tibljТуберкулез и болезни легкихTuberculosis and Lung Diseases2075-12302542-1506Медицинские знания и технологии10.58838/2075-1230-2023-101-2-94-99tiblj-1724Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESСостояние легочной микробиоты у мышей С57bl/6 в модели экспериментального туберкулезаState of the Lung Microbiota in С57bl/6 Mice in the Experimental Tuberculosis ModelКаюковаС. И.KayukovaS. I.

Каюкова Светлана Ивановна - доктор медицинских наук, отдел иммунологии

107564, г. Москва, Яузская аллея, д. 2

Sveltana I. Kayukova - Doctor of Medical Sciences, Immunology Department

2, Yauzskaya Alleya, Moscow, 107564

kajukovalnp@gmail.comПановаА. Е.PanovaA. E.

Панова Анна Евгеньевна - кандидат медицинских наук, заведующая лабораторией микробиологии, вирусологии и молекулярно-биологических методов исследования

127473, Москва, ул. Достоевского, д. 4

Anna E. Panova - Candidate of Medical Sciences, Head of Laboratory of Microbiology, Virology and Molecular Biological Research Methods

4, Dostoevsky St., Moscow, 127473

anna_panova@bk.ruАвербахМ. М.AverbakhM. M.

Авербах Михаил Михайлович - доктор медицинских наук, профессор, отдел иммунологии

107564, г. Москва, Яузская аллея, д. 2

Mikhail M. Averbakh - Doctor of Medical Sciences, Professor, Immunology Department

2, Yauzskaya Alleya, Moscow, 107564

a0071amm50@mail.ruНиконенкоБ. В.NikonenkoB. V.

Никоненко Борис Владимирович - доктор медицинских наук, отдел иммунологии

107564, г. Москва, Яузская аллея, д. 2

Boris V. Nikonenko - Doctor of Medical Sciences, Immunology Department

2, Yauzskaya Alleya, Moscow, 107564

boris.nikonenko52@gmail.comГрачеваА. Н.GrachevaA. N.

Грачева Александра Николаевна - врач бактериолог

127473, Москва, ул. Достоевского, д. 4

Aleksandra N. Gracheva - Bacteriologist

4, Dostoevsky St., Moscow, 127473

КомпанцеваН. И.KompantsevaN. I.

Компанцева Наталья Игоревна - врач клинической лабораторной диагностики

127473, Москва, ул. Достоевского, д. 4

Natalya I. Kompantseva - Physician of Clinical Diagnostics Laboratory

4, Dostoevsky St., Moscow, 127473

БайраковаА. Л.BayrakovaA. L.

Байракова Александра Львовна - научный сотрудник

127473, Москва, ул. Достоевского, д. 4

Aleksandra L. Bayrakova - Researcher

4, Dostoevsky St., Moscow, 127473

КазюлинаА. А.KazyulinaA. A.

Казюлина Анастасия Александровна - младший научный сотрудник

127473, Москва, ул. Достоевского, д. 4

Anastasia A. Kazyulina - Junior Researcher

4, Dostoevsky St., Moscow, 127473

ВинокуровА. С.VinokurovA. S.

Винокуров Анатолий Сергеевич - младший научный сотрудник

127473, Москва, ул. Достоевского, д. 4

Anatoly S. Vinokurov - Junior Researcher

4, Dostoevsky St., Moscow, 127473

ФГБНУ «Центральный научно-исследовательский институт туберкулеза»РоссияCentral Tuberculosis Research InstituteRussian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр фтизиопульмонологии и инфекционных болезней» МЗ РФРоссияNational Medical Research Center of Phthisiopulmonology and Infectious Diseases, Russian Ministry of HealthRussian FederationФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр фтизиопульмонологии и инфекционных болезней» МЗ РФ 127473, Москва, ул. Достоевского, д. 4РоссияNational Medical Research Center of Phthisiopulmonology and Infectious Diseases, Russian Ministry of HealthRussian Federation20232804202310129499Copyright © Каюкова С.И., Панова А.Е., Авербах М.М., Никоненко Б.В., Грачева А.Н., Компанцева Н.И., Байракова А.Л., Казюлина А.А., Винокуров А.С., 20232023Каюкова С.И., Панова А.Е., Авербах М.М., Никоненко Б.В., Грачева А.Н., Компанцева Н.И., Байракова А.Л., Казюлина А.А., Винокуров А.С.Kayukova S.I., Panova A.E., Averbakh M.M., Nikonenko B.V., Gracheva A.N., Kompantseva N.I., Bayrakova A.L., Kazyulina A.A., Vinokurov A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.tibl-journal.com/jour/article/view/1724Цель исследования

Цель исследования: изучить динамику изменений в микробиоте легких у инбредных мышей C57BL/6 после аэрогенного инфицирования M. tuberculosis в модели экспериментального туберкулеза.

Материалы и методы

Материалы и методы. Настоящая работа выполнена на 20 самках мышей инбредной линии C57BL/6, массой 20–22 грамм, которые были заражены в аэрозольной камере Glas-Col (США) культурой Мtb вирулентного штамма H37Rv в дозе 400 КОЕ/легкое. Морфологическую и микробиологическую оценку состояния легких проводили до (день 0) (n=5) и через 7 (n=5), 30 (n=5) и 60 (n=5) дней после инфицирования. Полученные результаты подвергали статистической обработке с использованием теста ANOVA и Стьюдент t-теста.

Результаты

Результаты. Через 7, 30 и 60 дней после аэрозольного инфицирования M. tuberculosis, на фоне последовательных морфологических и микробиологических изменений, характерных для модели экспериментального туберкулеза, нами установлен дисбаланс бактериальной флоры в микробиоте легких. До заражения Mtb регистрировали скудный биотоп с преобладанием лактобацилл – Lactobacillus murinus, Lactobacillus apodeme. Через 7, 30 и 60 дней после инфицирования Mtb регистрировали последовательные изменения в виде увеличения количества и разнообразия бактериального сообщества. Наиболее показательными маркерами регистрируемого дисбаланса были: Streptococcus thoraltensis, Streptococcus acidominiminus, Arthrobacter crystallopoietes, Staphylococcus hominis, Micrococcus luteus.

Заключение

Заключение. Туберкулезная инфекция является значимым фактором, воздействующим на состояние микробиоты легких.

С увеличением длительности инфицирования Mtb в легких мышей C57BL/6 формируется дисбаланс бактериальной флоры, сопровождающийся характерным тканевым воспалением и нарастанием микобактериальной нагрузки.

The objective

The objective: to study the changes in the lung microbiota in inbred C57BL/6 mice after aerogenic infection with M. tuberculosis in an experimental tuberculosis model.

Subjects and Methods

Subjects and Methods. This study was carried out on 20 female mice of inbred line C57BL/6 weighing 20-22 grams which were infected in a Glas-Col aerosol chamber (USA) with the culture of M. tuberculosis of virulent strain H37Rv at the dose of 400 CFU/lung. Morphological and microbiological assessment of the lungs state was performed before (day 0) (n=5) and 7 (n=5), 30 (n=5) and 60 (n=5) days after the infection. The results obtained were subjected to statistical processing using ANOVA test and Student t-test.

Results

Results. 7, 30, and 60 days after aerosol infection with M. tuberculosis against the background of successive morphological and microbiological changes typical of the experimental tuberculosis model, we established an imbalance of bacterial population in the lung microbiota. Before infection with M. tuberculosis, a scanty biotope was recorded with a predominance of lactobacilli –Lactobacillus murinus, Lactobacillus apodeme. 7, 30 and 60 days after infection with M. tuberculosis, consistent changes were recorded, such as increase in the number and diversity of the bacterial population. The most indicative markers of the recorded imbalance were: Streptococcus thoraltensis, Streptococcus acidominiminus, Arthrobacter crystallopoietes, Staphylococcus hominis, Micrococcus luteus.

Conclusion

Conclusion. Tuberculosis infection is a significant factor affecting the state of the lung microbiota. With increased duration of the infection with M. tuberculosis, imbalance of the bacterial flora is formed in the lungs of C57BL/6 mice, accompanied by characteristic tissue inflammation and growing mycobacterial load.

микробиотатуберкулезная инфекцияинбредные мышипатологические изменения легкихmicrobiotatuberculosis infectioninbred micepathological changes in the lungsReferencesЕсаулов А. С., Митрофанова Н. Н., Мельников В. Л. Бактериологический метод лабораторной диагностики: учеб. пособие. – Пенза: ПГУ, 2015. –C. 84.Esaulov A. S., Mitrofanova N. N., Melnikov V. L. Bakteriologicheskiy metod laboratornoy diagnostiki: ucheb. posobiye. [Bacteriologic methods of the laboratory diagnostics. Handbook]. Penza, PGU Publ., 2015, p. 84.Павлинова Е. Б., Мингаирова А. Г., Сафонова Т. И., Киршина И. А., Закирова З. А., Корнеева Т. Ю., Шевлякова А. А., Лапунова Т. Я., Архипова О. П., Власенко Н. Ю., Полянская Н. А., Савченко О. А., Демченко В. И. Клиническое значение микробиоты легких и эффективность ингаляционной антибактериальной терапии у детей с муковисцидозом // Рос.вестн. перинатол. и педиатр. – 2019. – Т. 64, No 1. – С. 68–75. https://doi.org/10.21508/1027–4065–2019–64–1–68–75Pavlinova E. B., Mingairova A. G., Safonova T. I., Kirshina I. A., Zakirova Z. A., Korneeva T. Yu., Shevlyakova A. A., Lapunova T. Ya., Arkhipova O. P., Vlasenko N. Yu., Polyanskaya N. A., Savchenko O. A., Demchenko V. I. Clinical significance of lung microbiota and efficiency of the inhaled antibacterial therapy of cystic fibrosis in children. Ros. Vest. Perinatal. I Pediatrii, 2019, vol. 64, no. 1, pp. 68–75. (In Russ.) https://doi.org/10.21508/1027–4065–2019–64–1–68–75Похиленко В. Д. Как микробиом легких борется с бактериальной и вирусной инфекцией. – Чебоксары, 2020. – С. 69.Pokhilenko V. D. Kak mikrobiom legkikh boretsya s bakterialnoy i virusnoy infektsiyey. [How the lung microbiome fights against bacterial and viral infection]. Cheboksary, 2020, p. 69.Beck J. M., Young V. B., Huffnagle G. B. The microbiome of the lung // Transl.Res. – 2012. – Vol. 160, No 4. – Р. 258–266. https://doi.org/10.1016/j.trsl.2012.02.005Beck J. M., Young V. B., Huffnagle G. B. The microbiome of the lung. Transl. Res., 2012, vol. 160, no. 4, pp. 258–266. https://doi.org/10.1016/j.trsl.2012.02.005Dickson R. P., Erb-Downward J. R., Freeman C. M., McCloskey L., Beck J. M.,Huffnagle G. B., Curtis J. L. Spatial variation in the healthy human lung microbiome and the adapted Island model of lung biogeography//Ann. Am. Thorac. Soc. – 2015. Vol. 12, No 6 – Р. 821–30. https://doi.org/10.1513/AnnalsATS.201501-029OCDickson R. P., Erb-Downward J. R., Freeman C. M., McCloskey L., Beck J. M., Huffnagle G. B., Curtis J. L. Spatial variation in the healthy human lung microbiome and the adapted Island model of lung biogeography. Ann. Am. Thorac. Soc., 2015, vol. 12, no. 6, pp. 821–30. https://doi.org/10.1513/AnnalsATS.201501-029OCEvsyutina Yu., Komkova I., Zolnikova O., Tkachenko P., Ivashkin V. Lung microbiome in healthy and diseased individuals // World J. Respirol. – 2017. –Vol. 7, No 2. – P. 39–47. https://doi.org/10.5320/wjr.v7.i2.39Evsyutina Yu., Komkova I., Zolnikova O., Tkachenko P., Ivashkin V. Lung microbiome in healthy and diseased individuals. World J. Respirol., 2017, vol. 7, no. 2, pp. 39–47. https://doi.org/10.5320/wjr.v7.i2.39Honga B.-Y., Maulénb N. P., Adamic A. J., Granadosd H., Balcellse M. E.,Cervantesf J. Microbiome Changes during Tuberculosis and Antituberculous Therapy // Clinical Microbiology Reviews. – 2016. – Vol. 29, No 4. – P. 915–926. https://doi.org/10.1128/CMR.00096-15Honga B.-Y., Maulénb N. P., Adamic A. J., Granadosd H., Balcellse M. E., Cervantesf J. Microbiome Changes during Tuberculosis and Antituberculous Therapy. Clinical Microbiology Reviews, 2016, vol. 29, no. 4, pp. 915–926. https://doi.org/10.1128/CMR.00096-15Jarchum I., Pamer E. G. Regulation of innate and adaptive immunity by the commensal microbiota // Curr. Opin. Immunol. – 2011. – Vol. 23, No 3. –P. 353–360.Jarchum I., Pamer E. G. Regulation of innate and adaptive immunity by the commensal microbiota. Curr. Opin. Immunol., 2011, vol. 23, no. 3, pp. 353–360.Lighthart B. Mini-review of the concentration variations found in the alfresco atmospheric bacterial populations // Aerobiologia. – 2000. – Vol. 16. – P. 7–16.Lighthart B. Mini-review of the concentration variations found in the alfresco atmospheric bacterial populations. Aerobiologia, 2000, vol. 16, pp. 7–16.Nikonenko B. V., Samala R., Einck L., Nacy C. A. Rapid, simple in vivo screen for new drugs active against Mycobacterium tuberculosis. Antimicrob. Agents Chemother., 2004, vol. 48, no. 12, pp. 4550–4555Nikonenko B. V., Samala R., Einck L., Nacy C. A. Rapid, simple in vivo screen for new drugs active against Mycobacterium tuberculosis. Antimicrob. Agents Chemother., 2004, vol. 48, no. 12, pp. 4550–4555

The authors declare that there are no conflicts of interest present.