XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Злоупотребление антибиотиками в медицине, сельском хозяйстве и других отраслях приводит к тому, что в последнее десятилетие отмечается резкое увеличение доли антибиотикорезистентности среди различных микроорганизмов. Чрезмерное использование противомикробных препаратов для лечения людей и животных также вызвало накопление этих соединений в окружающей среде, и влияние такого накопления на возникновение устойчивости к антибиотикам не следует недооценивать. Такие организации, как Центры США по контролю и профилактике заболеваний (CDC), Европейский центр по профилактике и контролю заболеваний (ECDC) и Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), рассматривают инфекции, вызванные бактериями с множественной лекарственной устойчивостью, как возникающую глобальную и серьезную проблему общественного здравоохранения [1].

Широкое использование β-лактамных антибиотиков обусловлено их эффективностью и безопасностью, однако на сегодняшний день большая часть данных антимикробных препаратов не используется на практике из-за возникшей резистентности к ним среди микроорганизмов. Устойчивость микроорганизмов к β-лактамным антибиотикам связана с действием особых ферментов – β-лактамаз, которые гидролизуют (инактивируют) все классы β-лактама, включая карбапенемы. Staphylococcus aureus, Hemophilus influenzae и E. coli продуцируют бета-лактамазы, которые могут гидролизовать пенициллины, но не все цефалоспорины. Другие бета-лактамазы, продуцируемые Pseudomonas, Enterobacter, Neisseria gonorrhoeae и Moraxella catarrhalis, обладают способностью гидролизовать как пенициллины, так и цефалоспорины [2–4].

В связи с вышеизложенным на сегодняшний день наиболее перспективными являются исследования по поиску ингибиторов антибиотикорезистентности микроорганизмов, выявлению механизмов усиления эффективности уже имеющихся антибиотиков и разработке новых антибактериальных средств. Одним из направлений данных исследований является изучение антибиотикорезистентности среди пробиотических микроорганизмов. Использование пробиотиков на основе антибиотикорезистентных штаммов в сочетании с антибиотиками при комплексной терапии целого ряда заболеваний позволило бы составить принципиально новые схемы лечения и разработать новые антимикробные препараты [5].

Таким образом, целью нашего исследования является изучение антибиотикорезистентности пробиотических штаммов микроорганизмов и условно-патогенных микроорганизмов в отношении -лактамных антибиотиков.

В качестве объектов исследования использовались чистые культуры микроорганизмов: пробиотические штаммы Bacillus subtilis 534 и Bacillus subtilis 10641, S. aureus и E. coli. Антибиотикорезистентность исследуемых микроорганизмов оценивалась с помощью тест-систем «Bio Merieux», которые состоят из прозрачной полимерной пластинки, на каждой имеются по 20 микропробирок объемом 250 мкл, содержащих разные антибиотики различной концентрации (рисунок 1) [6].

Рисунок 1 – Тест-системы «Bio Merieux», предназначенные для определения антибиотикорезистентности

Результаты, полученные в ходе данного исследования, представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Сравнительная таблица по антибиотикорезистентности бактерий рода Bacillus, S. aureus и E. coliс применением тест-систем «Bio Merieux»

Продолжение таблицы 1

Анализируя полученные данные можно заметить, что бактерии рода Bacillus проявляют устойчивость к таким антибиотикам пенициллинового ряда, как тикарциллин, оксациллин и мециллинам. В отношении Penicilline G данные бактерии устойчивы только к низким концентрациям, при увеличении содержания с 0,125 мг/л до 8 мг/л антибиотика наблюдается подавление роста бацилл. К амоксициллину, мезлоциллину и пиперациллину пробиотические бактерии рода Bacillus проявляют чувствительность. Оба исследуемых пробиотических штамма резистентны к карбопенемам (имипенем) и монобактамам (азтреонам). Было обнаружено, что Bacillus subtilis 10641 проявляет штаммовую устойчивость к цефокситину, цефотаксиму, цефтизоксиму, в то время как Bacillus subtilis 534 проявляет чувтвительность к данным препаратам. Однако при уменьшении концентрации цефотаксима отмечается рост последнего. Оба штамма не растут в присутствии в среде цефамандола, цефаклора и латамоксефа, но устойчивы к цефтазидиму, цефсулодину.

Из условно-патогенных микроорганизмов E. coli проявляет резистентность к антибиотикам -лактамного ряда. Отмечается только чувствительность к повышенным концентрациям цефотаксима. Staphylococcus aureus в свою очередь устойчив к пенициллину и амоксициллину, умеренно устойчив к тикарциллину, мезлоциллину, оксациллину и мециллинаму. При увеличении концентрации пиперациллина наблюдается потеря устойчивости. Помимо этого, стафилококк проявляет резистентность к цефамандолу, цефокситину, цефотаксиму, цефсулодину, цефтазидиму, имипенему и азтреонаму. В отношении таких антибиотиков из группы цефалоспоринов, как цефтизоксим, цефаклор и латамоксеф наблюдается чувствительность бактерий S. aureus.

В ходе проведенных исследований была обнаружена штаммовая устойчивость Bacillus subtilis 10641 к таким антибиотикам, входящим в группу цефалоспоринов, как цефокситин, цефотаксим, цефтизоксим. Из условно-патогенных микроорганизмов E. coliпроявляет наибольшую устойчивость к -лактамным антибиотикам.

Списоклитературы:

Roca, I. The global threat of antimicrobial resistance: science for intervention / I. Roca, M. Akova, F. Baquero [et al.] // New Microbes New Infect. – 2015. – №6. – Р. 22–29.

Qin, Wenling β-Lactam Antibiotics Renaissance / Wenling Qin, Mauro Panunzio and Stefano Biondi // Antibiotics (Basel). – 2014. - №3(2). – Р. 193–215.

Thakuria, Bhaskar The Beta Lactam Antibiotics as an Empirical Therapy in a Developing Country: An Update on Their Current Status and Recommendations to Counter the Resistance against Them / Bhaskar Thakuria and Kingshuk Lahon // Journal of Clinical and Diagnjstic Research. – 2013. – №7(6). – Р. 1207–1214.

Smith, Paul W. Pharmacokinetics of β-Lactam Antibiotics: Clues from the Past To Help Discover Long-Acting Oral Drugs in the Future / Paul W. Smith, Fabio Zuccotto, Robert H. Bates [et al.] // ACS Infectious Diseases. – 2018. – №4(10). – Р. 1439–1447.

Филиппова, Е. С. Изучение антибиотикорезистентности некоторых пробиотических штаммов / Е. С. Филиппова, Н. А. Забокрицкий, А. В. Молдованов // Биомедицина. – 2010. – №5. – С. 142-144.

Королькова, Д. С. Антибиотикорезистентность пробиотических и патогенных микроорганизмов / Д. С. Королькова [и др.] // Наука. Общество. Человек. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции (30 сентября 2018 года, г. Смоленск) – Смоленск: МНИЦ «Наукосфера», 2018. – С. 7-13.