Виділення бактеріофагів специфічних щодо Staphylococcus aureus var. bovis

  • Yu. V. Horiuk Подільський державний аграрно-технічний університет, м. Кам’янець-Подільський, Хмельницька обл. https://orcid.org/0000-0002-7162-8992
Ключові слова: очищення фаголізату; трихлорметан; теплова обробка; фільтрування.

Анотація

Бактеріофаги – віруси, які заражають бактерії, привертають усе більшу увагу як контроль бактеріальних патогенів. Однак розроблення успішної стратегії на основі фагів вимагає глибокого аналізу різних параметрів. У статті наведено результати дослідження та порівняння методик виділення бактеріофагів, специфічних щодо Staphylococcus aureus var. bovis, із секрету корів, хворих субклінічною формою маститу, які можуть бути використані для створення фагового препарату з метою профілактики і лікування маститу. Вихідним матеріалом для одержання бактеріофагів були зразки секрету великої рогатої худоби, обробку яких здійснювали згідно зі стандартними методиками. Для очищення фаголізату від сторонньої мікрофлори використовували: двоступеневу фільтрацію (розмір пор 0,45 мкм), прогрівання пробірок за температури 60 ± 2 °С протягом 30 хв і вплив хлороформу. Літичну активність бактеріофагів, а також морфологію негативних колоній вивчали за методом Граціа. Встановлено, що мікрофлора після першого пасажування представлена різними видами, залежно від способу обробки зразків. Метод очищення стафілококових бактеріофагів від бактеріальних клітин трихлорметаном найбільш ефективний метод. Так, лише за першого пасажування виділявся Staphylococcus aureus. Багато фагів нестійкі до хлороформу. Тому ця методика не зовсім придатна для первісного виділення стафілококового бактеріофага. Стороння мікрофлора фаголізату за впливу температури 60 ± 2 °С протягом 30 хв представлена термостійкими бактеріями: Enterococcus, Lactococcus, Bacillus. У другому пасажі виділяється лише рід Enterococcus. В подальшому стороння мікрофлора не виділяється. Загалом температурна обробка за вищеназваних параметрів – це ефективний за якістю, але тривалий у часі метод. Під час двоступеневого фільтрування фаголізату за першого та другого пасажування виділяються бактерії групи кишкових паличок, а саме представники роду Klebsiella. Застосування фільтрації у подальшому пасажуванні ефективно очищувало фаголізат від сторонньої мікрофлори. Результати досліджень щодо очищення стафілококових бактеріофагів від бактеріальних клітин вказують на ефективність застосування багатоступеневої фільтрації.

Посилання

Dias, R. S., Eller, M. R., Duarte, V. S., Pereira, A. L., Silva, C. C., Mantovani, H. C., Oliveira, L. L., Silva, E. de A. M, & Paula, S. O. (2013). Use of phages against antibiotic-resistant Staphylococcus aureus isolated from bovine. Journal of Animal Science, 91, 3930–3939.

Haddad, L., Roy, J. P., Khalil, G. E., St-Gelais, D., Champagne, C. P., Labrie, S., & Moineau, S. (2016). Efficacy of two Staphylococcus aureus phage cocktails in cheese production. International Journal of Food Microbiology, 217, 7–13.

Hanlon, G. W. (2007). Bacteriophages: an appraisal of their role in the treatment of bacterial infections. International Journal of Antimicrobial Agents, 30(2), 118–128.

Horiuk, Yu., Kukhtyn, M., Kovalenko, V., Kornienko, L., Horiuk, V., & Liniichuk N. (2019). Biofilm formation in bovine mastitis pathogens and the effect on them of antimicrobial drugs. Independent Journal of Management & Production, 10(7), 897–910.

Horiuk, Yu. V., Kukhtyn, M. D., Perkiy, Yu. B., & Horiuk, V. V. (2018). Distribution of main pathogens of mastitis in cows on dairy farms in the western region of Ukraine. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies, 20(83), 115–119.

Jensen, K. C., Hair, B. B., Wienclaw, T. M., Murdock, M. H., Hatch, J. B., Trent, A. T., & Berges, B. K. (2015). Isolation and host range of bacteriophage with lytic activity against methicillin-resistant Staphylococcus aureus and potential use as a fomite decontaminant. PLoS One, 10(7), e0131714.

Klopatek S., Callaway T.R., Wickersham T., Sheridan T.G., Nisbet D.J. (2018) Bacteriophage utilization in animal hygiene. In: Harper D., Abedon S., Burrowes B., McConville M. (eds) Bacteriophages. Springer, Cham.

Kovalenko, V. L., Kovalenko, P. L., Ponomarenko, G. V., Kukhtyn, M. D., Midyk, S. V., Horiuk, Y. V., & Garkavenko, V. M. (2018). Changes in lipid composition of Escherichia coli and Staphylococcus areus cells under the influence of disinfectants Barez®, Biochlor® and Geocide®. Ukrainian Journal of Ecology, 8(1), 547–550.

Kukhtyn, M. D., Horyuk, Y. V., Horyuk, V. V., Yaroshenko, T. Y., Vichko, O. I., & Pokotylo, O. S. (2017). Biotype characterization of Staphylococcus aureus isolated from milk and dairy products of private production in the western regions of Ukraine. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 8(3), 384–388.

Kukhtyn, M. D., Kovalenko, V. L., Horyuk, Y. V., Horyuk, V. V., & Stravskyy, Y. S. (2016). Bacterial biofilms formation of Cattle mastitis pathogens. Journal for Veterinary Medicine, Biotechnology and Biosafety, 2(4), 30–32.

Levesque, B., Ayotte, P., LeBlanc, A., Dewailly, E., Prud’Homme, D., Lavoie, R., & Levallois, P. (1994). Evaluation of dermal and respiratory chloroform exposure in humans. Environmental Health Perspectives, 102(12), 1082–1087.

Lopetuso, L., Giorgio, M., Saviano, A., Scaldaferri, F., Gasbarrini, A., & Cammarota, G. (2019). Bacteriocins and bacteriophages: therapeutic weapons for gastrointestinal diseases? International Journal of Molecular Sciences, 20(1), 183.

Mahony, J., McAuliffe, O., Ross, R.P., & van Sinderen, D. (2011). Bacteriophages as biocontrol agents of food pathogens. Current Opinion in Biotechnology, 22(2), 157–163.

Merabishvili, M., Pirnay, J. P., Verbeken, G., Chanishvili, N., Tediashvili, M., Lashkhi, N., Glonti, T., Krylov, V., Mast, J., Van Parys, L., Lavigne, R., Volckaert, G., Mattheus, W., Verween, G., De Corte, P., Rose, T., Jennes, S., Zizi, M., De Vos, D., & Vaneechoutte, M. (2009). Quality-controlled small-scale production of a well-defined bacteriophage cocktail for use in human clinical trials. PLoS One, 4(3), e4944.

Moodley, A., Kot, W., Nalgard, S., Jakociune, D., Neve, H., Hansen, L. H., & Vogensen, F. K. (2019). Isolation and characterization of bacteriophages active against methicillin-resistant Staphylococcus pseudintermedius. Research in Veterinary Science, 122, 81–85.

O’Flaherty, S., Coffey, A., Meaney, W. J., Fitzgerald, G. F., & Ross, R.P. (2005). Inhibition of bacteriophage K proliferation on Staphylococcus aureus in raw bovine milk. Letters in Applied Microbiology, 41, 247–279.

Rehman, S., Khan, T., & Raza, S. (2016). Isolation of bacteriophage against Staphylococcus aureus causing mastitis. International Journal of Advanced Multidisciplinary Research, 3(4), 1393–1395.

Saglam, A. G., Sahin, M., Celik, E., Çelebi, O., Akca, D., & Otlu, S. (2017). The role of staphylococci in subclinical mastitis of cows and lytic phage isolation against to Staphylococcus aureus. Veterinary World, 10(12), 1481.

Svircev, A., Roach, D., & Castle, A. (2018). Framing the future with bacteriophages in agriculture. Viruses, 10(5), 218.

Topuzoglu, .B, Bastan, A., & Salar, S. (2015). The effect of long term antibiotic treatment on bacteriological cure and somatic cell count at subclinical mastitis due to Staphylococcus aureu s in lactating dairy cows. Veterinary Journal of Ankara University, 62, 289–294.

Vos, P., Garrity, G., Jones, D., Krieg, N. R., Ludwig, W., Rainey, F. A., & Whitman, W. B. (Eds.). (2011). Bergey’s manual of systematic bacteriology: Volume 3: The Firmicutes. Springer Science & Business Media.

Wills, Q. F., Kerrigan, C., & Soothill, J. S. (2005). Experimental bacteriophage protection against Staphylococcus aureus abscesses in a rabbit model. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 49(3), 1220–1221.
Опубліковано
2019-10-31