Актуальність дослідження зумовлена процесом епідемічного росту внутрішньолікарняних інфекцій, до яких відноситься Escherichia Coli (E. coli). Одним із факторів патогенності таких мікроорганізмів є здатність до утворення біоплівки – складноорганізованого співтовариства, всередині якої бактерії набувають підвищеної стійкості до факторів довкілля, насамперед, до антибактеріальних препаратів, чим значно ускладнюють перебіг інфекційного процесу. У зв’язку з цим, метою роботи було визначити особливості формування та залежності щільності сформованої біоплівки від антибіотикорезистентності патогенних та комменсальних штамів E. coli, виділених від собак і котів. Диско-дифузійним методом, згідно з рекомендаціями EUCAST, встановлено стійкість ізолятів E. coli до антибактеріальних препаратів. Вивчення здатності мікроорганізмів формувати біоплівки та визначення їх щільності проводили у стерильних пластикових 96-лункових планшетках. Здатність формувати біоплівки оцінювали візуально та мікроскопічно, щільність біоплівок визначали в одиницях, спектрофотометрично, за оптичною густиною промивного розчину. Наведено результати дослідження 63 проб патологічного (ранові інфекції) та біологічного матеріалу. З них отримано 10 ізолятів E. coli (6 від собак і 4 від котів), які було обрано для подальшого дослідження. Встановлено, що всі ізоляти E. coli мали здатність до фенотипового утворення біоплівки. Досліджена взаємозалежність антибіотикорезистентності ізолятів E. coli та їх здатність утворювати біоплівку. Так ізоляти, які були виділені з патологічного матеріалу та мали позитивну реакцію на середовищі CHROMagar™ ESBL для визначення бета-лактамаз розширеного спектру, мали більшу резистентність до різних груп антибактеріальних препаратів і утворювали біоплівку високої та середньої щільності, тоді, як ізоляти E. coli, виділені з патологічного та біологічного матеріалів з негативною реакцією на середовищі CHROMagar™ ESBL утворювали біоплівку низької щільності та мали меншу резистентність до різних груп антибактеріальних препаратів. Отримані результати дають можливість пошуку нових, інколи альтернативних, методів лікування та профілактики викликаних ними патологій
мікроорганізм, біоплівка, антибіотикорезистентність, антибактеріальні препарати, ранова інфекція
[1] Ushkalov, V., Salmanov, A., Kalachniuk, L., Vishovan, Y., Boianovskiy, S., Ushkalov, A., Granate, A., Huwiage, G.M., & Kepple, O. (2020). The influence of cultivation temperature on some phenotypic traits of Yersinia pseudotuberculosis. One Health & Risk Management, 1(2), 34-40. doi: 10.38045/ohrm.2020.1.14.
[2] Tallawi, M., Opitz, M., & Lieleg, O. (2017). Modulation of the mechanical properties of bacterial biofilms in response to environmental challenges. Biomaterials Science, 5, 887-900. doi: 10.1039/C6BM00832A.
[3] Akter, S., Chowdhury, A., & Mina, S.A. (2021). Antibiotic resistance and plasmid profiling of Escherichia coli isolated from human sewage samples. Microbiology Insights, 14. doi: 10.1177/11786361211016808.
[4] Albert, M.J., Bulach, D., Alfouzan, W., Izumiya, H., Carter, G., Alobaid, K., Alatar, F., Sheikh, A.R., & Poirel, L. (2019). Non-typhoidal Salmonella blood stream infection in Kuwait: Clinical and microbiological characteristics. Plos Neglected Tropical Diseases, 13(4). doi: 10.1371/journal.pntd.0007293.
[5] Mahmud, Z.H., Shirazi, F.F., Hossainey, M., Islam, M.I., Ahmed, M.A., Nafiz, T.N., Imran, K.M., Sultana, J., Islam, M.S., Islam, M.A., & Islam, M.S. (2019). Presence of virulence factors and antibiotic resistance among Escherichia coli strains isolated from human pit sludge. Journal of Infection in Developing Countries, 13(3), 195-203. doi: 10.3855/jidc.10768.
[6] Gonzales-Rodriguez, A.O., Infante Varillas, S.F., Barrón Pastor, H.J., Llimpe Mitma, Y., Huerta Canales, D., Wong Chero, P.A., Gutierrez, C., & Suarez Cunza, S. (2020). Immunological and biochemical response of older adults with urinary tract infection to uropathogenic Esherichia coli virulence factors. Rev Peru Med Exp Salud Publica, 37(3), 527-531. doi: 10.17843/rpmesp.2020.373.4918.
[7] 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. doi: 10.1093/femsre/fux010.
[8] Del Pozo, J.L. (2018). Biofilm-related disease. Expert Review of Anti-Infective Therapy, 16(1), 51-65. doi: 10.1080/14787210.2018.1417036.
[9] Huang, J., Liu, S., Zhang, C., Wang, X., Pu, J., Ba, F., Xue, S., Ye, H., Zhao, T., Li, K., Wang, Y., Zhang, J., Wang, L., Fan, C., Lu, T.K., & Zhong, C. (2019). Programmable and printable Bacillus subtilis biofilms as engineered living materials. Nature Chemical Biology, 15(1), 34-41. doi: 10.1038/s41589-018-0169-2.
[10] Vishovan, Y., Ushkalov, V., Vygovska, L., Ishchenko, L., Salmanov, A., Bilan, A., Kalakailo, L., Hranat, A., & Boianovskiy, S. (2021). Biofilm formation and antibiotic resistance in Staphylococcus isolated from different objects. EUREKA: Life Sciences, (4), 58-65. doi: 10.21303/2504-5695.2021.001925.
[11] Miquel, S., Lagrafeuille, R., Souweine, B., & Forestier, C. (2016). Anti-biofilm activity as a health issue. Frontiers in Microbiology, 7, 592. doi: 10.3389/fmicb.2016.00592.
[12] Puligundla, P., & Mok, C. (2017). Potential applications of nonthermal plasmas against biofilm-associated micro-organisms in vitro. Journal of Applied Microbiology, 122(5), 1134-1148.
doi: 10.1111/jam.13404. [13] Baker, K.S. (2015). Demystifying Escherichia coli pathovars. Nature Reviews Microbiology, 13(1), 5. doi: 10.1038/nrmicro3411.
[14] Rohatgi, A., & Gupta, P. (2021). Natural and synthetic plant compounds as anti-biofilm agents against Escherichia coli O157:H7 biofilm. Infection, Genetics and Evolution: Journal of Molecular Epidemiology and Evolutionary Genetics in Infectious Diseases, 95, article number 105055. doi: 10.1016/j.meegid.2021.105055.
[15] Kot, B. (2019). Antibiotic resistance among uropathogenic Escherichia coli. Polish Journal of Microbiology, 68(4), 403-415. doi: 10.33073/pjm-2019-048.
[16] Poolman, J.T., & Wacker, M. (2016). Extraintestinal pathogenic Escherichia coli, a common human pathogen: Challenges for vaccine development and progress in the field. The Journal of Infectious Diseases, 213(1), 6-13. doi: 10.1093/infdis/jiv429.
[17] Raeispour, M., & Ranjbar, R. (2018). Antibiotic resistance, virulence factors and genotyping of uropathogenic Escherichia coli strains. Antimicrobial Resistance and Infection Control, 7, 118. doi: 10.1186/s13756-018-0411-4.
[18] Roy, R., Tiwari, M., Donelli, G., & Tiwari, V. (2018). Strategies for combating bacterial biofilms: A focus on anti-biofilm agents and their mechanisms of action. Virulence, 9(1), 522-554. doi: 10.1080/21505594.2017.1313372.
[19] Potochylova, V., Rudnyeva, K., Pokas, O., & Vyshnyakova, H. (2020). Sensitivity to antibacterial drugs and phenotypic determination of resistance factors in microorganisms of the family Enterobacteriaceae – pathogens of wound infections. Bulletin of Problems of Biology and Medicine, 4(158), 259-263. doi: 10.29254/2077-4214- 2020-4-158-259-263.
[20] Kukhtin, M.D., & Krushelnytska, N.V. (2014). Formation of biofilms by microorganisms isolated from milking equipment. Animal Biology, 16(1), 95-103. doi: 10.15587/1729-4061.2017.110488.
[21] Mishyna, M.M., Makieieva, N.I., Marchenko, I.A., Golovachova, V.A., & Osolodchenko, T.P. (2020). Biofilms formation by pyelonephritis causative agents in infants as a mechanism of resistance to antimicrobial agents. Ukrainian Journal of Medicine, Biology and Sport, 2(24), 104-111. doi: 10.26693/jmbs05.02.104.
[22] Eucast. The European committee on antimicrobial susceptibility testing. Retrieved from https://www.eucast.org/.
[23] Sergeant, ESG. Epitools Epidemiological Calculators. Ausvet. (2018). Retrieved from https://epitools.ausvet.com.au.