Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI1791210.15789/2220-7619-FOF-17912SHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort Communication“Friend or foe” microbial recognition for selection criteria of oral cavity microsymbiont antagonistsКритерии отбора антагонистов микросимбионтов ротовой полости методом микробного распознавания «свой–чужой»https://orcid.org/0000-0002-1099-06562565-2054NikolenkoM. V.НиколенкоМ. В.
Russian Federation

DSc (Biology), Professor of the Department of Microbiology, Head of Laboratory of Microbiome, Regenerative Medicine and Cellular Technologies

доктор биологических наук , профессор кафедры микробиологии, зав. лабораторией микробиома, регенеративной медицины и клеточных технологий

nikolenko-marina@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0006-5672-46084598-3067SivkovaDaria S.СивковаДарья Сергеевна
Russian Federation

Assistant Professor of the Department of Microbiology, Junior Researcher of the Laboratory of Microbiome, Regenerative Medicine and Cell Technologies

ассистент кафедры микробиологии, младший научный сотрудник лаборатории микробиома, регенеративной медицины и клеточных технологий

sivkovads@tyumsmu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4424-9049ChepisM. V.ЧеписМ. В.
Russian Federation

PhD (Biology), Associate Professor of the Department of Medical Informatics and Biological Physics, Researcher of the Laboratory of Microbiome, Regenerative Medicine and Cell Technologies

кандидат биологических наук , доцент кафедры медицинской информатики и биологической физики, научный сотрудник лаборатории микробиома, регенеративной медицины и клеточных

89829174553@mail.ruTyumen State Medical UniversityФГБОУ ВО Тюменский государственный медицинский университет Минздрава России15082025081220251559939961504202512082025Copyright ©; 2025, Nikolenko M.V., Sivkova D.S., Chepis M.V.Copyright ©; 2025, Николенко М.В., Сивкова Д.С., Чепис М.В.2025Nikolenko M.V., Sivkova D.S., Chepis M.V.Николенко М.В., Сивкова Д.С., Чепис М.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/17912

Lactoflora viewed from associative symbiosis standpoint will allow for a comprehensive study of the various functions of these bacteria that determine the mechanisms of integrative interactions of microbiota with human body. The aim of the study: to search for effective antagonists targeting pathogens that cause oral cavity and periodontal inflammatory diseases based on “friend or foe” microbial recognition. The study involved 19 volunteers. Clinical material samples collected from patients were examined in the Laboratory of Microbiome, Regenerative Medicine and Cell Technologies at the Tyumen State Medical University. The smears from the inflammatory tissues of the oral mucosa were analyzed using standard bacteriological method. Biofilm formation was examined using the modified macrometric method. Metabolite output and “friend or foe” microbial recognition in the oral microsymbiocenosis were carried out according to the method, with its activity not including metabolites-related effect serving as a control. Microsymbionts-related biofilm formation as a universal physiological function was selected as a system-forming factor in microsymbiocenosis establishment. Lactobacillus spp. were chosen as the study object as normobiota and because they are found in both studied biotopes and can serve as a basis for new probiotics. Streptococcus spp., Staphylococcus aureus, Candida аlbicans were chosen as the associative microbiota as the etiological factors of inflammatory diseases in oral cavity and periodontal tissues. It was experimentally proven that the metabolic products of Lactobacillus spp. obtained from the oral cavity and pre-incubated with same biotope Streptococcus spp. (separately with each) significantly increased the activity of biofilm formation of the latter suggesting increased or preserved adaptive capabilities as an indicator of «relevant» microsymbionts for lactobacilli (p < 0.05). Metabolic products derived from Lactobacillus spp., obtained from two study biotopes, pre-incubated with metabolites of Staphylococcus aureus, Candida аlbicans, significantly reduced biofilm-forming activity of pathogens (p < 0.05). A decrease in film-forming activity is a marker of microsymbiont “foreignness” for lactobacilli during formation of bacterial-fungal associations. Lactobacillus spp., isolated from the gastrointestinal tract, are antagonists of Streptococcus mutans, Streptococcus mitis, Streptococcus uberis. And Lactobacillus spp., obtained from the oral cavity, on the contrary, are synergists of such pathogens. The data obtained open up avenues for understanding inter-microbial microsymbiont interactions and can be used both as diagnostic tools and for optimal selection of “candidates” in proposing new probiotics and synbiotics.

Рассмотрение лактофлоры с позиции ассоциативного симбиоза позволит провести комплексное изучение разнообразных функции данных бактерий, определяющих механизмы интегративных взаимодействий микробиоты с организмом человека. Цель исследования: поиск эффективных антагонистов в отношении патогенов, вызывающих воспалительные заболевания полости рта и пародонта методом микробного распознавания «свой–чужой». В исследовании приняло участие 19 добровольцев. В лаборатории микробиома, регенеративной медицины и клеточных технологий Тюменского ГМУ проведено исследование образцов клинического материала пациентов. Анализ мазков с воспалительных тканей слизистой оболочки полости рта производили классическим бактериологическим методом. Изучение биопленкообразования проводилось модифицированным макрометрическим методом. Получение метаболитов и изучение феномена микробного распознавания «свой–чужой» в микросимбиоценозе ротовой полости проводили по методике Н.Б. Перуновой (2013). Контролем служили показатели данного свойства выбранных микросимбионтов без воздействия метаболитов. В качестве системообразующего фактора формирования микросимбиоценоза авторами выбрана универсальная физиологическая функция — образование биопленок микросимбионтами. В качестве объекта исследований выбраны Lactobacillus spр. как нормобиота, и данные микроорганизмы встречаются в обоих изучаемых биотопах и могут служить основой для новых пробиотиков. В качестве ассоциативной микробиоты выбраны Streptococcus spp., Staphylococcus aureus, Candida аlbicans как этиологические факторы воспалительных заболеваний полости рта и тканей пародонта. Экспериментально доказано, что продукты метаболизма Lactobacillus spp., полученных из ротовой полости и предварительно соинкубированные Streptococcus spp. с из того же биотопа (с каждым в отдельности), достоверно повышали активность биопленкообразования последних, что указывает на усиление или сохранение адаптивных возможностей и является показателем «своих» микросимбионтов для лактобактерий (p < 0,05). Продукты метаболизма Lactobacillus spp., полученных из двух изучаемых биотопов, предварительно соинкубированные с метаболитами Staphylococcus aureus, Candida аlbicans, достоверно снижали биопленкообразующую активность патогеннов (p < 0,05). Уменьшение активности пленкообразования, являются маркером «чужеродности» микросимбиотнов для лактобацилл при формировании бактериально-грибковых ассоциаций. Lactobacillus spp., выделенные из ЖКТ, являются антагонистами Streptococcus mutans, Streptococcus mitis, Streptococcus uberis, а Lactobacillus spp., полученные из ротовой полости, напротив, синергисты этих возбудителей. Полученные данные открывают перспективу понимания межмикробных взаимодействий микросимбионтов и могут быть использованы как для диагностических целей, так и для оптимального отбора «кандидатов» при создании новых пробиотиков и синбиотиков.

Lactobacillus spp.“friend or foe”biofilmsperiodontitisgingivitismicrosymbiontsStreptococcus spp.Lactobacillus spp.«свой–чужой»биопленкипародонтитгингивитмикросимбионтыStreptococcus spp.Правительство РФGovernment of the Russian FederationБухарин О.В., Перунова Н.Б. Роль микробиоты в регуляции гомеостаза организма человека при инфекции // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2020. Т. 97, № 5. С. 458–467. [Bukharin O.V., Perunova N.B. The role of microbiota in the regulation of homeostasis in the human body during infection. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2020, vol. 97, no. 5, pp. 458–467. (In Russ.)] doi: 10.36233/0372-9311-2020-97-5-8Бухарин О.В., Перунова Н.Б. Микробное распознавание «свой–чужой» в условиях кишечного микросимбиоценоза человека // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2011. Т. 88, № 6. C. 46–51. [Bukharin O.V., Perunova N.B. Microbial “friend-foe” identification in human intestine microsymbiocenosis. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2011, vol. 88, no. 6, pp. 46–51. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-AAM-1482Николенко М.В., Барышникова Н.В., Малишевская О.И., Еноктаева О.В., Васева Е.М. Изучение динамики биопленкообразования Сandida sp. в течение суток модифицированным макрометрическим методом // Инфекция и иммунитет. 2022. Т. 12, № 6. C. 1129–1135. [Nikolenko M.V., Baryshnikova N.V., Malishevskaya O.I., Enoktaeva O.V., Vaseva E.M. A 24-hour Сandida sp. biofilm formation dynamically assesed with modified macrometric method. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2022, vol. 12, no. 6, pp. 1129–1135. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-AHC-1929Nishimoto Y., Salim F., Yama K., Kumagai K., Jo R., Harada M., Maruyama Y., Aita Y., Fujii N., Inokuchi T., Kawamata R., Sako M., Ichiba Y., Tsutsumi K., Kimura M., Mori Y., Murakami S., Kakizawa Y., Kumagai T., Fukuda S. Integrated analysis of the oral and intestinal microbiome and metabolome of elderly people with more than 26 original teeth: a pilot study. Front. Microbiol., 2023, vol. 14: 1233460. doi: 10.3389/fmicb.2023.1233460Park S.Y., Hwang B.O., Lim M., Ok S.H., Lee S.K., Chun K.S., Park K.K., Hu Y., Chung W.Y., Song N.Y. Oral-Gut Microbiome Axis in Gastrointestinal Disease and Cancer. Cancers, 2021, vol. 13, no. 9: 2124. doi: 10.3390/cancers13092124Sharma N., Bhatia S., Sodhi A.S., Batra N. Oral microbiome and health. AIMS Microbiol., 2018, vol. 4, no. 1, pp. 42–66. doi: 10.3389/fmicb.2023.1233460