка длительности сохранения штаммов Yersinia pestis в клетках почвенных амеб Acanthamoeba sp. в экспериментальных условияхExploratory Study of the Long-Term Persistence of Yersinia pestis in the Cells of Soil-Inhabiting Ameba - Acanthamoeba Sp.КошельЕ. И.Koshel’E. I.rusrapi@microbe.ruЕрошенкоГ. А.EroshenkoG. A.rusrapi@microbe.ruАнисимоваЛ. В.AnisimovaL. V.rusrapi@microbe.ruНовичковаЛ. А.NovichkovaL. A.rusrapi@microbe.ruШироковА. А.ShirokovA. A.noemail@neicon.ruБуровА. М.BurovA. M.noemail@neicon.ruКузнецовО. С.KuznetsovO. S.rusrapi@microbe.ruКутыревВ. В.KutyrevV. V.rusrapi@microbe.ruРоссийский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»РоссияRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”Russian FederationИнститут биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАНРоссияRAS Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and MicroorganismsRussian Federation201620062016026974Copyright © Кошель Е.И., Ерошенко Г.А., Анисимова Л.В., Новичкова Л.А., Широков А.А., Буров А.М., Кузнецов О.С., Кутырев В.В., 20162016Кошель Е.И., Ерошенко Г.А., Анисимова Л.В., Новичкова Л.А., Широков А.А., Буров А.М., Кузнецов О.С., Кутырев В.В.Koshel’ E.I., Eroshenko G.A., Anisimova L.V., Novichkova L.A., Shirokov A.A., Burov A.M., Kuznetsov O.S., Kutyrev V.V.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/309

Цель работы. Анализ возможности длительного сохранения штаммов Y. pestis в ассоциации с амебами Acanthamoeba sp. Материалы и методы. Исследовано взаимодействие амеб Acanthamoeba sp., выделенных из почв нор грызунов в Прикаспийском песчаном, Волго-Уральском степном и Прикаспийском Северо-Западном степном природных очагах чумы, с 4 штаммами Y. pestis основного подвида, 1 штаммом кавказского и 1 штаммом алтайского подвида. Результаты и обсуждение. Установлено, что штаммы основного подвида сохраняются в клетках амеб при температуре 26 °С и влажности 20 % (моделирование засушливых периодов в природных очагах чумы) в течение двух-четырех месяцев проведения эксперимента и в 10-20 раз дольше, чем в чистой культуре. Два штамма неосновных подвидов не показали увеличения длительности выживания в ассоциации с акантамебами, что может быть связано с их пониженной резистентностью к фагоцитозу амебами этого рода. Методами флуоресцентной и электронной трансмиссионной микроскопии установлено, что клетки возбудителя чумы сохраняются в клетках амеб в индивидуальных вакуолях, окруженных эндоплазматическим ретикулумом. Полученные данные могут свидетельствовать о возможном участии амеб Acanthamoeba sp. в сохранении Y. pestis в почвенных биоценозах природных очагов чумы.

Objective of the study is to explore the feasibility of the long-term persistence of Yersinia pestis strains in association with ameba - Acanthamoeba sp. Materials and methods. Investigated has been interaction of ameba - Acanthamoeba sp., isolated from rodent burrows in the Pre-Caspian sandy, Volga-Ural steppe, and Pre-Caspian North-Western steppe natural foci, with 4 strains of Y. pestis of the main subspecies, 1 strain of caucasica and 1 strain of altai subspecies. Results and discussion. It is established that the strains of the main subspecies survive in the cells of ameba at 26 °C and 20 % humidity (modeling of the drought conditions in the natural plague foci) within 2-4 months of experiment, and 10-20 times longer that in pure culture. Two strains of the non-main ssp. have not demonstrated an increase in persistency in association with Acanthamoeba sp., which may occur due to degraded resistance to phagocytosis in the ameba of this specie. Using fluorescent and transmission electronic microscopy, it is determined that the cells of plague agent persist in ameba cells in individual vacuoles, enclosed in endoplasmic reticulum. The data obtained may testify to the possible involvement of ameba Acanthamoeba sp. . into sustainment of Y. pestis in soil biocoenoses of natural plague foci.

возбудитель чумыпочвенные амебывзаимодействиевнутриклеточная локализацияplague agentsoil-inhabiting amebainteractionintracellular localizationReferencesКошель Е.И., Анисимова Л.В., Новичкова Л.А., Видяева Н.А., Гусева Н.П., Ерошенко Г.А., Кутырев В.В. Определение систематической принадлежности почвенных амеб из очагов чумы Прикаспия на основе анализа участков рибосомного оперона. Генетика. 2015; 51:39-45.Koshel’E.I., Anisimova L.V., Novichkova L.A., Vidyaeva N.A., Guseva N.P., Eroshenko G.A., Kutyrev V.V. [Identification of systematic positioning of soil ameba, isolated from foci of the Caspian-Sea Region, based on the analysis of ribosomal operon segments]. Genetika. 2015; 51:39–45.Кутырев В.В., Ерошенко Г.А., Попов Н.В., Видяева Н.А., Коннов Н.П. Молекулярные механизмы взаимодействия возбудителя чумы с беспозвоночными животными. Мол. генет., микробиол. и вирусол. 2009; 4:7-12.Kutyrev V.V., Eroshenko G.A., Popov N.V., Vidyaeva N.A., Konnov N.P. [Molecular mechanisms of interaction between plague agent and invertebrate animals]. Mol. Genet. Mikrobiol. Virusol. 2009; 4:7–12.Никульшин С.В., Онацкая Т.Г., Луканина Л.М. Изучение ассоциации почвенных амеб Hartmannella rhysodes с бактериями - возбудителями чумы и псевдотуберкулеза в эксперименте. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 1992; 9 (10):2-4.Nikul’shin S.V., Onatskaya T.G., Lukanina L.M. [Studies of association between soil ameba Hartmanella rhysodes and bacteria – plague and pseudotuberculosis agents, in vitro]. Zh. Mikrobiol. Epidemiol. Immunobiol. 1992; 9 (10):2–4.Павловский Е.Н. Природная очаговость трансмиссивных болезней в связи с ландшафтной эпидемиологией зооантропонозов. М.-Л.; 1964. 211 c.Pavlovsky E.N. [Natural Focality of transmissible diseases in connection with landscape epidemiology of zooanthroponoses]. M.-L.; 1964. 211 p.Попов Н.В., Слудский А.А., Удовиков А.И., Аникин В.В., Яковлев С.А., Караваева Т.Б. К роли нематод [Secernentae, Rhabdidae] - паразитов блох в энзоотии чумы. Энтомол. и паразитол. исследования в Поволжье. 2006; 5:88-93.Popov N.V., Sludsky A.A., Udovikov A.I., Anikin V.V., Yakovlev S.A., Karavaeva T.B. [Concerning the role of nematodes [Secernentae, Rhabdidae], flea parasites, in plague enzootics]. Entomol. Parazitol. Issled. v Povolzh’e. 2006; 5:88–93.Попов Н.В., Кошель Е.И., Ерошенко Г.А., Кутырев В.В. Формирование современных представлений о механизмах энзоотии чумы. Пробл. особо опасных инф. 2011; 3(109):5-8.Popov N.V., Koshel E.I., Eroshenko G.A., Kutyrev V.V. [Formation of modern concepts on the mechanism of plague enzooty]. Probl. Osobo Opasn. Infek. 2011; 3:5–8.Abd H., Johansson T., Golovliov I., Sandstrom G., Forsman M. Survival and growth of Francisella tularensis in Acanthamoeba castellanii. Appl. Environ. Microbiol. 2003; 69:600-6.Abd H., Johansson T., Golovliov I., Sandstrom G., Forsman M. Survival and growth of Francisella tularensis in Acanthamoeba castellanii. Appl. Environ. Microbiol. 2003; 69:600–6.Ansong C., Schrimpe-Rutledge A.C., Mitchell H.D., Chauhan S., Jones M.B., Kim Y.-M., McAteer K., Kaiser B.L.D., Dubois J.L., Brewer H.M., Frank B.C., McDermott J.E., Metz T.O., Peterson S.N., Smith R.D., Motin V.L., Adkins J.N. Multi-omic systems approach to elucidating Yersinia pestis virulence mechanisms. Mol. Biosyst. 2013; 9: 44-54.Ansong C., Schrimpe-Rutledge A.C., Mitchell H.D., Chauhan S., Jones M.B., Kim Y.-M., McAteer K., Kaiser B.L.D., Dubois J.L., Brewer H.M., Frank B.C., McDermott J.E., Metz T.O., Peterson S.N., Smith R.D., Motin V.L., Adkins J.N. Multi-omic systems approach to elucidating Yersinia pestis virulence mechanisms. Mol. Biosyst. 2013; 9: 44–54.Brenner S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics. 1974; 77:71-94.Brenner S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics. 1974; 77:71–94.El-Etr S.H., Margolis J.J., Monack D., Robison R.A., Cohen M., Moore E., Rasley A. Francisella tularensis type A strains cause the rapid encystment of Acanthamoeba castellanii and survive in amoebal cysts for three weeks postinfection. Appl. Environ. Microbiol. 2009; 75:7488-500. DOI: 10.1128/AEM.01829-09.El-Etr S.H., Margolis J.J., Monack D., Robison R.A., Cohen M., Moore E., Rasley A. Francisella tularensis type A strains cause the rapid encystment of Acanthamoeba castellanii and survive in amoebal cysts for three weeks postinfection. Appl. Environ. Microbiol. 2009; 75:7488–500. DOI: 10.1128/AEM.01829-09.Greub G., Raoult D. Microorganisms resistant to free-living amoebae. Clin. Microbiol. Rev. 2004; 17:413-33.Greub G., Raoult D. Microorganisms resistant to free-living amoebae. Clin. Microbiol. Rev. 2004; 17:413–33.Harb O.S., Abu Kwai Y. Essential role for the Legionella pneumophila rep helicase homologue in intracellular infection of mammalian cells. Infect. Immun. 2000; 68:6970-8.Harb O.S., Abu Kwai Y. Essential role for the Legionella pneumophila rep helicase homologue in intracellular infection of mammalian cells. Infect. Immun. 2000; 68:6970–8.

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