Сиалидазная активность бактерий влагалища у женщин репродуктивного возраста

Сиалидазная активность бактерий катализирует деградацию защитных барьеров слизистых оболочек.
Цель: Исследование сиалидазной активности бактерий влагалища и определение сиалидазных генотипов и фенотипов различных видов Gardnerella spp.
Материалы и методы: Была разработана методика полуколичественного сиалидазного анализа, с применением которой было протестировано 89 штаммов вагинальных бактерий, включая 19 штаммов Gardnerella spp. Видовую идентификацию Gardnerella spp. осуществляли методом секвенирования ДНК. Для выявления генов сиалидаз Gardnerella spp. использовали метод ПЦР.
Результаты: Сиалидазную активность выявили у 8 штаммов, принадлежащих трем родам – Anaerococcus (n=1), Bifidobacterium (n=1), Gardnerella (n=6). G. vaginalis составляли большинство штаммов гарднерелл (n=16, 84%), доля G. swidsinskii составила (n=3, 16%). У 9 штаммов G. vaginalis был выявлен только ген nanH1, все эти штаммы не проявляли сиалидазной активности. У остальных 7 штаммов G. vaginalis были выявлены одновременно гены nanH1 и nanH3, при этом у 6 штаммов была зарегистрирована сиалидазная активность. Гены сиалидаз не были обнаружены ни у одного штамма G. swidsinskii.
Заключение: Большинство культивируемых видов вагинальных бактерий, включая лактобациллы, не обладают сиалидазной активностью. Превалирующим видом рода Gardnerella является G. vaginalis (84%), доля G. swidsinskii составляет 16%. Способностью деградировать сиалогликаны обладают штаммы Bifidobacterium bifidum, Anaerococcus tetradius и большинство штаммов G. vaginalis, геном которых содержит одновременно гены nanH1и nanH3. Штаммы G. swidsinskii, а также штаммы G. vaginalis, имеющие только ген nanH1, не проявляют сиалидазную активность.

Цервикальная слизь образует барьер между влагалищем и маткой, и основная ее функция – защита верхних отделов половых путей от микробной инвазии. Кроме защитной функции, цервикальная слизь выполняет функцию смазки и, ввиду высокого содержания углеводов, может служить источником энергии и питательным субстратом для резидентных бактериальных популяций влагалища и цервикального канала.

Основными компонентами слизистых гелей, включая цервикальную слизь, являются муцины – большие сильно гликозилированные гликопротеины. Считается, что углеводные боковые цепи защищают протеиновое ядро ​​от протеолитических ферментов. Муцины продуцируются бокаловидными клетками слизистых оболочек и подслизистых желез. Кроме муцинов, слизистые гели содержат неорганические соли, антимикробные компоненты, такие как лизоцим, лактоферрин, иммуноглобулины.

Муциназы – это ферменты, продуцируемые некоторыми микроорганизмами и вирусами и способные деградировать муцин. Основную группу муциназ составляют гликозидазы, к числу которых относится наиболее хорошо изученный фермент сиалидаза, или нейраминидаза. Сиалидаза отщепляет терминальный остаток сиаловой кислоты от гликановой цепи, тем самым модулируя различные клеточные процессы, как физиологические, так и патологические. Так, некоторые резидентные бактерии в норме продуцируют небольшие уровни муциназ, способствуя тем самым нормальному процессу обновления слизи [1]. В то же время, частичная или полная деградация молекул муцина муциназами часто является критическим шагом в разрушении защитных барьеров слизистой оболочки.

Муциназная активность микроорганизмов и вирусов, как фактор патогенеза различных инфекций изучается уже несколько десятилетий, однако исследования в основном сосредоточены на инфекциях желудочно-кишечного и респираторного трактов. Информация о роли муциназ бактерий влагалища в патогенезе инфекций репродуктивного тракта фрагментарна и недостаточна. Между тем, продукция вагинальными бактериями муциназ может быть одним из основных микробиологических факторов восходящей инфекции [2, 3], способной приводить к тяжелым заболеваниям репродуктивного тракта женщины – воспалительным заболеваниям органов малого таза (ВЗОМТ), бесплодию, внематочной беременности. При беременности восходящая инфекция может быть причиной невынашивания и преждевременных родов.

Слизистые поверхности урогенитального тракта женщины особенно богаты сиалогликанами. Сиалидазы некоторых бактерий могут активно удалять эти концевые остатки на поверхности слизистых, тем самым способствуя колонизации [4]. В качестве основных продуцентов муколитических ферментов во влагалище рассматриваются, главным образом, бактерии, ассоциированные с бактериальным вагинозом (БВ), ключевую роль в патогенезе которого играют бактерии рода Gardnerella [5]. Полагают, что гарднереллы используют сиалидазу для разрушения и истощения компонентов слизи влагалища [5]. Род Gardnerella до недавнего времени включал единственный вид – G. vaginalis. Однако, принимая во внимание значительное биотипическое разнообразие G. vaginalis, в том числе, в отношении продукции сиалидазы, предпринимались многочисленные попытки генотипирования этих бактерий, в том числе, с применением методов высокопроизводительного секвенирования. В 2019 г. был проведен полногеномный анализ последовательности для 81 геномов гарднерелл, в результате чего в дополнение к виду G. vaginalis были описаны новые виды – G. swidsinskii, G. leopoldii и G. piotii [6]. Ввиду высокого сходства последовательностей 16SрРНК (98,5%), в настоящее время виды гарднерелл идентифицируют с помощью секвенирования гена шаперонина 60 кДа [7].

До недавнего времени считалось, что активность сиалидазы Gardnerella spp. связана с геном сиалидазы А, позднее получившего название nanH1. Недавно у гарднерелл были обнаружены еще две сиалидазы – NanH2 и NanH3 [4]. Это исследование показало, что NanH2 и NanH3 по сравнению с NanH1 более эффективны в расщеплении сиаловых кислот на субстратах слизистой оболочки. Далее, наличие гена сиалидазы nanH1 не всегда было связано с регистрируемой сиалидазной активностью [4].

Целью данной работы было исследование сиалидазной активности бактерий влагалища и определение сиалидазных генотипов и фенотипов различных видов Gardnerella spp.

Материалы и методы

Культуральное исследование образцов отделяемого влагалища

В работе использовали образцы отделяемого влагалища, полученные у женщин репродуктивного возраста в НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта в 2021–2022 гг. Клинический материал инокулировали на агар Шедлера, предназначенный для культивирования факультативных анаэробов и анаэробов, и инкубировали в течение 48 ч при температуре 37°C и 5% концентрации СО2 в анаэростате с использованием газ-пакетов (AnaeroGen, Oxoid, Великобритания).

С целью очистки колонии всех морфотипов, выросшие на агаре Шедлера, трижды рассевали методом истощающего мазка и идентифицировали методом масс-спектрометрии (MALD...

Шипицына Е.В., Коркина С.А., Крысанова А.А., Колоусова К.А., Шалепо К.В., Будиловская О.В., Хуснутдинова Т.А., Савичева А.М., Коган И.Ю.