Гены, детерминирующие факторы вирулентности у штаммов Escherichia coli, выделенных из секрета простаты больных хроническим бактериальным простатитом
Цель работы. Охарактеризовать гены вирулентности у штаммов E. coli, выделенных из секрета простаты больных хроническим бактериальным простатитом.Кузьмин М.Д., Капустина О.А., Попова Л.П., Пашкова Т.М., Гриценко В.А., Карташова О.Л.
Материалы и методы. Из секрета простаты мужчин репродуктивного возраста (20–45 лет) с хроническим бактериальным простатитом кишечные палочки выделяли общепринятым бактериологическим методом, вид определяли с помощью MALDI-TOF масс-спектрометрии, гены вирулентности – ПЦР и секвенированием.
Результаты. В геномах изучаемых штаммов обнаружены гены, кодирующие группы факторов вирулентности: адгезинов, токсинов, капсульных антигенов, сидерофоров, инвазинов, противодействия иммунитету макроорганизма. Показано, что у кишечных палочек преобладали гены адгезинов, сидерофоров и факторов противодействия иммунной системе.
Заключение. Необходимы дальнейшие исследования штаммов E. coli с использованием технологий полногеномного секвенирования и протеомики. Накопление полученных данных позволит использовать гены вирулентности в качестве диагностических маркеров у пациентов с хроническим простатитом, указывающих на наличие инфекции.
Ключевые слова
Escherichia coli
хронический бактериальный простатит
гены вирулентности
Список литературы
1. Ибишев Х.С., Набока Ю.Л., Крайний П.А., Гудима И.A., Плякин А.Д., Прокоп Я.О., Ильяш А.В. Эффективность рекомбинантного интерферона α-2b у пациентов с хроническим рецидивирующим простатитом, перенесших СOVID-19. Вестник урологии. 2022;10(4):32-42. [Ibishev H.S., Naboka YU.L., Krajnij P.A., Gudima I.A., Plyakin A.D., Prokop YA.O., Il’yash A.V. The effectiveness of recombinant interferon α-2b in patients with chronic recurrent prostatitis who have had COVID-19. Vestnik urologii = Journal of Urology. 2022;10(4):32-42 (In Russ.)]. https://doi.org/10.21886/2308-6424-2022-10-4-32-42
2. Яковец Е. А., Шрайнер Е.В. Изучение роли кишечного микробиома у пациентов с хроническим бактериальным простатитом. Научное обозрение. Фундаментальные и прикладные исследования. 2023; 5. [YAkovec E. A., SHrajner E.V. Studying the role of the intestinal microbiome in patients with chronic bacterial prostatitis. Nauchnoe obozrenie. Fundamental’nye i prikladnye issledovaniya = Scientific review. Basic and applied research. 2023; 5 (In Russ.)]. https://scientificreview.ru/ru/article/view?id=114
3. Слукин П. В., Асташкин Е. И., Асланян Е. М., Ершова М. Г., Полетаева Е. Д., Светоч Э. А., Шепелин А. П., Фурсова Н. К. Характеристика вирулентных штаммов Escherichia coli, выделенных от пациентов с урологической инфекцией. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2021;6:671-684. [Slukin P. V., Astashkin E. I., Aslanyan E. M., Ershova M. G., Poletaeva E. D., Svetoch E. A., SHepelin A. P., Fursova N. K. Characteristics of virulent strains of Escherichia coli isolated from patients with urological infection. ZHurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2021;6:671-684 (In Russ.)]. https://doi.org/10.36233/0372-9311-134
4. Ермоленко З.М., Слукин П.В., Фурсова Н.К. Биопленки микроорганизмов в урологии: клиническая значимость и контроль связанных с ними инфекций. Бактериология. 2021; 6(2): 47-61. [Ermolenko Z.M., Slukin P.V., Fursova N.K. Biofilms of microorganisms in urology: clinical significance and control of associated infections. Bakteriologiya = Bacteriology. 2021; 6(2): 47-61. (In Russ.)]. https://doi.org/10.20953/2500-1027-2021-2-47-61
5. Andreu A, Stapleton AE, Fennell C, Lockman HA, Xercavins M, Fernandez F, Stamm WE. Urovirulence determinants in Escherichia coli strains causing prostatitis. J Infect Dis. 1997;176(2):464-9. PMID: 9237713. doi: 10.1086/514065
6. Карташова О.Л., Пашинина О.А., Пашкова Т.М., Гриценко В.А., Михайленко С.В. Биопрофили стафилококков разных видов, выделенных из секрета предстательной железы у мужчин с хроническим бактериальным простатитом. Тихоокеанский медицинский журнал. 2023;1:70-74. [Kartashova O.L., Pashinina O.A., Pashkova T.M., Gricenko V.A., Mihajlenko S.V. Bioprofiles of staphylococci of different species isolated from prostate secretions in men with chronic bacterial prostatitis. Tihookeanskij medicinskij zhurnal = Pacific Medical Journal. 2023;1:70-74. (In Russ.)]. doi: 10.34215/1609-1175-2023-1-70-744
7. Bukharin O.V., Kuzmin M.D., Perunova N.B., Ivanova E.V., Bekpergenova A.V., Bondarenko T.A. Characterization of the microbiota and cytokine profile of sperm plasma in men with chronic bacterial prostatitis. Urology. 2020; 5: 67-72. https://dx.doi.org/10.18565/urology.2020.5.67-72 2
8. Nesta B, Spraggon G, Alteri C, Moriel DG, Rosini R, Veggi D, Smith S, Bertoldi I, Pastorello I, Ferlenghi I, Fontana MR, Frankel G, Mobley HL, Rappuoli R, Pizza M, Serino L, Soriani M. FdeC, a novel broadly conserved Escherichia coli adhesin eliciting protection against urinary tract infections. mBio. 2012;3(2):e00010-12. PMID: 22496310; PMCID: PMC3324786. doi: 10.1128/mBio.00010-12
9. Choi U, Lee C-R. Distinct Roles of Outer Membrane Porins in Antibiotic Resistance and Membrane Integrity in Escherichia coli. Front. Microbiol. 2019;10:953. doi: 10.3389/fmicb.2019.00953
10. Braun V. Iron uptake by Escherichia coli. Front Biosci. 2003;8:s1409-21. PMID: 12957834. doi: 10.2741/1232
11. Nielubowicz GR, Mobley HL. Host-pathogen interactions in urinary tract infection. Nat Rev Urol. 2010;7(8):430-41. PMID: 20647992. doi: 10.1038/nrurol.2010.101
12. Sarowska J, Futoma-Koloch B, Jama-Kmiecik A, Frej-Madrzak M, Ksiazczyk M, Bugla-Ploskonska G, Choroszy-Krol I. Virulence factors, prevalence and potential transmission of extraintestinal pathogenic Escherichia coli isolated from different sources: recent reports. Gut Pathog. 2019;11(1):1-16. PMID: 30828388; PMCID: PMC6383261. doi: 10.1186/s13099-019-0290-0
13. Bingen-Bidois M, Clermont O, Bonacorsi S, Terki M, Brahimi N, Loukil C, Barraud D, Bingen E. Phylogenetic analysis and prevalence of urosepsis strains of Escherichia coli bearing pathogenicity island-like domains. Infect Immun. 2002;70(6):3216-26. PMID: 12011017; PMCID: PMC128014. doi: 10.1128/IAI.70.6.3216-3226.2002.
14. Tapader R, Basu S, Pal A. Secreted proteases: A new insight in the pathogenesis of extraintestinal pathogenic Escherichia coli. Int J Med Microbiol. 2019;309(3-4):159-168. PMID: 30940425. doi: 10.1016/j.ijmm.2019.03.002
15. Laudazzi M, Schifano E, Sivori F, Altieri L, Uccelletti D, Di Domenico EG, Colonna B, Pasqua M and Prosseda G. The AcrAB efflux pump contributes to the virulence of Enteroaggregative E. coli by influencing the aggregative behavior. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2025;15:1633585. doi: 10.3389/fcimb.2025.1633585
16. Chetri S. The culmination of multidrug-resistant efflux pumps vs. meager antibiotic arsenal era: Urgent need for an improved new generation of EPIs. Front. Microbiol. 2023;14:1149418. doi: 10.3389/fmicb.2023.1149418
17. Handler S, Kirkpatrick CL. New layers of regulation of the general stress response sigma factor RpoS. Front Microbiol. 2024;15:1363955. PMID: 38505546; PMCID: PMC10948607. doi: 10.3389/fmicb.2024.1363955
18. Schellhorn HE. Function, Evolution, and Composition of the RpoS Regulon in Escherichia coli. Front Microbiol. 2020;11:560099. PMID: 33042067; PMCID: PMC7527412. doi: 10.3389/fmicb.2020.560099
19. Хаова Е.А., Кашеварова Н.М., Шумков М.С., Сидоров Р.Ю., Ткаченко А.Г. Роль генов общего стрессорного ответа в формировании бактериальной персистенции. Вестник Пермского университета. Сер. Биология. 2018; 4: 393-401. [Haova E.A., Kashevarova N.M., SHumkov M.S., Sidorov R.YU., Tkachenko A.G. The role of general stress response genes in the formation of bacterial persistence. Vestnik Permskogo universiteta. Ser. Biologiya = Bulletin of Perm University. Ser. Biology. 2018; 4: 393-401(In Russ.)]. doi: 10.17072/1994-9952-2018-4-393-401
20. Meng J, Young G, Chen J. The Rcs System in Enterobacteriaceae: Envelope Stress Responses and Virulence Regulation. Front Microbiol. 2021;12:627104. PMID: 33658986; PMCID: PMC7917084. doi: 10.3389/fmicb.2021.627104
21. Hussein NA, Cho SH, Laloux G, Siam R, Collet JF. Distinct domains of Escherichia coli IgaA connect envelope stress sensing and down-regulation of the Rcs phosphorelay across subcellular compartments. PLoS Genet. 2018;14(5):e1007398. PMID: 29852010; PMCID: PMC5978795. doi: 10.1371/journal.pgen.1007398
22. Tsylents U, Burmistrz M, Wojciechowska M, Stępień J, Maj P and Trylska J Iron uptake pathway of Escherichia coli as an entry route for peptide nucleic acids conjugated with a siderophore mimic. Front. Microbiol. 2024;15:1331021. doi: 10.3389/fmicb.2024.1331021
23. Ильина Т.С., Романова Ю.М. Бактериальные биопленки: роль в хронических инфекционных процессах и поиск средств борьбы с ними. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2021;39(2):14 24. [Il’ina T.S., Romanova YU.M. Bacterial biofilms: role in chronic infectious processes and the search for means to combat them. Molekulyarnaya genetika, mikrobiologiya i virusologiya = Molecular genetics, microbiology and virology. 2021;39(2):14 24 (In Russ.)]. https://doi.org/10.17116/molgen20213902114
24. Hirakawa H, Suzue K, Takita A, Tomita H. Roles of OmpA in Type III Secretion System-Mediated Virulence of Enterohemorrhagic Escherichia coli. Pathogens. 2021;10(11):1496. PMID: 34832651; PMCID: PMC8622347. doi: 10.3390/pathogens10111496
25. Nasrollahian S, Graham JP, Halaji M. A review of the mechanisms that confer antibiotic resistance in pathotypes of E. coli. Front Cell Infect Microbiol. 2024;14:1387497. PMID: 38638826; PMCID: PMC11024256. doi: 10.3389/fcimb.2024.1387497
Об авторах / Для корреспонденции
А в т о р д л я с в я з и: М. Д. Кузьмин – д.м.н., врач-уролог высшей квалификационной категории, ведущий научный сотрудник лаборатории по изучению механизмов формирования микробных биоценозов человека ИКВС УрО РАН – обособленного структурного подразделения ОФИЦ УрО РАН, Оренбург, Россия; e-mail: mdk-49@mail.ruТакже по теме
