Ключові слова
хронічні рани
мікробні біоплівки
адгезивні властивості
Як цитувати
Анотація
Мета. Дослідити адгезивні властивості і здатність до утворення мікробних біоплівок збудників синдрому діабетичної стопи окремо і в асоціаціях та порівняти їх з референтними штамами.
Матеріали та методи. Матеріалом для дослідження був вміст з ран нижніх кінцівок у 41 хворого на ішемічну та змішану форми синдрому діабетичної стопи, з якого виділяли чисті культури мікроорганізмів. Адгезивні властивості виділених збудників визначали за показниками середнього показника адгезії, коефіцієнта участі еритроцитів та індексу адгезивності мікроорганізмів. Здатність до формування біоплівок оцінювали після їх формування in vitro через визначення оптичної щільності. Вивчали характеристики як ізольованих виділених штамів, так і двох- та трьохкомпонентних мікробних асоціацій. Отримані результати порівнювали з відповідними показниками референтних штамів.
Результати. Високоадгезивні властивості за визначеними показниками мали всі виділені з ран пацієнтів патогенні мікроорганізми, а низькоадгезивні та середньоадгезивні – їх референтні штами. Двох- та трьохкомпонентні ізоляти також продемонстрували достовірно суттєво вищу адгезивність у порівнянні з референтними штамами. Найвищі показники середньої оптичної щільності мікробних біоплівок мали високоадгезивні штами Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii і Klebsiella pneumoniae. Оптична щільність мікробних біоплівок, сформованих сумішшю ізолятів виділених штамів Staphylococcus aureus та Candida albicans, виявилася достовірно вищою, ніж у референтних штамів та кожного виду мікроорганізму окремо.
Висновки.
- Одну з ключових ролей в патогенезі синдрому діабетичної стопи відіграє мікрофлора, здатна утворювати мікробні біоплівки.
- Мікроорганізми, виділені з хронічних ран при синдромі діабетичної стопи, мають достовірно більші адгезивні властивості та здатність до утворення біоплівок, що також вказує на їх підвищену вірулентність у порівнянні із відповідними референтними штамами.
- Мікробні біоплівки, утворені асоціацією виділених штамів Staphylococcusaureus та Candida albicans, відрізняються вищою оптичною щільністю від таких, що були утворені їх референтними штамами окремо та в асоціації. Таким чином, мікробні асоціації патогенів при синдромі діабетичної стопи також можуть мати підвищену вірулентність у порівнянні з їх чистими культурами.
Посилання
Afonso, A. C., Oliveira, D., Saavedra, M. J., Borges, A., & Simões, M. (2021). Biofilms in Diabetic Foot Ulcers: Impact, Risk Factors and Control Strategies. International journal of molecular sciences, 22(15), 8278. https://doi.org/10.3390/ijms22158278
Asghar, A., Zahra, A., Kamthan, M., Husain, F. M., Albalawi, T., Zubair, M., Alatawy, R., Abid, M., & Noorani, M. S. (2023). Microbial Biofilms: Applications, Clinical Consequences, and Alternative Therapies. Microorganisms, 11(8), 1934. https://doi.org/10.3390/microorganisms11081934
Bamford, N. C., MacPhee, C. E., & Stanley-Wall, N. R. (2023). Microbial Primer: An introduction to biofilms - what they are, why they form and their impact on built and natural environments. Microbiology (Reading, England), 169(8), 001338. https://doi.org/10.1099/mic.0.001338
Bowers, S., & Franco, E. (2020). Chronic Wounds: Evaluation and Management. American family physician, 101(3), 159–166.
Brilis, V. I., Briliene, T. A., Lencner, C. P., Lencner, A. A. (1984). Die adhäsiven Eigenschaften der aus dem Verdauungstrakt des Menschen isolierten Lactobazillen [Adhesive properties of lactobacilli isolated from the human gastrointestinal tract]. Die Nahrung, 28(6-7), 635–640. https://doi.org/10.1002/food.19840280620
Chandki, R., Banthia, P., & Banthia, R. (2011). Biofilms: A microbial home. Journal of Indian Society of Periodontology, 15(2), 111–114. https://doi.org/10.4103/0972-124X.84377
Costerton, J. W., Cheng, K. J., Geesey, G. G., Ladd, T. I., Nickel, J. C., Dasgupta, M., & Marrie, T. J. (1987). Bacterial biofilms in nature and disease. Annual review of microbiology, 41, 435–464. https://doi.org/10.1146/annurev.mi.41.100187.002251
Donlan, R. M., & Costerton, J. W. (2002). Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clinical microbiology reviews, 15(2), 167–193. https://doi.org/10.1128/CMR.15.2.167-193.2002
Frykberg, R. G., & Banks, J. (2015). Challenges in the Treatment of Chronic Wounds. Advances in wound care, 4(9), 560–582. https://doi.org/10.1089/wound.2015.0635
Graves, N., Phillips, C. J., & Harding, K. (2022). A narrative review of the epidemiology and economics of chronic wounds. The British journal of dermatology, 187(2), 141–148. https://doi.org/10.1111/bjd.20692
Hall, C. W., & Mah, T. F. (2017). Molecular mechanisms of biofilm-based antibiotic resistance and tolerance in pathogenic bacteria. FEMS microbiology reviews, 41(3), 276–301. https://doi.org/10.1093/femsre/fux010
Høiby, N., Bjarnsholt, T., Moser, C., Bassi, G. L., Coenye, T., Donelli, G., Hall-Stoodley, L., Holá, V., Imbert, C., Kirketerp-Møller, K., Lebeaux, D., Oliver, A., Ullmann, A. J., Williams, C., & ESCMID Study Group for Biofilms and Consulting External Expert Werner Zimmerli (2015). ESCMID guideline for the diagnosis and treatment of biofilm infections 2014. Clinical microbiology and infection : the official publication of the European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, 21 Suppl 1, S1–S25. https://doi.org/10.1016/j.cmi.2014.10.024
James, G. A., Ge Zhao, A., Usui, M., Underwood, R. A., Nguyen, H., Beyenal, H., deLancey Pulcini, E., Agostinho Hunt, A., Bernstein, H. C., Fleckman, P., Olerud, J., Williamson, K. S., Franklin, M. J., & Stewart, P. S. (2016). Microsensor and transcriptomic signatures of oxygen depletion in biofilms associated with chronic wounds. Wound repair and regeneration : official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society, 24(2), 373–383. https://doi.org/10.1111/wrr.12401
James, G. A., Swogger, E., Wolcott, R., Pulcini, E.d, Secor, P., Sestrich, J., Costerton, J. W., & Stewart, P. S. (2008). Biofilms in chronic wounds. Wound repair and regeneration: official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society, 16(1), 37–44. https://doi.org/10.1111/j.1524-475X.2007.00321.x
Malone, M., Bjarnsholt, T., McBain, A. J., James, G. A., Stoodley, P., Leaper, D., Tachi, M., Schultz, G., Swanson, T., & Wolcott, R. D. (2017). The prevalence of biofilms in chronic wounds: a systematic review and meta-analysis of published data. Journal of wound care, 26(1), 20–25. https://doi.org/10.12968/jowc.2017.26.1.20
Mustoe, T. A., O'Shaughnessy, K., & Kloeters, O. (2006). Chronic wound pathogenesis and current treatment strategies: a unifying hypothesis. Plastic and reconstructive surgery, 117(7 Suppl), 35S–41S. https://doi.org/10.1097/01.prs.0000225431.63010.1b
Olsson, M., Järbrink, K., Divakar, U., Bajpai, R., Upton, Z., Schmidtchen, A., & Car, J. (2019). The humanistic and economic burden of chronic wounds: A systematic review. Wound repair and regeneration : official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society, 27(1), 114–125. https://doi.org/10.1111/wrr.12683
Pircalabioru, G. G., & Chifiriuc, M. C. (2020). Nanoparticulate drug-delivery systems for fighting microbial biofilms: from bench to bedside. Future microbiology, 15, 679–698. https://doi.org/10.2217/fmb-2019-0251
Ponde, N. O., Lortal, L., Ramage, G., Naglik, J. R., & Richardson, J. P. (2021). Candida albicans biofilms and polymicrobial interactions. Critical reviews in microbiology, 47(1), 91–111. https://doi.org/10.1080/1040841X.2020.1843400
Sauer, K., Stoodley, P., Goeres, D. M., Hall-Stoodley, L., Burmølle, M., Stewart, P. S., & Bjarnsholt, T. (2022). The biofilm life cycle: expanding the conceptual model of biofilm formation. Nature reviews. Microbiology, 20(10), 608–620. https://doi.org/10.1038/s41579-022-00767-0
Sen, C. K., Roy, S., Mathew-Steiner, S. S., & Gordillo, G. M. (2021). Biofilm Management in Wound Care. Plastic and reconstructive surgery, 148(2), 275e–288e. https://doi.org/10.1097/PRS.0000000000008142
Stalder, T., Cornwell, B., Lacroix, J., Kohler, B., Dixon, S., Yano, H., Kerr, B., Forney, L. J., & Top, E. M. (2020). Evolving Populations in Biofilms Contain More Persistent Plasmids. Molecular biology and evolution, 37(6), 1563–1576. https://doi.org/10.1093/molbev/msaa024
Todd, O. A., Peters, B. M. (2019). Candida albicans and Staphylococcus aureus Pathogenicity and Polymicrobial Interactions: Lessons beyond Koch's Postulates. Journal of fungi (Basel, Switzerland), 5(3), 81. https://doi.org/10.3390/jof5030081
Xiao, Y., Wan, C., Wu, X., Xu, Y., Chen, Y., Rao, L., Wang, B., Shen, L., Han, W., Zhao, H., Shi, J., Zhang, J., Song, Z., & Yu, F. (2024). Novel small-molecule compound YH7 inhibits the biofilm formation of Staphylococcus aureus in a sarX-dependent manner. mSphere, 9(1), e0056423. https://doi.org/10.1128/msphere.00564-23
Zhao, A., Sun, J., & Liu, Y. (2023). Understanding bacterial biofilms: From definition to treatment strategies. Frontiers in cellular and infection microbiology, 13, 1137947. https://doi.org/10.3389/fcimb.2023.1137947
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.