Журналов:     Статей:        

Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020; 97: 346-355

Современные представления о про-/эукариотических взаимодействиях организма человека — основа создания нового поколения пробиотических препаратов

Михайлова Наталья Александровна, Воеводин Дмитрий Анатольевич, Лазарев Сергей Александрович

https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-4-7

Аннотация

Многоклеточные организмы в совокупности с сапрофитной флорой формируют сложные, глубоко интегрированные химерные системы (ассоциативные симбиозы, метаорганизмы) с выраженным взаимным влиянием про- и эукариотического компонентов. Способность микроорганизмов (МО) к симбиотическому взаимодействию формируется только в условиях целостного организма.

При длительном выращивании на искусственных средах симбиотические МО, адаптируясь к существованию в искусственных условиях, постепенно и обратимо утрачивают способность к ассоциативному взаимодействию с организмом человека, что приводит к снижению терапевтической эффективности пробиотических препаратов, приготовленных на их основе. Для повышения терапевтической активности пробиотических МО необходима их функциональная реабилитация.

При развитии патологического процесса складываются предпосылки формирования вторичного обменного дисбиоза, вследствие этого изменения регуляторных процессов самого индивида становятся препятствием для восстановления нормальной микрофлоры. Поэтому функциональная реабилитация пробиотических МО должна проводиться на этапе культивирования, а процесс культивирования должен в необходимой степени воспроизводить условия целостного организма.

Список литературы

1. Бухарин О.В., ред. Ассоциативный симбиоз. Екатеринбург; 2007.

2. Розанова Г.Н., Воеводин Д.А. Случай эффективного использования пробиотиков в комплексной терапии тяжелой формы сахарного диабета 1-го типа при кишечном дисбактериозе. Клиническая медицина. 2008; 86(1): 67-8.

3. Воеводин Д.А., Розанова Г.Н., Стенина М.А., Скрипник А.Ю., Чередеев А.Н. Роль иммунологических реакций в адаптивном процессе у детей с сахарным диабетом типа 1, филогенетическая концепция антистрессорной адаптации. Иммунология. 2003; 24(2): 103-7.

4. Фомина Л.О., Зурочка В.А., Симбирцев А.С., Гриценко В.А. Влияние времени культивирования Staphylococcus aureus на продукцию ими цитокино-подобных веществ, детектируемых методом иммуноферментного анализа. Российский иммунологический журнал. 2018; 12(3): 454-9. DOI: http://doi.org/10.31857/S102872210002427-4

5. Зурочка А.В., Дукардт В.В., Зурочка В.А., Добрынина М.А., Зуева Е.Б., Тяпаева Я.В. и др. Стафилококки как продуценты цитокиноподобных веществ. Российский иммунологический журнал. 2017; 11(2): 134-6.

6. Зурочка А.В., Дукардт В.В., Зурочка В.А., Добрынина М.А., Зуева Е.Б., Тяпаева Я.В. и др. Бактерии как продуценты цитокино-подобных веществ. Российский иммунологический журнал. 2017; 11(3): 374-6.

7. Зурочка А.В., Дукардт В.В., Зурочка В.А., Добрынина М.А., Зуева Е.Б., Белозерцева Ю.П. и др. Staphylococcus aureus: спонтанная продукция цитокино-подобных веществ и ее регуляция синтетическим налогом активного центра гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ). Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2017; (1): 3.

8. Бондаренко В.М., Малеев В.В., Лиходед В.Г. Кишечная микрофлора, ожирение и диабет 2 типа. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2014; 91(3): 42-9.

9. Розанова Г.Н., Воеводин Д.А., Стенина М.А., Кушнарева М.В. Патогенетическая роль дисбактериоза в развитии осложнений сахарного диабета 1 типа у детей. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2002; 133(2): 196-8. DOI: http://doi.org/10.1023/A:1015503006854

10. Караулов С.В., Афанасьев С.С., Алешкин В.А., Бондаренко Л.Н., Воропаева Е.А., Афанасьев М.С. и др. Механизмы приобретения вирулентности условно-патогенными микроорганизмами и формирования пула нозокомиальных штаммов в микробиоценозах слизистых открытых полостей организма. Астраханский медицинский журнал. 2018; 13(2): 17-31. DOI: http://doi.org/10.17021/2018.13.2.17.31

11. Воеводин Д.А., Розанова Г.Н., Поддубиков А.В., Михайлова Н.А. Микробиоценоз, иммунная система и наследственность. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2017; 94(2): 116-26. DOI: http://doi.org/10.36233/0372-9311-2017-2-116-126

12. Тюзико И.А., Калинченко С.Ю., Ворслов Л.О., Греков Е.А. Коррекция андрогенного дефицита при хроническом инфекционном простатите как патогенетический метод преодоления неэффективности стандартной антибактериальной терапии на фоне растущей антибиотикорезистентности. Андрология и генитальная хирургия. 2013; 14(1): 55-63.

13. Мухина А.Ю., Свищева М.В., Медведева О.А., Калуцкий П.В., Шевченко А.В., Бобынцев И.И. и др. Применение пептида THR-LYS-PRO-ARG-PRO-GLY-PRO («Селанка») для коррекции дисбиоза при хроническом иммобилизационном стрессе. Патент РФ № 2681217; 2019.

14. Маркова Ю.А., Алексеенко А.Л., Крамарский А.В., Савилов Е.Д. Растения как одно из звеньев цепи циркуляции патогенных для человека бактерий в окружающей среде. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2012; 114(7): 11-4.

15. Дунаева С.Е., Оследкин Ю.С. Бактериальные микроорганизмы, ассоциированные с тканями растений в культуре in vitro: идентификация и возможная роль (обзор). Сельскохозяйственная микробиология. 2015; 50(1): 3-15. DOI: http://doi.org/10.15389/agrobiology.2015.1.3rus

16. Rio R.V.M., Attardo G.M., Weiss B.L. Grandeur alliances: symbiont metabolic integration and obligate arthropod hematophagy. Trends Parasitol. 2016; 32(9): 739-49. DOI: http://doi.org/10.1016/j.pt.2016.05.002

17. Khaosaad T., Garcia-Garrido J.M., Steinkellner S., Vierheilig H. Take all disease is systemically reduced in roots of mycorrhizal barley plants. Soil Biol. Biochem. 2007; 39(3): 727-34. DOI: http://doi.org/10.1016/j.soilbio.2006.09.014

18. Thomas P., Swarna G.K., Roy P.K., Prakash P. Identification of culturable and originally non-culturable endophytic bacteria isolated from shoot tip cultures of banana cv. Grand Naine. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 2008; 93(1): 55-63. DOI: http://doi.org/10.1007/s11240-008-9341-9

19. Гриценко В.А., Иванов Ю.Б. Роль персистентных свойств микроорганизмов в патогенезе эндогенных бактериальных инфекций. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2009; (2): 35-9.

20. van Rood J.J., Persijn G.G., van Leeuwen A., Goulmy E., Gabb B.W. A new strategy to improve kidney graft survival: the induction of CML nonresponsiveness. Transplant. Proc. 1979; 11(1): 736-42.

21. Учайкин В.Ф. Решенные и нерешенные проблемы инфекционной патологии у детей. Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2004; 83(4): 7-11.

22. Бухарин О.В. Симбиотические взаимоотношения микроорганизмов при инфекции. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2013; 90(1): 93-7.

23. Mergaert P., Uchiumi T., Alunni B., Evanno G., Cheron A., Catrice O., et al. Eukaryotic control on bacterial cell cycle and differentiation in the rhizobium-legume symbiosis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006; 103(13): 5230-5. DOI: http://doi.org/10.1073/pnas.0600912103

24. Томова А.С., Романова Ю.М., Гинцбург А.Л. Роль фактора некроза опухоли во взаимодействии макро- и микроорганизмов. Вестник Российской академии медицинских наук. 2005; (1): 24-9.25. Соколенко А.В. Некультивируемые формы бактерий: распространение в природе, индукторы некультивируемого состояния и реверсии. Современные наукоемкие технологии. 2006; (2): 11-5.

25. Teixeira V., Feio M.J., Bastos M. Role of lipids in the interaction of antimicrobial peptides with membranes. Prog. Lipid Res. 2012; 51(2): 149-77. DOI: http://doi.org/10.1016/j.plipres.2011.12.005

26. Лахтин М.В., Лахтин В.М., Алешкин В.А., Афанасьев С.С. Фундаментальные аспекты и прикладные принципы лектиновых систем на примере микробиоценозных симбиотических штаммов и консорциумов. Acta Biomedica Scientifica. 2017; 2(2): 80-4.

27. Крыжановский Г.Н., ред. Дисрегуляционная патология. М.: Медицина; 2002: 366-85.

28. Подгорский В.С., Коваленко Э.А., Карпова И.С., Сащук Е.В., Гетьман Е.И. Внеклеточные лектины сапрофитных штаммов бактерий рода Bacillus (обзор). Прикладная биохимия и микробиология. 2014; 50(3): 256-63. DOI: http://doi.org/10.7868/S0555109914030283

Journal of microbiology, epidemiology and immunobiology. 2020; 97: 346-355

A modern view of pro-/eukaryote interactions in the human body as the basis for development of next-generation probiotics

Mikhailova Natalia A., Voevodin Dmitry A., Lazarev Sergey A.

https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-4-7

Abstract

Multicellular organisms and the saprophytic flora form complex, highly integrated chimeric systems (associative symbioses, metaorganisms) characterized by interplay between pro- and eukaryotic components. To be able to interact symbiotically microorganisms (MO) need a whole body.

When grown on artificial media for a long time, symbiotic MO have to adapt to the artificial environment and gradually, though reversibly, lose their ability of associative interaction with the human body, thus causing a decrease in the therapeutic efficacy of MO-derived probiotic products. To increase the therapeutic activity of probiotic MO, they must be functionally rehabilitated.

A pathological process induces development of a secondary metabolic dysbiosis; as a result, changes in the regulatory processes of an individual interfere with the restoration of the normal microflora. Therefore, functional rehabilitation of probiotic MO must take place during cultivation, while the cultivation process must replicate the whole-body conditions.

References

1. Bukharin O.V., red. Assotsiativnyi simbioz. Ekaterinburg; 2007.

2. Rozanova G.N., Voevodin D.A. Sluchai effektivnogo ispol'zovaniya probiotikov v kompleksnoi terapii tyazheloi formy sakharnogo diabeta 1-go tipa pri kishechnom disbakterioze. Klinicheskaya meditsina. 2008; 86(1): 67-8.

3. Voevodin D.A., Rozanova G.N., Stenina M.A., Skripnik A.Yu., Cheredeev A.N. Rol' immunologicheskikh reaktsii v adaptivnom protsesse u detei s sakharnym diabetom tipa 1, filogeneticheskaya kontseptsiya antistressornoi adaptatsii. Immunologiya. 2003; 24(2): 103-7.

4. Fomina L.O., Zurochka V.A., Simbirtsev A.S., Gritsenko V.A. Vliyanie vremeni kul'tivirovaniya Staphylococcus aureus na produktsiyu imi tsitokino-podobnykh veshchestv, detektiruemykh metodom immunofermentnogo analiza. Rossiiskii immunologicheskii zhurnal. 2018; 12(3): 454-9. DOI: http://doi.org/10.31857/S102872210002427-4

5. Zurochka A.V., Dukardt V.V., Zurochka V.A., Dobrynina M.A., Zueva E.B., Tyapaeva Ya.V. i dr. Stafilokokki kak produtsenty tsitokinopodobnykh veshchestv. Rossiiskii immunologicheskii zhurnal. 2017; 11(2): 134-6.

6. Zurochka A.V., Dukardt V.V., Zurochka V.A., Dobrynina M.A., Zueva E.B., Tyapaeva Ya.V. i dr. Bakterii kak produtsenty tsitokino-podobnykh veshchestv. Rossiiskii immunologicheskii zhurnal. 2017; 11(3): 374-6.

7. Zurochka A.V., Dukardt V.V., Zurochka V.A., Dobrynina M.A., Zueva E.B., Belozertseva Yu.P. i dr. Staphylococcus aureus: spontannaya produktsiya tsitokino-podobnykh veshchestv i ee regulyatsiya sinteticheskim nalogom aktivnogo tsentra granulotsitarno-makrofagal'nogo koloniestimuliruyushchego faktora (GM-KSF). Byulleten' Orenburgskogo nauchnogo tsentra UrO RAN. 2017; (1): 3.

8. Bondarenko V.M., Maleev V.V., Likhoded V.G. Kishechnaya mikroflora, ozhirenie i diabet 2 tipa. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2014; 91(3): 42-9.

9. Rozanova G.N., Voevodin D.A., Stenina M.A., Kushnareva M.V. Patogeneticheskaya rol' disbakterioza v razvitii oslozhnenii sakharnogo diabeta 1 tipa u detei. Byulleten' eksperimental'noi biologii i meditsiny. 2002; 133(2): 196-8. DOI: http://doi.org/10.1023/A:1015503006854

10. Karaulov S.V., Afanas'ev S.S., Aleshkin V.A., Bondarenko L.N., Voropaeva E.A., Afanas'ev M.S. i dr. Mekhanizmy priobreteniya virulentnosti uslovno-patogennymi mikroorganizmami i formirovaniya pula nozokomial'nykh shtammov v mikrobiotsenozakh slizistykh otkrytykh polostei organizma. Astrakhanskii meditsinskii zhurnal. 2018; 13(2): 17-31. DOI: http://doi.org/10.17021/2018.13.2.17.31

11. Voevodin D.A., Rozanova G.N., Poddubikov A.V., Mikhailova N.A. Mikrobiotsenoz, immunnaya sistema i nasledstvennost'. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2017; 94(2): 116-26. DOI: http://doi.org/10.36233/0372-9311-2017-2-116-126

12. Tyuziko I.A., Kalinchenko S.Yu., Vorslov L.O., Grekov E.A. Korrektsiya androgennogo defitsita pri khronicheskom infektsionnom prostatite kak patogeneticheskii metod preodoleniya neeffektivnosti standartnoi antibakterial'noi terapii na fone rastushchei antibiotikorezistentnosti. Andrologiya i genital'naya khirurgiya. 2013; 14(1): 55-63.

13. Mukhina A.Yu., Svishcheva M.V., Medvedeva O.A., Kalutskii P.V., Shevchenko A.V., Bobyntsev I.I. i dr. Primenenie peptida THR-LYS-PRO-ARG-PRO-GLY-PRO («Selanka») dlya korrektsii disbioza pri khronicheskom immobilizatsionnom stresse. Patent RF № 2681217; 2019.

14. Markova Yu.A., Alekseenko A.L., Kramarskii A.V., Savilov E.D. Rasteniya kak odno iz zven'ev tsepi tsirkulyatsii patogennykh dlya cheloveka bakterii v okruzhayushchei srede. Sibirskii meditsinskii zhurnal (Irkutsk). 2012; 114(7): 11-4.

15. Dunaeva S.E., Osledkin Yu.S. Bakterial'nye mikroorganizmy, assotsiirovannye s tkanyami rastenii v kul'ture in vitro: identifikatsiya i vozmozhnaya rol' (obzor). Sel'skokhozyaistvennaya mikrobiologiya. 2015; 50(1): 3-15. DOI: http://doi.org/10.15389/agrobiology.2015.1.3rus

16. Rio R.V.M., Attardo G.M., Weiss B.L. Grandeur alliances: symbiont metabolic integration and obligate arthropod hematophagy. Trends Parasitol. 2016; 32(9): 739-49. DOI: http://doi.org/10.1016/j.pt.2016.05.002

17. Khaosaad T., Garcia-Garrido J.M., Steinkellner S., Vierheilig H. Take all disease is systemically reduced in roots of mycorrhizal barley plants. Soil Biol. Biochem. 2007; 39(3): 727-34. DOI: http://doi.org/10.1016/j.soilbio.2006.09.014

18. Thomas P., Swarna G.K., Roy P.K., Prakash P. Identification of culturable and originally non-culturable endophytic bacteria isolated from shoot tip cultures of banana cv. Grand Naine. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 2008; 93(1): 55-63. DOI: http://doi.org/10.1007/s11240-008-9341-9

19. Gritsenko V.A., Ivanov Yu.B. Rol' persistentnykh svoistv mikroorganizmov v patogeneze endogennykh bakterial'nykh infektsii. Vestnik Ural'skoi meditsinskoi akademicheskoi nauki. 2009; (2): 35-9.

20. van Rood J.J., Persijn G.G., van Leeuwen A., Goulmy E., Gabb B.W. A new strategy to improve kidney graft survival: the induction of CML nonresponsiveness. Transplant. Proc. 1979; 11(1): 736-42.

21. Uchaikin V.F. Reshennye i nereshennye problemy infektsionnoi patologii u detei. Pediatriya. Zhurnal im. G.N. Speranskogo. 2004; 83(4): 7-11.

22. Bukharin O.V. Simbioticheskie vzaimootnosheniya mikroorganizmov pri infektsii. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii. 2013; 90(1): 93-7.

23. Mergaert P., Uchiumi T., Alunni B., Evanno G., Cheron A., Catrice O., et al. Eukaryotic control on bacterial cell cycle and differentiation in the rhizobium-legume symbiosis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006; 103(13): 5230-5. DOI: http://doi.org/10.1073/pnas.0600912103

24. Tomova A.S., Romanova Yu.M., Gintsburg A.L. Rol' faktora nekroza opukholi vo vzaimodeistvii makro- i mikroorganizmov. Vestnik Rossiiskoi akademii meditsinskikh nauk. 2005; (1): 24-9.25. Sokolenko A.V. Nekul'tiviruemye formy bakterii: rasprostranenie v prirode, induktory nekul'tiviruemogo sostoyaniya i reversii. Sovremennye naukoemkie tekhnologii. 2006; (2): 11-5.

25. Teixeira V., Feio M.J., Bastos M. Role of lipids in the interaction of antimicrobial peptides with membranes. Prog. Lipid Res. 2012; 51(2): 149-77. DOI: http://doi.org/10.1016/j.plipres.2011.12.005

26. Lakhtin M.V., Lakhtin V.M., Aleshkin V.A., Afanas'ev S.S. Fundamental'nye aspekty i prikladnye printsipy lektinovykh sistem na primere mikrobiotsenoznykh simbioticheskikh shtammov i konsortsiumov. Acta Biomedica Scientifica. 2017; 2(2): 80-4.

27. Kryzhanovskii G.N., red. Disregulyatsionnaya patologiya. M.: Meditsina; 2002: 366-85.

28. Podgorskii V.S., Kovalenko E.A., Karpova I.S., Sashchuk E.V., Get'man E.I. Vnekletochnye lektiny saprofitnykh shtammov bakterii roda Bacillus (obzor). Prikladnaya biokhimiya i mikrobiologiya. 2014; 50(3): 256-63. DOI: http://doi.org/10.7868/S0555109914030283