ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Молекулярно-генетическая характеристика трех новых бактериофагов Klebsiella pneumoniae, перспективных для применения в фаговой терапии
Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства, Москва, Россия
Для корреспонденции: Роман Борисович Городничев
ул. Малая Пироговская, д. 1а, г. Москва, 119435; moc.liamg@b.r.vehcindorog
Финансирование: исследование выполнено за счет средств, предоставленных для выполнения государственного задания «Разработка персонализированного подхода терапии инфекционных процессов с применением вирулентных бактериофагов» (ШИФР: Бактериофаг).
Благодарности: авторы благодарят Центр высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины ФГБУ ФНКЦ ФХМ ФМБА России за секвенирование геномов бактериофагов.
Вклад авторов: Р. Б. Городничев, М. А. Корниенко, Е. А. Шитиков — план исследований, обработка данных, написание статьи; Н. С. Купцов — набор и обработка данных, написание статьи; М. В. Малахова, В. А. Веселовский — набор данных; Д. А. Беспятых — обработка данных, Е. Н. Ильина — план исследований, написание статьи.
Соблюдение этических стандартов: вся экспериментальная работа выполнена с соблюдением норм Санитарно-эпидемиологических правил «Безопасность работы с микроорганизмами III–IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней» СП 1.3.2322-08; Санитарно-эпидемиологических правил СП 1.3.2518-09 — «Дополнения и изменения № 1 к санитарно-эпидемиологическим правилам «Безопасность работы с микроорганизмами III–IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней» СП 1.3.2322-08; Санитарноэпидемиологических правил «Санитарно-эпидемиологические требования к обращению с медицинскими отходами» СанПиН 2.1.7.2790-10, а также Федеральных клинических рекомендаций «Рациональное применение бактериофагов в лечебной и противоэпидемической практике».
Бактерия Klebsiella pneumoniae способна вызывать широкий спектр внутрибольничных инфекций человека, ассоциированных с антибиотикорезистентностью и высокой смертностью. Одна из перспективных альтернатив применению антибиотиков для лечения таких инфекций — терапия вирулентными бактериофагами. Целью работы было выделить из внешней среды вирулентные бактериофаги, эффективные против актуальных клинических штаммов K. pneumoniae, и дать их молекулярно-генетическую характеристику. Бактериофаги выделяли из проб речной воды методом накопительных культур. Полногеномное секвенирование бактериофагов выполняли на платформе MiSeq (Illumina). Выделено и описано три новых бактериофага K. pneumoniae, принадлежащих к семействам Autographiviridae (vB_KpnP_NER40, GenBank MZ602146) и Myoviridae (vB_KpnM_VIK251, GenBank MZ602147; vB_KpnM_FRZ284, GenBank MZ602148). На коллекции из 105 клинических штаммов K. pneumoniae установлено, что бактериофаги vB_KpnP_NER40 и vB_KpnM_VIK251 обладают узким спектром литической активности (22% и 11%), ограниченным штаммами с капсульным типом К2 и К20 соответственно. Бактериофаг vB_KpnM_FRZ284, напротив, имел широкий спектр литической активности (37%), вызывая лизис штаммов с различным типом капсульного полисахарида. Фаги обладают строго вирулентной природой и не несут в составе генома гены интеграз, токсинов или факторов патогенности. В составе геномов капсулоспецифичных бактериофагов vB_KpnP_NER40 и vB_KpnM_VIK251 обнаружены гены деполимераз, кодирующие потенциальные рецепторсвязывающие белки. Коктейль из трех бактериофагов лизировал около 65% штаммов исследуемой коллекции K. рneumoniae и потенциально применим в терапевтических целях.
Ключевые слова: антибиотикорезистентность, Klebsiella pneumoniae, вирулентные бактериофаги, фаготерапия, деполимераза