Bakhteeva V. Irina - Bakhteeva I.V., PhD (Medicine), Senior Researcher, Laboratory of Microbiology of Anthrax.
142279, Moscow region, Serpukhov district, Obolensk, Phone: +7 (926) 478-37-54
Бахтеева Ирина Викторовна - кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории микробиологии сибирской язвы.
142279, Московская область, Серпуховский район п. Оболенск, тел.: 8 (926) 478-37-54
PhD (Biology), Senior Researcher, Laboratory of Microbiology of Anthrax.
Obolensk
Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории микробиологии сибирской язвы.
п. Оболенск
Junior Researcher, Laboratory of Molecular Biology.
Obolensk
Младший научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии.
п. Оболенск
PhD (Medicine), Senior Researcher, Laboratory of Microbiology of Anthrax.
Obolensk
Кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории микробиологии сибирской язвы.
п. Оболенск
PhD (Biology), Junior Researcher, Department of Biotechnology.
Obolensk
Кандидат биологических наук, младший научный сотрудник отдела биотехнологии.
п. Оболенск
PhD, MD (Medicine), Head of Department of Especially Dangerous Infection.
Obolensk
Доктор медицинских наук, зав. отделом особо опасных инфекции.
п. Оболенск
PhD (Biology), Head of the Laboratory of Microbiology of Anthrax.
Obolensk
Кандидат биологических наук, заведующий лабораторией микробиологии сибирской язвы.
п. Оболенск
Small Gram-negative bacteria Francisella tularensis is the tularemia causative agent. This species subdivides on four subspecies — ssp. tularensis, holarctica, mediasiatica and novicida, which have some differences in their distribution areas, pathogenicity and epidemical potencial. Until recently only subspecies holarctica was found on the territory of the Russian Federation, but in 2013 a natural focus of tularemia in which circulates F. tularensis subsp. mediasiatica was found on the Altai. Till now this subspecies was found only in Central Asia. The data of laboratory studies indicate the ability of strains of this subspecies to cause infection in rabbits and mice which is comparable in severity to infection caused by subsp. holarctica strains. However, the virulence of F. tularensis subsp. mediasiatica for humans and its epidemical potential are still unclear, since no cases of human infection caused by the strains of this subspecies have been recorded, probably due to the geographical aspects — mountainous Altai and Central Asia are extremely sparsely populated regions. The main phenotypic feature of this subspecies is the lack of activity of β-lactamase, which is responsible for the natural resistance to β-lactam antibiotics (penicillins, cephalosporins and carbapenems). Despite the absence of detectable enzymatic activity, subsp. mediasiatica strains are resistant to these antibiotics. In this article we report that subsp. mediasiatica strains have β-lactamase activity despite to current opinion, but the of β-lactams hydrolysis rate is much more lower in comparison with reaction rate of subs. holarctica strains. In addition, in case of a decrease of the microbial cells number in the nutrient medium, antibiotic susceptibility appears. We identified a single specific for subsp. mediasiatica nucleotide substitution G/A at the 290 position of the blaB gene, which encodes the active serine β-lactamase. This substitution leads to the amino acid substitution Gly/Arg at the 97 position of the protein BlaB. We assume, that enzymatic activity decreasing is the most likely caused by this substitution), for example it may cause some conformational changes leading either to enzyme — substrate affinity decreasing or to in the lifetime of the enzyme-substrate complex increasing. On the basis of the found nucleotide substitution, we developed an allele-specific PCR test that makes it possible to determine whether the studied strain F. tularensis belongs to the subspecies mediasiatica.
Возбудителем туляремии является мелкая грамотрицательная бактерия Francisella tularensis. Этот вид делится на четыре подвида: ssp. tularensis, holarctica, mediasiatica и novicida, которые различаются по географическому ареалу распространения, вирулентности и эпидемиологическому потенциалу. До недавнего времени на территории РФ выявлялся только подвид holarctica. Однако в 2013 г. на Алтае был обнаружен природный очаг туляремии, в котором циркулируют штаммы F. tularensis subsp. mediasiatica, выделяемые ранее только в Средней Азии. Данные лабораторных исследований свидетельствуют о способности штаммов этого подвида вызвать инфекцию у кроликов и мышей, сравнимую по тяжести с инфекцией, вызываемой штаммами голарктического подвида. Однако вирулентность и эпидемическая опасность среднеазиатского подвида F. tularensis для человека до сих пор остается неопределенной, так как случаев туляремии у человека, вызванных штаммами этого подвида, не было зарегистрировано, что может быть связано с особенностями его географического распространения — и Средняя Азия, и Горный Алтай являются крайне редконаселенными регионами. Основным фенотипическим признаком этого подвида является отсутствие активности фермента β-лактамазы, отвечающего за природную устойчивость к β-лактамным антибиотикам (пенициллинам, цефалоспоринам и карбапенемам). При этом, несмотря на отсутствие детектируемой ферментативной активности, штаммы среднеазиатского подвида сохраняют устойчивость к этим антибиотикам. В настоящей статье мы приводим данные о том, что штаммы F. tularensis subsp. mediasiatica, вопреки общепринятым представлениям, обладают β-лактамазной активностью, но при этом скорость гидролиза β-лактамов значительно снижена по сравнению со штаммами подвида holarctica. Кроме того, при снижении количества микробных клеток в питательной среде начинает проявляться и антибиотикочувствительность. Мы выявили единственную подвидоспецифичную для subsp. mediasiatica нуклеотидную замену G/A в 290 положении гена blaB, кодирующего активную сериновую β-лактамазу. Эта замена приводит к аминокислотной замене Gly на Arg в 97 положении белка BlaB. Мы полагаем, что данная замена является наиболее вероятной причиной снижения активности этого фермента, обусловливая возможные конформационные изменения, приводящие либо к снижению сродства фермента к субстрату, либо к увеличению времени существования фермент-субстратного комплекса. Выявленная замена послужила основой для разработки аллель-специфичного ПЦР-теста, позволяющего определить принадлежность исследуемого штамма F. tularensis к подвиду mediasiatica.