Индукция оксидативного стресса дрожжевым компонентом микробиоты человека как фактор патогенности микромицетов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение в рутинную микробиологическую диагностику MALDI-ToF масс-спектрометрии привело к существенному расширению списка идентифицированных микроорганизмов. Данное явление затронуло и микологические исследования. В различных типах патологического материала стали выявляться редкие базидиомицеты и аскомицеты. Зачастую сложно оценить роль выделенных микромицетов в патогенезе того или иного заболевания. Кроме общепризнанных факторов патогенности, таких как ферменты агрессии, адгезивная активность и токсинообразование, существенную роль в патогенезе инфекционных заболеваний могут играть индукция или ингибирование активных форм кислорода. В нашем исследовании мы оценили общую прооксидантную и общую антиоксидазную активность культивируемых аскомицетных и базидиомицетных дрожжей микобиома кишечника человека. Штаммы микромицетов, исследованные в данной работе, были получены при культуральном исследовании кала пациентов с патологией желудочно-кишечного тракта и от здоровых людей, проходящих плановый медицинский осмотр. Идентификация проведена на основании морфологических, культуральных, биохимических свойств и подтверждена при помощи масс-спектрометрии. Суммарная прооксидантная и антиоксидантная активность оценивалась по индукции или ингибированию образования малонового диальдегида при окислении Твин-80. Было установлено, что уровень общей прооксидантной активности у Rhodotorula mucilaginosa, Geotrichum candidum, Candida albicans, Pichia kudriavzevii статистически достоверно превышает уровень общей антиоксидазной активности, причем прооксидазная активность Pichia kudriavzevii была более чем в 2 раза выше, чем у других исследованных микромицетов. Выявленная способность некоторых грибов индуцировать оксидазный стресс можно рассматривать как один из значимых факторов патогенности микроорганизмов, вызывающих патоморфологические изменения тканей кишечника человека.

Об авторах

В. В. Прокопьев

ФГБОУ ВО Алтайский государственный медицинский университет Минздрава России; ООО Клинико-диагностическая лаборатория «Здоровье»

Автор, ответственный за переписку.
Email: prokopievvv@mail.ru

к.б.н., доцент кафедры эпидемиологии, микробиологии и вирусологии, врач-бактериолог

Россия, Барнаул; Барнаул

Н. В. Куклина

ФГБОУ ВО Алтайский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: prokopievvv@mail.ru

к.м.н., доцент кафедры эпидемиологии, микробиологии и вирусологии

Россия, Барнаул

О. Н. Мазко

ФГБОУ ВО Алтайский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: prokopievvv@mail.ru

к.б.н., доцент кафедры фармакологии им. профессора В.М. Брюханова

Россия, Барнаул

О. Г. Макарова

ФГБОУ ВО Алтайский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: prokopievvv@mail.ru

к.б.н., доцент кафедры фармакологии им. профессора В.М. Брюханова

Россия, Барнаул

Список литературы

  1. Патент № 2146053 Российская Федерация, МПК G01N 33/53(2006.01), G01N 33/49(2006.01), G01N 33/84(2006.01). Способ определения прооксидантной активности биологического материала: № 97101937/14; заявлено 1997.02.10: опубликовано 2000.02.27 / Молчанов А.В., Галактионова Л.П. Патентообладатель: Алтайский государственный медицинский университет. 6 с. [Patent No. 2146053 Russian Federation, Int. Cl. G01N 33/53(2006.01), G01N 33/49(2006.01), G01N 33/84(2006.01). Method for determining pro-oxidation activity of a biological material. No. 97101937/14; application: 1997.02.10: date of publication 2000.02.27 / Molchanov A.V., Galaktionova L.P. Proprietor: Altajskij gosudarstvennyj meditsinskij universitet. 6 p.]
  2. Прокопьев В.В., Куклина Н.В., Емельянова И.В., Звездкина Г.С. Анализ культивируемых грибов кишечника у пациентов с патологией желудочно-кишечного тракта и клинически здоровых людей // Проблемы медицинской микологии. 2023. Т. 25, № 1. С. 19–24. [Prokopiev V.V., Kuklina N.V., Emelyanova I.V., Zvezdkina G.S. Analysis of cultivated intestinal fungi in patients with pathology of the gastrointestinal tract and clinically healthy people. Problemy meditsinskoi mikologii = Problems in Medical Mycology, 2023, vol. 25, no. 1, pp. 19–25. (In Russ.)] doi: 10.24412/1999-6780-2023-1-19-24
  3. Талалаева О.С., Зверев Я.Ф., Замятина С.В. Сравнительная оценка антиоксидантной и прооксидантной активностей препарата гистохром в экспериментах in vitro и in vivo // Бюллетень медицинской науки. 2017. № 4 (8). С. 30–35. [Talalaeva O.S., Zverev Ya.F., Zamyatina S.V. Comparative assessment of histochrome’s antioxidant and prooxidant activities in terms of in vitro and in vivo experiments. Bulleten’meditsinskoy nauki = Bulletin of Medical Science, 2017, no. 4 (8), pp. 30–35. (In Russ.)] doi: 10.31684/2541-8475.2017.4(8).30-35
  4. Шантырь И.И., Родионов Г.Г., Фоминых Ю.А., Бацков С.С., Ушал И.Э., Колобова Е.А., Светкина Е.В., Санников М.В. Состояние микробиоты кишечника и параметры оксидативного стресса у пациентов с метаболическим синдромом // Экология человека. 2019. № 6. С. 23–29. [Shantir’ I.I., Rodionov G.G., Fominykh Yu.A., Batskov S.S., Ushal I.E., Kolobova E.A., Svetkina E.V., Sannikov M.V. Intestinal microbiota and oxidative stress in patients with metabolic syndrome. Ekologiya heloveka = Human Ecology, 2019, no. 6, pp. 23–29. (In Russ.)] doi: 10.33396/1728-0869-2019-6-23-29
  5. Al Bshabshe A., Joseph M.R.P., Battayah E.S., Hamid M.E. Fungal peritonitis caused by Pichia kudriavzevii following sleeve gastrectomy. Ann. Saudi Med., 2019, vo. 39, no. 3, pp. 205–208. doi: 10.5144/0256-4947.2019.205
  6. Alemany-Cosme E., Sáez-González E., Moret I., Mateos B., Iborra M., Nos P., Sandoval J., Beltrán B. Oxidative stress in the pathogenesis of Crohn’s disease and the interconnection with immunological response, microbiota, external environmental factors, and epigenetics. Antioxidants (Basel), 2021, vol. 10, no. 1: 64. doi: 10.3390/antiox10010064
  7. Borrelli A., Bonelli P., Tuccillo F.M., Goldfine I.D., Evans J.L., Buonaguro F.M., Mancini A. Role of gut microbiota and oxidative stress in the progression of non-alcoholic fatty liver disease to hepatocarcinoma: current and innovative therapeutic approaches. Redox Biol., 2018, vol. 15, pp. 467–479. doi: 10.1016/j.redox.2018.01.009
  8. Campanella D., Rizzello C.G., Fasciano C., Gambacorta G., Pinto D., Marzani B., Scarano N., De Angelis M., Gobbetti M. Exploitation of grape marc as functional substrate for lactic acid bacteria and bifidobacteria growth and enhanced antioxidant activity. Food Microbiol., 2017, vol. 65, pp. 25–35. doi: 10.1016/j.fm.2017.01.019
  9. Dumitrescu L., Popescu-Olaru I., Cozma L., Tulbă D., Hinescu M.E., Ceafalan L.C., Gherghiceanu M., Popescu B.O. Oxidative stress and the microbiota-gut-brain axis. Oxid. Med. Cell. Longev., 2018, vol. 2018: 2406594. doi: 10.1155/2018/2406594
  10. Ghosh P., Boler A.K. Geotrichum candidum: a rare primary pathogen in pulmonary geotrichosis. Indian J. Med. Res., 2020, vol. 152, suppl. 1, pp. S123–S124. doi: 10.4103/ijmr.IJMR_2202_19
  11. Hof H. Rhodotorula spp. in the gut – foe or friend? GMS Infect. Dis., 2019, vol. 7: Doc02. doi: 10.3205/id000042
  12. Hong S.M., Kwon H.J., Park S.J., Seong W.J., Kim I., Kim J.H. Genomic and probiotic characterization of SJP-SNU strain of Pichia kudriavzevii. AMB Express, 2018, vol. 8, no. 1: 80. doi: 10.1186/s13568- 018-0609-0
  13. Jagirdar J., Geller S.A., Bottone E.J. Geotrichum candidum as a tissue invasive human pathogen. Hum. Pathol., 1981, vol. 12, no. 7, pp. 668–671. doi: 10.1016/s0046- 8177(81)80055-x
  14. Jarros I.C., Veiga F.F., Corrêa J.L., Barros I.L.E., Gadelha M.C., Voidaleski M.F., Pieralisi N., Pedroso R.B., Vicente V.A., Negri M., Svidzinski T.I.E. Microbiological and virulence aspects of Rhodotorula mucilaginosa. EXCLI J., 2020, vol. 19, pp. 687–704.
  15. Koch T.R., Yuan L.X., Stryker S.J., Ratliff P., Telford G.L., Opara E.C. Total antioxidant capacity of colon in patients with chronic ulcerative colitis. Dig. Dis. Sci., 2000, vol. 45, no. 9, pp. 1814–1819. doi: 10.1023/a:1005517824877.
  16. Meena S., Singh G., Dabas Y., Rajshekhar P., Xess I. Geotrichum candidum in infective endocarditis. J. Glob. Infect. Dis., 2017, vol. 9, no. 3, pp. 127–128. doi: 10.4103/jgid.jgid_112_16
  17. Moure M.C., Pérez Torrado R., Garmendia G., Vero S., Querol A., Alconada T., León Peláez Á. Characterization of kefir yeasts with antifungal capacity against Aspergillus species. Int. Microbiol., 2023, vol. 26, no. 2, pp. 361–370. doi: 10.1007/s10123-022-00296-z
  18. Myint T., Dykhuizen M.J., McDonald C.H., Ribes J.A. Post operative fungal endopthalmitis due to Geotrichum candidum. Med. Mycol. Case Rep., 2015, vol. 10, pp. 4–6. doi: 10.1016/j.mmcr.2015.11.001
  19. Nagarathnamma T., Chunchanur S.K., Rudramurthy S.M., Vineetha K.R., Ramamurthy K., Joseph J., Ambica R. Outbreak of Pichia kudriavzevii fungaemia in a neonatal intensive care unit. J. Med. Microbiol., 2017, vol. 66, no. 12, pp. 1759–1764. doi: 10.1099/jmm.0.000645
  20. Noor-Ul H., Haokun L., Junyan J., Xiaoming Z., Dong H., Yunxia Y., Shouqi X. Dietary supplementation of Geotrichum candidum improves growth, gut microbiota, immune-related gene expression and disease resistance in gibel carp CAS Ⅲ (Carassius auratus gibelio). Fish Shellfish Immunol., 2020, vol. 99, pp. 144–153. doi: 10.1016/j.fsi.2020.02.001
  21. Singhal R., Shah Y.M. Oxygen battle in the gut: Hypoxia and hypoxia-inducible factors in metabolic and inflammatory responses in the intestine. J. Biol. Chem., 2020, vol. 295, no. 30, pp. 10493–10505. doi: 10.1074/jbc.REV120.011188
  22. Tomasello G., Mazzola M., Leone A., Sinagra E., Zummo G., Farina F., Damiani P., Cappello F., Gerges Geagea A., Jurjus A., Bou Assi T., Messina M., Carini F. Nutrition, oxidative stress and intestinal dysbiosis: Influence of diet on gut microbiota in inflammatory bowel diseases. Biomed. Pap. Med. Fac. Univ. Palacky Olomouc Czech Repub., 2016, vol. 160, no. 4, pp. 461–466. doi: 10.5507/bp.2016.052
  23. Tsikas D. Assessment of lipid peroxidation by measuring malondialdehyde (MDA) and relatives in biological samples: analytical and biological challenges. Anal. Biochem. 2017, vol. 524, pp. 13–30. doi: 10.1016/j.ab.2016.10.021
  24. Wang Y., Wu Y., Wang Y., Xu H., Mei X., Yu D., Wang Y., Li W. Antioxidant properties of probiotic bacteria. Nutrients, 2017, vol. 9, no. 5: 521. doi: 10.3390/nu9050521
  25. Weiss G.A., Hennet T. Mechanisms and consequences of intestinal dysbiosis. Cell. Mol. Life Sci., 2017, vol. 74, no. 16, pp. 2959–2977. doi: 10.1007/s00018- 017-2509-x
  26. Wu X., Xia Y., He F., Zhu C., Ren W. Intestinal mycobiota in health and diseases: from a disrupted equilibrium to clinical opportunities. Microbiome, 2021, vol. 9, no. 1: 60. doi: 10.1186/s40168- 021-01024-x

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок. Общая прооксидантная и антиоксидантная активность дрожжей кишечника человека

Скачать (338KB)
Метаданные

© Прокопьев В.В., Куклина Н.В., Мазко О.Н., Макарова О.Г., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».