ВЛИЯНИЕ ДЕЛЕЦИИ ПРОФАГА CTXΦ НА ИЗМЕНЕНИЕ ФЕНОТИПИЧЕСКИХ СВОЙСТВ VIBRIO CHOLERAE БИОВАРА ЭЛЬ ТОР, СВЯЗАННЫХ С ВИРУЛЕНТНОСТЬЮ И ПЕРСИСТЕНТНОСТЬЮ

Цель работы. Изучить влияние делеции профага CTXφ, несущего гены ctxAB, на изменение фенотипических свойств, связанных с патогенностью или формированием биопленки, у нетоксигенных мутантов. Материалы и методы. В работе использовали клинические штаммы Vibrio cholerae биовара Эль Тор и их спонтанные нетоксигенные мутанты, утратившие профаг CTXφ. Применены микробиологические и биохимические методы, а также заражение модельных животных (крольчат) клетками исследуемых штаммов. Результаты и выводы. Представлены результаты сравнительного анализа фенотипических свойств изогенных токсигенных и нетоксигенных штаммов Vibrio cholerae биовара Эль Тор, утративших профаг CTXφ, кодирующий холерный токсин. Установлено, что делеция профага CTXφ приводит к одновременному изменению у спонтанных нетоксигенных мутантов нескольких фенотипических свойств, связанных с вирулентностью (колонизирующей способности, продукции растворимой гемагглютинин/протеазы, термолабильного гемолизина/цитолизина) и формированием биопленки (подвижности, биосинтеза экзополисахарида). Высказано предположение, что причиной указанных фенотипических изменений мутантов могли быть изменения активности связанных между собой регуляторных генов, контролирующих вирулентность и процесс образования биопленки у возбудителя холеры.

1. Онищенко Г.Г., Ломов Ю.М., Москвитина Э.А., Фёдоров Ю.М., Подосинникова Л.С., Горобец А.В. Холера в начале ХХI века. Журн. микробиол., эпидемиол. и иммунобиол. 2005; 3:44–8.

2. 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. генет., микробиол. и вирусол. 2011; 3:11–8.

3. Смирнова Н.И., Кульшань Т.А., Баранихина Е.Ю., Краснов Я.М., Агафонов Д.А., Кутырев В.В. Структура генома и происхождение нетоксигенных штаммов Vibrio cholerae биовара Эль Тор с различной эпидемиологической значимостью. Генетика. 2016; 52(9):1029–41. DOI: 10.7868/S0016675816060126.

4. Almagro-Moreno S., Pruss K., Taylor R.K. Intestinal colonization dynamics of Vibrio cholerae. PLoS Pathog. 2015; 11(5):e1004787. DOI: 10.1371/journal.ppat.1004787.

5. Finkelstein R.A., Boesman-Finkelstein M., Chang Y., Häse C.C. Vibrio cholerae hemagglutinin/protease, colonial variation, virulence, and detachment. Infect. Immun. 1992; 60(2):472–8.

6. Hitchсock P.J., Brown T.M. Morphological heterogeneity among Salmonella lipopolysaccharide chemotypes in silver-stained polyacrylamide gels. J. Bacteriol. 1983; 154(1):269–77.

7. Kaper J.B., Morris J.G., Levin M.M. Cholera. Clin. Microbiol. Rev. 1995; 8:48–89.

8. Krukonis E.S., DiRita V.J. From motility to virulence: sensing and responding to environmental signals in Vibrio cholerae. Curr. Opin. Microbiol. 2003; 6:186–90. DOI: 10.1016/S1369-5274(03)00032-8.

9. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970; 227(5259):680–5. DOI: 10.1038/227680a0.

10. Nair G.B., Qadri F., Holmgren J., Svennerholm A.M., Safa A., Bhuiyan N.A., Ahmad Q.S., Farugue A.S., Takeda Y., Sack D.A. Cholera due to altered El Tor strains of Vibrio cholerae О1 in Bangladesh. J. Clin. Microbiol. 2006; 44:4211–3. DOI: 10.1128/JCM.01304-06.

11. Nesper J., Lauriano C.M., Klose K.E., Kapfhammer D., Kraiß A., Reidl J. Characterization of Vibrio cholerae O1 El Tor galU and galE mutants: influence on lipopolysaccharide structure, colonization, and biofilm formation. Infect. Immun. 2001; 69(1):435–45. DOI: 10.1128/IAI.69.1.435-445.2001.

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

13. Saka H.A., Bidinost C., Sola C., Carranza P., Collino C., Ortiz S., Echenique J.R., Bocco J.L. Vibrio cholerae cytolysin is essential for high enterotoxicity and apoptosis induction produced by a cholera toxin gene-negative V. cholerae non-O1, non-O139 strain. Microb. Pathog. 2008; 44:118–28. DOI: 10.1016/j.micpath.2007.08.013.

14. Satchella K.J.F., Jonesb C.J., Wonga J., Queena J., Agarwal S., Yildiz F.H. Phenotypic analysis reveals that the 2010 Haiti cholera epidemic is linked to a hypervirulent strain. Infect. Immun. 2016; 84(9):2473–81. DOI: 10.1128/IAI.00189-16.

15. Singh D.V., Matte M.H., Matte G.R., Jiang S., Sabeena F., Shukla B.N., Sanyal S.C., Huq A., Colwell R.R. Molecular analyses of Vibrio cholerae O1, O139, non-O1 and non-O139 strains: clonal relationships between clinical and environmental isolates. Appl. Environ. Microbiol. 2001; 67(2):910–21. DOI: 10.1128/AEM.67.2.910–921.2001.

16. Teschler J.K., Zamorano-Sánchez D., Utada A.S., Warner C.J.A., Wong G.C.L., Linington R.G., Yildiz F.H. Living in the matrix: assembly and control of Vibrio cholerae biofilms. Nat. Rev. Microbiol. 2015; 13(5):255–68. DOI: 10.1038/nrmicro3433.