Оценка возможности использования атомно-эмиссионной спектрометрии для дифференциации гипермукоидных клебсиелл

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Различные виды спектрометрии (времяпролетная масс-спектрометрия, рамановская спектрометрия) находят применение в идентификации штаммов. Атомно-эмиссионная спектрометрия (АЭС) позволяет оценить элементный состав образцов, что также можно использовать в лабораторной практике, так как состав бактериальных клеток с разными биологическими свойствами уникален. Цель исследования: определить особенности элементного состава гипермукоидных Klebsiella pneumoniae для выявления АЭС-маркеров перспективных в дифференциации разных субпопуляций клебсиелл. Материалы и методы. Исследован элементный состав 30 штаммов Klebsiella pneumoniae, выделенных из мокроты пациентов отделения реанимации. Все штаммы клебсиелл выделены из мокроты в этиологически значимых количествах с последующей идентификацией в полимеразной цепной реакции по конечной точке и использованием коммерческой тест системы «РеалБест ДНК Klebsiella pneumoniae/Pseudomonas aeruginosa (комплект 1) (АО «Вектор Бест», Россия). Дизайн исследования — одномоментное с формированием 2 групп K. pneumoniae: гипермукоидных (n = 12) и классических (n = 18). Гипермукоидный фенотип у штаммов определяли в «string»-тесте. Содержание элементов изучали на атомно-эмиссионном спектрометре с индуктивно связанной плазмой ISP-AES 9820 (Shimadzu, Япония) с предварительной автоматизированной пробоподготовкой образцов на TOPEX+ (PreeKem Ltd, КНР). Данные представлены в процентах по массе с 95% доверительным интервалом. Для сравнения относительных чисел использовали критерий χ². Различия считали достоверно значимыми при p < 0,05. Результаты. У клебсиелл с гипермукоидным фенотипом колоний массовая доля никеля в 7,5 раз (χ²₍₁₎ = 14,8, p = 0,0001), марганца в 4 раза (χ²₍₁₎ = 8,475, p = 0,0036), железа в 2,6 раз (χ²₍₁₎ = 10,25, p = 0,0014), калия в 2 раза (χ²₍₁₎ = 67,39, p = 0,0001), серы в 1,5 (χ²₍₁₎ = 33,27, p = 0,0001), меди в 1,4 раза (χ²₍₁₎ = 4,784, p = 0,03) выше, чем у классических штаммов. Выявленные особенности элементного состава косвенно свидетельствуют об особенностях физиологии этой субпопуляции клебсиелл. Заключение. АЭС с индуктивно связанной плазмой позволила выявить особенности элементного состава слизеобразующих K. pneumoniae, что делает этот метод перспективным для дифференциации «классических» и «гипермукоидных» субпопуляций клебсиелл. В качестве АЭС-маркеров перспективными являются никель, марганец и железо.

Об авторах

Мария Гусмановна Биканова

ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: bmg1321@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7482-4887

старший преподаватель кафедры микробиологии и вирусологии

Россия, г. Кемерово

Ю. В. Захарова

ФГБОУ ВО Кемеровский государственный медицинский университет Минздрава России

Email: yvz@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-3475-9125
SPIN-код: 5272-4787

доктор медицинских наук, доцент, профессор кафедры микробиологии и вирусологии

Россия, г. Кемерово

А. С. Сухих

ФГБОУ ВО Кемеровский государственный университет Минобрнауки России

Email: suhih_as@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-9300-5334
SPIN-код: 6427-5667

к.фарм.н., доцент, зав. лабораторией физико-химических исследований фармакологически активных и природных соединений Медицинского института

Россия, г. Кемерово

Список литературы

  1. Полибин Р.В., Брусина Е.Б., Ковалишена О.В., Глушков Е.В., Гридина А.А., Асланов Б.И., Брико Н.И. Эпидемиологическое межрегиональное многоцентровое исследование инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ЭММИ). Первые результаты // Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2025. Т. 24, № 1. С. 4–9. [Polibin R.V., Brusina E.B., Kovalishena O.V., Glushkova E.V., Gridina A.A., Aslanov B.I., Briko N.I. Epidemiological Interregional Multicenter Study of Healthcare-Associated Infections in the Intensive Care Units. First Results. Epidemiologiya i vaktsinoprofilaktika = Epidemiology and Vaccine Prophylaxis, 2025, vol. 24, no. 1. pp. 4–9. (In Russ.)] doi: 10.31631/2073-3046-2025-24-1-4-9
  2. Садовников Е.Е., Поцелуев Н.Ю., Барбараш О.Л., Брусина Е.Б. Эпидемиологические особенности инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи, в кардиохирургии // Фундаментальная и клиническая медицина. 2023. Т. 8, № 4. С. 73–84. [Sadovnikov E.E., Potseluev N.Yu., Barbarash O.L., Brusina E.B. Healthcare-associated infections in cardiac surgery: epidemiological features. Fundamentalnaya i klinicheskaya meditsina = Fundamental and Clinical Medicine, 2023, vol. 8, no. 4, pp. 73–84. (In Russ.)] doi: 10.23946/2500-0764-2023-8-4-73-84
  3. Самойлова А.А., Краева Л.А., Михайлов Н.В., Саитова А.Т., Полев Д.Е., Вашукова М.А., Гордеева С.А., Смирнова Е.В., Белятич Л.И., Долгова А.С., Шабалина А.В. Геномный анализ вирулентности и антибиотикорезистентности штаммов Klebsiella pneumoniae // Инфекция и иммунитет. 2024. Т. 14, № 2. C. 339–350. [Samoilova A.A., Kraeva L.A., Mikhailov N.V., Saitova A.T., Polev D.E., Vashukova M.A., Gordeeva S.A., Smirnova E.V., Beljatich L.I., Dolgova A.S., Shabalina A.V. Genomic analysis of Klebsiella pneumoniae strains virulence and antibiotic resistance. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2024, vol. 14, no. 2, pp. 339–350. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-GAO-15645
  4. Chen J., Li J., Huang F., Fang J., Cao Y., Zhang K., Zhou H., Cai J., Cui W., Chen Ch., Zhang G. Clinical characteristics, risk factors and outcomes of Klebsiella pneumoniae pneumonia developing secondary Klebsiella pneumoniae bloodstream infection. BMC Pulm. Med., 2023, vol. 23, no. 1: 102. doi: 10.1186/s12890-023-02394-8
  5. Chu W.H.W., Tan Y.H., Chen Y., Yong M., Lye D.C., Kalimuddin Sh., Archuleta S., Gan Y.-H. Acquisition of regulator on virulence plasmid of hypervirulent Klebsiella allows bacterial lifestyle switch in response to iron. mBio, 2023, vol. 14, no. 4: e0129723. doi: 10.1128/mbio.01297-23
  6. German N., Lüthje F., Hao X., Ronn R., Rensing C. Microbial virulence and interactions with metals. Prog. Mol. Biol. Transl. Sci., 2016, vol. 142, pp. 27–49. doi: 10.1016/bs.pmbts.2016.05.010
  7. Kijineh B., Alemeyhu T., Mengistu M., Mohammed Ali M. Prevalence of phenotypic multi-drug resistant Klebsiella species recovered from different human specimens in Ethiopia: A systematic review and meta-analysis. PLoS One, 2024, vol. 19, no. 2: e0297407. doi: 10.1371/journal.pone.0297407
  8. Orzel B., Pelucelli A., Ostrowska M., Potocki S., Kozlowski H., Peana M., Gumienna-Kontecka E. Fe(II), Mn(II), and Zn(II) binding to the C-terminal region of FeoB protein: an insight into the coordination chemistry and specificity of the Escherichia coli Fe(II) transporter. Inorg. Chem., 2023, vol. 62, no. 45, pp. 18607–18624. doi: 10.1021/acs.inorgchem.3c02910
  9. Tiwari V., Sharma A., Braga R., Garcia E., Appiah R., Fleeman R., Abuaita B.N., Patrauchan M., Doerrler W.T. Klebsiella pneumoniae DedA family proteins have redundant roles in divalent cation homeostasis and resistance to phagocytosis. Microbiol. Spectr., 2024, vol. 12, no. 2: e0380723. doi: 10.1128/spectrum.03807-23

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Биканова М.Г., Захарова Ю.В., Сухих А.С., 2025

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

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).