ВИДІЛЕННЯ І ХАРАКТЕРИСТИКА НОВИХ ЛІТИЧНИХ БАКТЕРІОФАГІВ PSA 12 ТА PSA 60, АКТИВНИХ ПРОТИ МУЛЬТИРЕЗИСТЕНТНИХ КЛІНІЧНИХ ІЗОЛЯТІВ PSEUDOMONAS AERUGINOSA
DOI: https://doi.org/10.17721/1728.2748.2025.103.5-9
Ключові слова:
Pseudomonas aeruginosa, бактеріофаги, фаготерапія, резистентність до антибіотиків, мультирезистентністьАнотація
Вступ. У дослідженні здійснено виділення та характеристику двох бактеріофагів Psa 12 та Psa 60, які виявили літичну актив-ність проти Pseudomonas aeruginosa. P. aeruginosa становить серйозну загрозу через широке розповсюдження, зростаючу стійкість до антимікробних препаратів і здатність до формування біоплівок. Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) підкреслює критичну потребу в розробленні нових антибіотиків проти цього збудника. В Україні поранення, пов'язані з воєнними діями, часто ускладнюються інфекціями, спричиненими мультирезистентними штамами P. aeruginosa. У зв'язку із цим фаготерапія вважається перспективним напрямом досліджень і має потенціал як альтернатива для лікування інфекцій, спричинених мультирезистентними мікроорганізмами.
Методи. Бактеріофаги було виділено за допомогою методу подвійних агарових шарів, а їхній спектр дії визначено шляхом спот-тесту з використанням клінічних ізолятів. Морфологічні характеристики досліджувалися за допомогою трансмісійної електронної мікроскопії.
Результати. Фаги Psa 12 та Psa 60 були виділені зі зразків стічних вод, виявили виражену літичну активність і мали інфекційні титри 12 × 10⁷ БУО/мл та 5 × 10⁶ БУО/мл, відповідно. Серед 30 клінічних ізолятів P. aeruginosa фаг Psa 12 був ефективним проти 46 %, тоді як Psa 60 – проти 53 % тест-культур. За результатами трансмісійної електронної мікроскопії встановлено, що обидва фаги мають ікосаедричну головку та скоротливий хвостовий відросток, що відповідає ознакам класу Caudoviricetes. Діаметр головки фага Psa 12 становив 87±2 нм, довжина хвостового відростка – 137±5 нм. Для фага Psa 60 діаметр головки становив 100±3 нм, а довжина хвостового відростка – 121±3 нм.
Висновки. Висока літична активність, широкий спектр дії на клінічні ізоляти й морфологічні ознаки, характерні для класу Caudoviricetes, підкреслюють терапевтичний потенціал фагів Psa 12 та Psa 60 у боротьбі з мультирезистентними ізолятами P. aeruginosa.
Посилання
Ackermann, H. W. (2009). Phage classification and characterization. Methods Mol Biol, 501, 127–140. https://doi.org/10.1007/978-1-60327-164-6_13
Adams, M. (1959). Bacteriophages. Wiley Interscience.
Aranaga, C., Alarcón, L., Bustamante, N., Vásquez-Huamán, L., & Camere, L. (2022). Phage Therapy in the Era of Multidrug Resistance in Bacteria: A Systematic Review. Int J Mol Sci, 23(9), 4577. https://doi.org/10.3390/ijms23094577
Berger, F. K., Knauber, B., Willi, A., Zeller, M., Kern, L., Imkamp, F. (2023). Occurrence, resistance patterns, and management of carbapenemase-producing bacteria in war-wounded refugees from Ukraine. Int J Infect Dis, 132, 89–92. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2023.04.394
Daubie, V., Chalhoub, H., Blasdel, B., Dahma, H., Merabishvili, M., Glonti, T., De Vos, N., Quintens, J., Pirnay, J. P., Hallin, M., Vandenberg, O. (2022). Determination of phage susceptibility as a clinical diagnostic tool: A routine perspective. Front Cell Infect Microbiol, 12, 1000721. https://doi.org/10.3389/fcimb.2022.1000721
Forti, F., Faccini, A., Locarno, L., De Grandi, G., Gelmi, M., Piddock, L. J. V., Cirz, R., Cava, F. (2018). Design of a Broad-Range Bacteriophage Cocktail That Reduces Pseudomonas aeruginosa Biofilms and Treats Acute Infections in Two Animal Models. Antimicrob Agents Chemother, 62(6), e02573-17. https://doi.org/10.1128/aac.02573-17
Hernández-García, M., Cabezudo, P., Ortiz-de-Lejarazu, R., Garrote-Llanos, C., Calvo-Cano, J., Matesanz-Méndez, M., Herrero-Hernández, C., Rojo-Martín, D. (2023). First detection in Spain of NDM-1-producing Pseudomonas aeruginosa in two patients transferred from Ukraine to a university hospital. J Glob Antimicrob Resist, 36, 105–111. https://doi.org/10.1016/j.jgar.2023.12.022
Kunz Coyne, A. J., Rybak, M. J., Sader, H. S. (2022). Therapeutic Strategies for Emerging Multidrug-Resistant Pseudomonas aeruginosa. Infect Dis Ther, 11(2), 661–682. https://doi.org/10.1007/s40121-022-00591-2
Maddocks, S., Maddocks, D. (2019). Bacteriophage Therapy of Ventilator-associated Pneumonia and Empyema Caused by Pseudomonas aeruginosa. Am J Respir Crit Care Med, 200(9), 1179–1181. https://doi.org/10.1164/rccm.201904-0839LE
McGann, P. T., Johnson, S., & Snesrud, E. (2023). Six Extensively Drug-Resistant Bacteria in an Injured Soldier, Ukraine. Emerg Infect Dis, 29(8), 1692–1695. https://doi.org/10.3201/eid2908.230567
Pallavali, R. R., Degati, V. L., Lomada, D., Reddy, M. C., Durbaka, V. R. P. (2017). Isolation and in vitro evaluation of bacteriophages against MDR-bacterial isolates from septic wound infections. PLoS One, 12(7), e0179245. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179245
Qin, S., Xiao, W., Zhou, C., Li, S., Hu, M., Gao, J., Zhou, X. (2022). Pseudomonas aeruginosa: pathogenesis, virulence factors, antibiotic resistance, interaction with host, technology advances and emerging therapeutics. Sig Transduct Target Ther, 7, 199. https://doi.org/10.1038/s41392-022-01056-1
Strathdee, S. A., Hatfull, G. F., Mutalik, V. K., Schooley, R. T. (2023). Phage therapy: From biological mechanisms to future directions. Cell, 186(1), 17–31. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.11.017
World Health Organization. (2017). Prioritization of pathogens to guide discovery, research and development of new antibiotics for drug-resistant bacterial infections, including tuberculosis. Geneva: World Health Organization. https://www.who.int/publications/i/item/WHO-EMP-IAU-2017.12
