DOI: https://doi.org/10.18524/2307-4663.2019.3(47).186592

СТІЙКІСТЬ БАКТЕРІЙ РОДУ LACTOBACILLUS, ІЗОЛЬОВАНИХ З ЧОРНОМОРСЬКИХ ГУБОК, ДО АНТИБІОТИКІВ І ВАЖКИХ МЕТАЛІВ

Н. Ю. Васильєва, І. В. Страшнова, М. А. Васильєв, І. П. Метеліцина

Анотація


Метою роботи є визначення ступеня стійкості до антибіотиків і важких металів молочнокислих бактерій, виділених з чорноморських губок роду Haliclona sp. Методи. Класичні мікробіологічні методи використовували для вивчення культуральних і біохімічних характеристик ізольованих штамів, що за сукупними показниками дозволило віднести ізольовані штами до роду Lactobacillus. Ідентифікацію до виду здійснювали за спектром жирних кислот з використанням автоматичної системи ідентифікації мікроорганізмів MIDI Sherlock методом газової хромотографії. На підставі отриманих результатів штами ідентифікували до видів Lactobacillus vaccinostercus, Lactobacillus parabuchneri і Lactobacillus bifermentans. Стійкість до важких металів визначали методом реплік, а резистентність до антибіотиків – диско-дифузійним методом. Графічне опрацювання даних проводили за програмою Microsoft Excel та R 3.4.0. Результати. За результатами дослідження показано, що більшість штамів молочнокислих бактерій були стійкими до канаміцину (95,2%), цефалексину (71,4%), цефазоліну (57,1%), левофлоксацину (71,4%), бензилпеніциліну (85,7%), оксациліну (76,2%), фугарину (76,2%). Серед штамів, які володіли множинною резистентністю, були L. bifermentans 8a, L. bifermentans 102 , L. bifermentans 192a , L. parabuchneri 192b і L. bifermentans 382а. Штами L. bifermentans 8a, L. parabuchneri101 , L. parabuchneri 152а, L. bifermentans 192a , L. parabuchneri 192b , L. vaccinostercus 221 володіли резистентністю до нікелю, цинку та кобальту в концентрації 10 mM, 10 mM і 5 mM, відповідно. Штами L. bifermentans 151b і L. parabuchneri 252 володіли резистентністю до міді, кадмію і ртуті. Висновки. На основі отриманих даних показано, що більшість досліджених чорноморських штамів молочнокислих бактерій, ізольованих з губок володіють природною резистентністю до антибіотиків та важких металів.

Ключові слова


Чорне море; Haliclona sp.; Lactobacillus; резистентність; антибіотики; важкі метали

Повний текст:

PDF

Посилання


Ostapchuk AM. Molecular-biologycal charachteristics and identification of Bacillus sp. ONU14 strain with entomopathogenic activity // Microbiology&Biotechnology. 2015; Vol. 1:6–13 http://nbuv.gov.ua/UJRN/MiB_2015_1_4

Hoult J, Krieg N, Snit P. Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology. – Ed: Mir, 1997. – 800 p.

Abriouel H, Casado Muñoz MDC, Lavilla Lerma L, Pérez Montoro B, et al. New insights in antibiotic resistance of Lactobacillus species from fermented foods. Food Res Int. 2015; 78: 465–481. DOI:10.1016/j.foodres.2015.09.016

Alonso A, Sanchez P, Martinez JL. Environmental selection of antibiotic resistance genes. Environ Microbiol. 2001; 3:1–9. DOI:10.1046/j.1462- 2920.2001.00161.x

Amanpreet K Sidhu, Gauri J Metkar, Sweta P Nandurikar, Sucheta N Patil. An investigation on metal tolerance and antibiotic resistance properties of bacterial strains isolated from two different drinking water sources. Int.J.Curr.Microbiol. App.Sci.2015; 4( 2): 305 – 313

Baker-Austin C, Wright MS, Stepanauskas R, McArthur JV. Co-selection of antibiotic and metal resistance. Trends Microbiol. 2006; 14:176–182 DOI:10.1016/j.tim.2006.02.006

Beaber JW, Hochhut B, Waldor MK SOS response promotes horizontal dissemination of antibiotic resistance genes. Nature. 2004; 427: 72–74 https://doi. org/10.1038/nature02241

Berendock TU, Manaia CM, Merlin C, Fatta-Kassinos D, Cytryn E, et al. Tackling antibiotic resistance: the environmental framework. Nat Rev Microbio. 2015;l 13:310–317 DOI:10.1038/nrmicro3439

Berg J, Thorsen MK, Holm PE, Jensen J, Nybroe O, Brandt KK. Cu exposure under field conditions coselects for antibiotic resistance as determined by a novel cultivation-independent bacterial community tolerance assay. Environ Sci Techno. 2010;l 44:8724–8728 DOI:10.1021/es101798r

Botina SG, Poluektova EU, Glazova AA, Zakharevich NV, Koroban NV, et al. Antibiotic resistance of potential probiotic bacteria of the genus Lactobacillus from human gastrointestinal microbiome. Microbiology. –2011; 80: 175–183. DOI:https://doi.org/10.1134/S0026261711020032

Campedelli I, Mathur H, Salvett E. Genus-Wide Assessment of Antibiotic Resistance in Lactobacillus spp. Applied and Environmental Microbiology. 2019;85(1): e01738-18 DOI:10.1128/AEM.01738-18

Casado Munos MC, Benomar N, Lerma LL, Gálvez A, et al. Antibiotic resistance of Lactobacillus pentosus and Leuconostoc pseudomesenteroides isolated from naturally-fermented Aloreña table olives throughout fermentation process. Int J Food Microbiol. 2014; 172: 110–118. DOI:10.1016/j.ijfoodmicro.2013.11.025

Danielsen M, Wind A. Susceptibility of Lactobacillus spp. to antimicrobial agents. Int J Food Microbiol 2003; 82(1): 1—11. DOI:10.1016/s0168- 1605(02)00254-4

European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Antimicrobial Wild Type Distributions of Microorganisms. http://217.70.33.99/eucast2/ (28 February 2007, date last accessed).

Goldstein EJC., Tyrrell KL, Citron DM. Lactobacillus species: Taxonomic complexity and controversial susceptibilities. Clin Infect Dis. 2015; 60: 98 – 107. DOI: 10.1093/cid/civ072

Gueimonde M, Sonchez B, de Los Reyes-Gavilon C, Margolles A. Antibiotic resistance in probiotic bacteria. Front Microbiol. 2013; 4: Article number: 202. DOI:10.3389/fmicb.2013.00202

Guo XC, Liu S, Wang Z, Zhang XX, Li M, Wu B. Metagenomic profiles and antibiotic resistance genes in gut microbiota of mice exposed to arsenic and iron.Chemosphere .2014; 112: 1–8. DOI:10.1016/j.chemosphere.2014.03.068

Huerta B, Marti E, Gros M, López P, Pompêo M, Armengol J, et al. Exploring the links between antibiotic occurrence, antibiotic resistance, and bacterial communities in water supply reservoirs. Sci. Total Environ. 2013; 456-457: 161–170. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2013.03.071

Knapp CW, A. Callan C, Aitken B, Shearn R. Relationship between antibiotic resistance genes and metals in residential soil samples from Western Australia. Environ Sci Pollut Res.2017; 24:2484–2494 DOI 10.1007/s11356-016-7997-y

Lavanya B, Sowmiya S, Balaji S, Muthuvelan B. Screening and characterization of lactic acid bacteria from fermented milk. Br J Dairy Sci. 2011; 2: 5–10. DOI: 10.1016/j.bjm.2017.02.011

Levy SB, Marshall B. Antibacterial resistance worldwide: causes, challenges and responses. Nat. Med. Suppl. 2004; 10: 122–129.DOI: 10.1038/nm1145

Liu C, Zhang ZY, Dong K, Yuan JP, Guo XK. 2009. Antibiotic resistance of probiotic strains of lactic acid bacteria isolated from marketed foods and drugs. Biomed Environ Sci 22:401–412. doi:10.1016/S0895-3988(10)60018-9

Pan L, Hu X, Wang X. Assessment of antibiotic resistance of lactic acid bacteria in Chinese fermented foods. Food Control. 2011; 22: 1316–1321. DOI:10.1016/j.foodcont.2011.02.006.

Pruden A, Pei R, Storteboom H, Carlson KH. Antibiotic resistance genes as emerging contaminants: studies in northern Colorado. Environ. Sci. Technol. 2006; 40: 7445–7450. DOI: 10.1021/es060413l

Puphan K, Sornplang P, Uriyapongson S, Navanukraw C. Screening of lactic acid bacteria as potential probiotics in beef cattle. Pakistan Journal of Nutrition. 2015; 14(8): 474-479. DOI: 10.3923/pjn.2015.474.479

Rosander A, Connolly E, Roos S. Removal of antibiotic resistance gene-carrying plasmids from Lactobacillus reuteri ATCC 55730 and characterization of the resulting daughter strain, L. reuteri DSM 17938. Appl Environ Microbiol. 2008; 74: 6032–6040. DOI:10.1128/AEM.00991-08

Sornplang P, Leelavatch V, Sukon P, Yowarach S. Antibiotic resistance of lactic acid bacteria isolated from a fermented fish product, plachom. Res J Microbiol. 2011; 6:898–903. DOI:10.3923/jm.2011.898.903.

Tan L, Li L, Ashbolt N, Wang X, Cui Y, Zhu X, et al. Arctic antibiotic resistance gene contamination, a result of anthropogenic activities and natural origin. Sci. Total Environ. 2018; 621:1176–1184. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.10.110


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Остапчук А.М. Молекулярно-біологічна характеристика и ідентифікація штаму Bacillus sp. ONU14 з ентомопатогенною активністю// Мікробіологія і біотехнологія. – 2015. – № 1. – С. 6–13.

Хоулт Дж., Криг Н., Снит П. Определитель бактерий Берджи. –Изд: Мир,1997. – 800 с.

Abriouel H., Casado Muñoz M.D.C., Lavilla Lerma L., Pérez Montoro B., et al. New insights in antibiotic resistance of Lactobacillus species from fermented foods. //Food Res Int. – 2015. – Vol. 78. – P. 465–481.

Alonso A., Sanchez P., Martinez J.L. Environmental selection of antibiotic resistance genes.// Environ Microbiol . – 2001. – Vol. 3. – P. 1–9.

Amanpreet K. Sidhu, Gauri J.Metkar, Sweta P.Nandurikar, Sucheta N.Patil An investigation on metal tolerance and antibiotic resistance properties of bacterial strains isolated from two different drinking water sources//Int.J.Curr.Microbiol. App.Sci. – 2015. – Vol.4, No. 2. – P. 305–313.

Baker-Austin C., Wright M.S., Stepanauskas R., McArthur J.V. Co-selection of antibiotic and metal resistance.// Trends Microbiol. – 2006. – Vol. 14. – P. 176–182.

Beaber J.W., Hochhut B., Waldor M.K. SOS response promotes horizontal dissemination of antibiotic resistance genes. //Nature. – 2004. – Vol. 427. – P. 72– 74.

Berendock T.U., Manaia C.M., Merlin C., Fatta-Kassinos D., Cytryn E., et al. Tackling antibiotic resistance: the environmental framework. //Nat Rev Microbiol. – 2015. – Vol. 13. – P. 310–317.

Berg J., Thorsen M.K., Holm P.E., Jensen J., Nybroe O., Brandt K.K. Cu exposure under field conditions coselects for antibiotic resistance as determined by a novel cultivation-independent bacterial community tolerance assay. //Environ Sci Technol. – 2010. – Vol. 44. – P. 8724–8728.

Botina S.G., Poluektova E.U., Glazova A.A., Zakharevich N.V., Koroban N.V, et al. Antibiotic resistance of potential probiotic bacteria of the genus Lactobacillus from human gastrointestinal microbiome. //Microbiology. –2011. – Vol. 80. – P. 175–183.

Campedelli I., Mathur H., Salvett E. Genus-Wide Assessment of Antibiotic Resistance in Lactobacillus spp.// Applied and Environmental Microbiology/ – 2019. – Vol. 85, No. 1. – Article number: e01738-18

Casado Munos M. C., Benomar N., Lerma L.L., Gálvez A., et al. Antibiotic resistance of Lactobacillus pentosus and Leuconostoc pseudomesenteroides isolated from naturally-fermented Aloreña table olives throughout fermentation process. //Int J Food Microbiol. – 2014. – Vol. 172. – P. 110–118.

Danielsen M., Wind A. Susceptibility of Lactobacillus spp. to antimicrobial agents. //Int J Food Microbiol. – 2003. –Vol. 82, No. 1. – P. 1–11.

European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Antimicrobial Wild Type Distributions of Microorganisms. http://217.70.33.99/eucast2/ (28 February 2007, date last accessed).

Goldstein E.J.C., Tyrrell K.L., Citron D.M. Lactobacillus species: Taxonomic complexity and controversial susceptibilities.//Clin Infect Dis. – 2015. – Vol. 60. – P. 98–107.

Gueimonde M., Sonchez B., de Los Reyes-Gavilon C., Margolles A. Antibiotic resistance in probiotic bacteria.// Front Microbiol. – 2013. – Vol. 4. – Article number: 202.

Guo H., Pan L., Li L., Lu J., Kwok L., Menghe B., Zhang H., Zhang W. Characterization of antibiotic resistance genes from Lactobacillus isolated from traditional dairy products. //J Food Sci. – 2017. – Vol. 82. – P. 724–730.

Huerta B., Marti E., Gros M., López P., Pompêo M., Armengol J., et al. Exploring the links between antibiotic occurrence, antibiotic resistance, and bacterial communities in water supply reservoirs. //Sci. Total Environ. – 2013. – Vol. 456–457. – P. 161–170.

Knapp C. W., Callan A. C., Aitken B., Shearn R., Koenders A., Hinwood A. Relationship between antibiotic resistance genes and metals in residential soil samples from Western Australia. //Environ. Sci. Pollut. Res. – 2017. – Vol. 24. – P. 2484–2494.

Lavanya B., Sowmiya S., Balaji S., Muthuvelan B. Screening and characterization of lactic acid bacteria from fermented milk. //Br J Dairy Sci. – 2011. – Vol. 2. – P. 5–10.

Levy S. B., Marshall B. Antibacterial resistance worldwide: causes, challenges and responses.// Nat. Med. Suppl. – 2004. – Vol. 10. – P. 122–129.

Liu C., Zhang Z.Y., Dong K., Yuan J.P., Guo X.K. Antibiotic resistance of probiotic strains of lactic acid bacteria isolated from marketed foods and drugs. // Biomed Environ Sci. –2009. – Vol. 22. – P. 401–412.

Pan L., Hu X., Wang X. Assessment of antibiotic resistance of lactic acid bacteria in Chinese fermented foods. //Food Control. – 2011. –Vol. 22. – P. 1316– 1321.

Pruden A., Pei R., Storteboom H., Carlson K.H. Antibiotic resistance genes as emerging contaminants: studies in northern Colorado.// Environ. Sci. Technol.– 2006. – Vol. 40. – P. 7445–7450.

Puphan K., Sornplang P., Uriyapongson S., Navanukraw C. Screening of lactic acid bacteria as potential probiotics in beef cattle. // Pakistan Journal of Nutrition. – 2015.– Vol. 14, No. 8. – P. 474–479.

Rosander A., Connolly E., Roos S. Removal of antibiotic resistance gene-carrying plasmids from Lactobacillus reuteri ATCC 55730 and characterization of the resulting daughter strain, L. reuteri DSM 17938. //Appl Environ Microbiol. – 2008. – Vol. 74. – P. 6032–6040.

Sornplang P., Leelavatch V., Sukon P., Yowarach S. Antibiotic resistance of lactic acid bacteria isolated from a fermented fish product, plachom. //Res J Microbiol. – 2011. – Vol. 6. – P. 898–903.

Tan L., Li L., Ashbolt N., Wang X., Cui Y., Zhu X., et al. Arctic antibiotic resistance gene contamination, a result of anthropogenic activities and natural origin. //Sci. Total Environ. – 2018. – Vol. 621. – P. 1176–1184.





Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2076-0558 (Print); 2307-4663 (Online)

DOI 10.18524/2307-4663