Ученые Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН) совместно со Сколковским институтом науки и технологий получили два потенциально-пробиотических штамма, которые могут быть использованы при производстве препаратов для профилактики бактериальных инфекций сельскохозяйственных животных и птиц.
Исследования велись несколько лет в рамках Государственного задания и двух проектов Международной исследовательской группы Пермского края.
На первом этапе проводили скрининг бактериоцин-продуцирующих штаммов E. coli, изолированных от здоровых сельскохозяйственных животных, анализировали у штаммов гены всех известных бактериоцинов. В результате обнаружены культуры, содержащие одновременно шесть и семь генов разных бактериоцинов. Экзометаболиты (бесклеточные жидкости) ряда бактериоцин-продуцирующих штаммов ингибировали рост как чувствительных, так и устойчивых к антибактериальным препаратам штаммов E. coli, принадлежащих к разным патотипам, включая диареегенные эшерихии.
Отобраны и изучены перспективные в биотехнологическом отношении штаммы, выделенные от перепела и коровы. Геномы обоих штаммов секвенированы.
Кузнецова Марина Валентиновна – ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярной биотехнологии ИЭГМ УрО РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН), доктор медицинских наук:
«В связи с ограничением использования антибиотиков для профилактики бактериальных инфекций продуктивных животных в последние годы активизировался поиск штаммов бактерий, наиболее активных в пробиотическом отношении. Перспективным считают направление по отбору штаммов, видоспецифичных для кишечного биоценоза конкретного вида животного, обладающих высокой колонизационной и антагонистической активностью. Наши исследования показали, что оба штамма обладают умеренной адгезией и проявляют высокую антагонистическую активность в отношении большинства протестированных энтеропатогенов. Кратковременное пероральное введение штаммов защищало крыс от колонизации и патогенного воздействия токсигенного штамма E. coli C55 с продукцией бета-лактамаз расширенного спектра и способствовало сохранению гомеостаза кишечника. Данные in silico, in vitro и in vivo показывают, что оба штамма безопасны и потенциально могут быть использованы для профилактики колибактериоза сельскохозяйственных животных».
По мнению исследователей, получены штаммы, обладающие более высокой колонизационной способностью и антагонистической активностью в кишечнике сельскохозяйственных животных, по сравнению со штаммом E. coli М-17.
Штаммы являются представителями энтеропатогенных серогрупп эшерихий (EТEC) – О8 и О149, соответственно, но не продуцируют энтеротоксины, что создает предпосылки для создания эффективного профилактического препарата «два в одном» – живой пробиотической вакцины против возбудителей колибактериоза животных и птиц.
Результаты работы опубликованы:
Mihailovskaya V.S., Sutormin D.A., Karipova, M.O., Trofimova, A.B., Mamontov V.A., Severinov K., Kuznetsova M.V. Bacteriocin-Producing Escherichia coli Q5 and C41 with Potential Probiotic Properties: In Silico, In Vitro, and In Vivo Studies // International Journal of Molecular Sciences (Int. J. Mol. Sci.). 2023. V. 24(16), 12636. (Scopus Q1, Web of Science).
Sutormin D., Mihailovskaya V., Trofimova A., Mamontov V., Kuznetsova M., Severinov K. Complete Genome Sequences of Three Commensal and Two Avian Pathogenic Escherichia coli Strains Isolated from Farm Animals in Russia // Microbiology Resource Announcements. – 2023. e0065423.