Изучение патогенных и иммуногенных свойств штамма E. coli

ИЗУЧЕНИЕ ПАТОГЕННЫХ И ИММУНОГЕННЫХ СВОЙСТВ ШТАММА E. COLI ІВМ-1
В СИСТЕМЕ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ПРЕПАРАТОВ
Т.Б. Васильева, А.А. Завирюха
Аннотация. Представлены экспериментальные
данные изучения патогенных и иммуногенных свойств
вакцинного штамма Е.coli ІВМ-1 на лабораторных животных. Проведено исследование патогенности различных штаммов Е.coli. Приведены результаты иммуногенности патогенных штаммов Е.coli в системе разработки новых препаратов.
Ключевые слова: патогенность, иммуногенность,
штаммы, экзотоксины, колибактериоз, препараты.
Патогенность – это потенциальная способность определённых видов микроорганизмов вызывать инфекционный процесс. Патогенность определяется как способность паразита размножаться, менять окружающую
среду и осуществлять общее токсическое действие на
микроорганизм. Патогенность является видовым признаком болезнетворных микроорганизмов [1; 2; 3].
Вирулентность – это степень патогенности определённой культуры (варианта, штамма). Вирулентность
является качественной индивидуальной особенностью
патогенного микроорганизма. Вирулентность патогенных видов изменяется под действием природных условий. Её можно повысить последовательными пассажами через чувствительных лабораторных животных. Искусственное снижение вирулентности патогенных микроорганизмов широко используют при изготовлении
живых вакцин, которые используются для специфической профилактики ряда инфекционных заболеваний,
таких как колибактериоз, сибирская язва и др.
Вирулентность микроорганизмов тесно связана с
генетической особенностью, при смене которой вирулентность теряется и не возобновляется, а моногенные
свойства сохраняются [4; 5].
Иммуногенность – это свойство создавать протективный иммунитет. Иммуногенность обусловлена индивидуальной иммунологической реактивностью организма, а не его видовой принадлежностью [6; 7; 8]. Патогенность кишечной палочки характеризуется способностью к быстрому размножению из одной клетки и
энзимного влияния на окружающую среду через образование метаболитов, в том числе которые оказывают
негативное воздействие на организм животных, особенно новорожденных.
Степень выражения признаков патогенности у разных штамов E.coli значительно колеблются.
Хотя возбудитель колибактериоза E.coli есть нормофлорой кишечника у животных, его относят к условно-патогенным микробам, которые способны приобретать вирулентные свойства, созданные экзогенными
факторами и вызывать инфекционный процесс.
Патогенность эшерихий обусловлена адгезивными,
инвазионными, энтеротоксигенными, колициногенными и другими особенностями.
В основе нашей разработки лежит использованием
способности E.coli продуцировать энтеротоксин.
Эндотоксины вызывают нарушение физиологических функций у животных, лейкопению, вазомоторные
нарушения и другое. В организме животного накопленные эндотоксины угнетают фагоцитарную функцию
гранулоцитов и макрофагов, усиливают воспалительные процессы, осложняют явление токсикоза, которые
сопровождаются слабостью, повышением температуры
тела, нарушением функций кишечника, являются причиной значительных кровоизлияний и дистрофических
изменений стенки кишечника.
Экзотоксины, продуцируемые E.coli, пренадлежат к
энтеротоксинами. Они вырабатываются бактериальными клетками в окружающую среду или освобождаются
при лизисе самой клетки возбудителя. Синтез энтеротоксинов контролируется плазмидами и передается
трансмиссивными детерминантами.
Объектом исследования были патогенные и вакцинные штаммы Е.coli, а также лабораторные животные – белые мыши. Экзотоксины Е.coli полученные
методом выращивания на жидкой питательной среде на
протяжении 48 часов. Для изучения патогенных
свойств штамма Е.coli ІВМ-1 использовали штаммы,
выделенные из патологического материала и музея отела микробиологии.
От каждого штамма был получен экстрацеллюлярный токсин (антиген) по следующей схеме: на чашки
Петри с средой Эндо рассевали отдельно каждую культуру, выращивали 48 часов и доращивали на жидкой
питательной среде на протяжении 48 часов. Полученную культуральную массу фильтровали через бактериологический фильтр марки F 5.
Для опыта было создано 4 опытные и одна контрольная группы. В каждой группе по 10 белых мышей
массой 16-18г. Каждую группу иммунизировали определенным антигеном (экзотоксином), полученным
предварительно. Животным контрольной группы вводили физиологический раствор в идентичной дозе.
Иммунизацию проводили дважды с интервалом 14
дней в дозе 0,2 см3 в корень хвоста. После последней
иммунизации через 10 дней животных всех групп заражали суточной агаровой культурой Е.coli ІВМ-1 в дозе
750 млн. м.к.
За животными наблюдали 10 дней. За этот период в
опытных группах: №2 погибло 7 животных, №3 – 7 животных, а в группе № 4 – 8 животных. Животные группы № 5 – 10 голов остались живы. В контрольной группе № 1 все животные пали. Результаты исследования
представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты исследования патогенных
свойств штамма Е. coli ІВМ-1 на белых мышах
(заражающая доза ЛД50=750 млн. м.к.)
№
п/п
1
2
3
4
5
Количество животных
в опыте
иммуни- заражение
Название
Е.coli
группы иммуни- зация
зация вторая
ІВМ-1
первая (через через 10
14 дней)
дней
контроль10
10
10
ная
Е.coli
10
10
10
Бершадь
Е.coli
10
10
10
Чайка
Е.coli
10
10
10
Плешкани
Е.coli
10
10
10
ІВМ- 1
Погибло
животных
голов
%
10
100
7
70
7
70
8
80
0
0
Результаты проведенных исследований по изучению патогенных свойств штамма Е.coli ІВМ-1 подтверждают, что патогенный штамм вызывает гибель
80% лабораторных животных после парентерального
введения в дозе ЛД50=750 млн. м. к.
Изучая иммуногенные свойства штамма Е.coli ІВМ-1
провели несколько иной опыт. Для опыта создали три
опытные и одну контрольную группу. В каждую группу
было отобрано по 10 белых мышей весом 16-18г. Всех
животных опытных групп иммунизировали новым препаратом «Метакол» двукратно с интервалом 14 дней в
дозе 0,2 см3. Через 10 дней после последней иммунизации проводили заражение внутрибрюшинно. Для заражения использовали суточные агаровые культуры соответственных штаммов. Предварительно для каждого
штамма определяли летальную дозу. Наблюдение за животными проводили 10 дней. Результаты исследований
представлены в таблице 2.
Результаты проведенных исследований с целью
изучения иммуногенных свойств штамма Е.coli ІВМ-1
говорят о том, что животные опытных групп иммунизированные вакциной «Метакол», имеют защиту 7080%.
На основании вышесказанного можно сделать вывод,
что вакцина «Метакол» имеет свойство создавать специфический иммунитет против других штаммов Е. coli.
Таблица 2 – Результаты исследования иммуногенных
свойств разных штаммов Е.coli
Название
групп
Количество животных иммунизированных вакциной «Метакол»
первая вторая
иммуиммунизация низация
Контрольная
10
10
опытная 1
10
10
опытная 2
10
10
опытная 3
10
10
Штаммы
для заражения
Е.coli
ІВМ- 1
Е.coli
Бершадь
Е.coli
Чайка
Е.coli
Плешкани
Количество
Количе- выживших
животных
ство
зараженных
живот- голов %
ных
10
10
100
10
7
70
10
7
70
10
8
80
Выводы и перспективы:
1. Патогенный штамм Е.coli ІВМ-1 вызывает гибель
80% лабораторных животных после парентерального
введения в дозе ЛД50=750 млн. м. к.
2. Иммунизация препаратом «Метакол» лабораторных животных создает иммунитет против других патогенных штаммов Е.coli.
3. Препарат «Метакол» может применяться в целях
профилактики и борьбы с колибактериозом сельскохозяйственных животных.
Список использованных источников
1
Зароза В.Г. Эшерихиоз телят. – М.: Агропромиздат,1991. - 238с.
2
Бондаренко В.М. Факторы патогенности бактерий и
их роль в развитии инфекционного процесса // Журнал микробиологии, эпидемиологии иммунологии.-1999. - №5. - С.3439.
3
Бондаренко В.М. «Острова» патогенности бактерий
// Журнал микробиологии, эпидемиологии иммунологии.2001.- №4.- С.67-74.
4
Волинець Л., Козловська Г., Степанюк О. Вивчення
факторів патогенності епізоотичних штамів збудника колібактеріозу телят // Ветеринарна медицина України. - 1997.- №4.С.21-22.
5
Дворкин Г.Л., Гутковский А.А. Колибактериоз телят
и поросят. Факторы вирулентности возбудителя, эпизоотология диагностика, меры борьбы.- М.: Бел. НИИ НТИ,1989.-71с.
6
Імунологічна (специфічна) реактивність/ А.Й. Мазуркевич, В.Б. Данілов, Н.В. Куц. В.І. Карповський, Л.В. Кладницька .- Київ, 2001.- С.23-26.
7
Кравців Ю.Р., Дацьків О.М. Імунні реакції на антигенну стимуляцію // Міжвідомчий тематичний науковий збірник №80. - Харків. - 2002.- С.324-325.
8
Емельяненко П.А. Энтеротоксины кишечных бактерий // Ветеринария.- 2000.- №2.-С.25-27.
Информация об авторах
Васильева Т.Б., научный сотрудник, ГНУ «Государственный центр инновационных биотехнологий» Украина, г. Киев.
Завирюха А.А., кандидат сельскохозяйственных наук,
ведущий научный сотрудник ГНУ «Государственный центр
инновационных биотехнологий» Украина, г. Киев.