Granuloma formation represents one of the key stages in tuberculosis pathogenesis, characterized by the development of specialized cellular structures surrounding Mycobacterium tuberculosis within foci. These structures are presented by complex, multicomponent assemblies that both detain the pathogen and simultaneously serve as a niche for its persistence. It has been firmly established that the mycobacterial cord factor is an important driver of granuloma induction, being involved in intercellular interactions and the organization of granuloma three-dimensional scaffold. However, the influence of the resident microbiota on this process, as well as its contribution to the formation of mycobacterial biofilms, remains understudied. This work investigates an effect of Corynebacterium kefirresidentii and Staphylococcus epidermidis lysates (isolated from tuberculoma-related caseous necrosis) on in vitro granuloma formation using C57BL/6 mouse peritoneal macrophages and splenocytes. Additionally, an influence of C. kefirresidentii on vaccine strain M. bovis BCG growth and biofilm development was examined. The study demonstrates that C. kefirresidentii induces the formation of a rapidly growing M. bovis BCG biofilm with characteristic cord-like architecture and a prominent extracellular matrix. This effect was accompanied by a statistically significantly expanded area under the growth curve compared to the control (p < 0.0001). Co-cultivation experiments with the clinical strain M. tuberculosis Beijing B0/W148 and bacterial lysates revealed limited antimycobacterial activity but demonstrated a pronounced stimulatory effect on the formation of granuloma-like structures in the M. tuberculosis-induced in vitro granulemogenesis model. C. kefirresidentii and S. epidermidis lysates significantly propagated granuloma formation as evidenced by markedly increased both cellular aggregate number and size (p < 0.01), including the formation of large clusters containing more than 50 cells. Taken together, these findings suggest that satellite pathobiota derived from caseous necrosis of tuberculous foci might be involved in modulating key mechanisms of infection pathogenesis and point at its potential contribution to unfavorable outcomes in pulmonary tuberculosis.
Одним из ключевых этапов патогенеза туберкулеза является гранулемогенез — образование специализированных клеточных структур, формирующихся в очагах инфекции вокруг Mycobacterium tuberculosis. Эти структуры представляют собой сложные многокомпонентные образования, обеспечивающие локализацию возбудителя и одновременно являющиеся нишей для его персистенции. Ранее было достоверно установлено, что важным фактором в индукции гранулемогенеза выступает микобактериальный корд-фактор, участвующий в межклеточных взаимодействиях и организации трехмерной структуры гранулемы. Однако влияние резидентной микробиоты на данный процесс, а также ее роль в формировании микобактериальных биопленок, до настоящего времени остаются изученными недостаточно полно. В данной работе исследовано влияние бактериальных лизатов Corynebacterium kefirresidentii и Staphylococcus epidermidis, выделенных из казеозного некроза туберкулем, на гранулемогенез in vitro с использованием перитонеальных макрофагов и спленоцитов мыши линии C57BL/6. Кроме того, изучено влияние C. kefirresidentii на рост и формирование биопленки вакцинным штамом M. bovis BCG. Показано, что C. kefirresidentii индуцирует образование быстрорастущей биопленки M. bovis BCG с характерной архитектурой в виде кордов и выраженным внеклеточным матриксом. Этот эффект сопровождался статистически значимым увеличением площади под кривой роста по сравнению с контролем (p < 0,0001). Эксперименты по совместному культивированию клинического штамма M. tuberculosis Beijing B0/W148 с лизатами бактерий выявили их слабую антимикобактериальную активность, но при этом продемонстрировали выраженный стимулирующий эффект на формирование гранулемоподобных структур в модели M. tuberculosis-индуцированного гранулемогенеза in vitro. Лизаты C. kefirresidentii и S. epidermidis существенно усиливали гранулемогенез, что проявлялось значимым увеличением количества и размеров клеточных агрегатов (p < 0,01), включая образование крупных скоплений более чем из 50 клеток. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о вероятной роли сателлитной патобиоты казеозного некроза туберкулезных очагов в модуляции ключевых механизмов патогенеза инфекции и указывают на ее потенциальный вклад в неблагоприятное течение туберкулеза легких.