Skip to Content

ХРАНИТЕЛИ МИКРОБНОГО РАЗНООБРАЗИЯ

Коллекция непатогенных и патогенных микроорганизмов (КНПМ) Института клеточного и внутриклеточного симбиоза Оренбургского ФИЦ УрО РАН была юридически оформлена в 2014 году, о чем «НУ» в свое время писала. Однако коллекционная работа началась здесь еще в начале 90-х годов, когда была организована лаборатория персистенции микроорганизмов. На протяжении прошедших десятилетий коллекция интенсивно пополнялась. В отличие от микробных «моноколлекций», например, Региональной профилированной коллекции алканотрофных микроорганизмов (Институт экологии и генетики микроорганизмов Пермского ФИЦ УрО РАН), в оренбургском микробном банке представлены разнообразные культуры — бифидобактерии кишечной микрофлоры человека, нормальная микрофлора женского репродуктивного тракта, условно-патогенные микроорганизмы — возбудители эндогенных инфекций, водные микроорганизмы. Значительная доля коллекции сохраняется и поддерживается в лаборатории микробной экологии и дисбиозов: это микробы, выделенные из организма человека в норме и при различных заболеваниях, штаммы — продуценты бактериоциноподобных веществ (специфических белков, подавляющих жизнедеятельность клеток других штаммов того же вида или родственных видов бактерий), пигментообразующие микроорганизмы и многие другие. Об этом сегменте коллекции и перспективах микробного коллекционирования мы поговорили с куратором КНПМ кандидатом медицинских наук Александром Валышевым.
— Чем любопытны ваши микроорганизмы?
— Представители нормальной микрофлоры — молочнокислые бифидобактерии, лактобациллы, энтерококки — выполняют важнейшую функцию защиты организма от болезнетворных микробов (обеспечивают колонизационную резистентность), разрушают ксенобиотики — чужеродные соединения, обладают иммуномодулирующей активностью. Коллекционировать их необходимо для создания биопрепаратов и тестирования антимикробных соединений.Это особенно актуально, поскольку сегодня сформировалась резистентность, т.е. устойчивость микробов ко многим антибактериальным препаратам. Вот факты: в 1928 году Александр Флеминг открыл первый антибиотик пенициллин, в 1943 его начали выпускать, а уже в 1940 году были обнаружены микробы, устойчивые к пенициллину. На данный момент от болезней, вызванных резистентными бактериями, ежегодно умирает около 700 тысяч человек. А по данным британских экспертов, к 2050 году каждые три секунды на нашей планете кто-то будет погибать от таких инфекций. В 2017 году в России принята Стратегия предупреждения распространения антимикробной резистентности на период до 2030 года.
Мы уже выделили ряд антимикробных пептидов, способных бороться с устойчивыми к антибиотикам микроорганизмами. Они могут стать основой для создания про- и синбиотиков — биопрепаратов, действие которых основано на антагонизме микробов между собой. Некоторые представители нормальной микрофлоры эффективно противостоят патогенным бактериям напрямую, продуцируя антимикробные факторы — молочную кислоту, лизоцим, перекись водорода, различные бактериоцины. Другие лишают болезнетворные бактерии персистентных свойств, т.е. способности к долгому выживанию в организме. Они способны также подавлять грибковые инфекции. Так, штамм энтерококка, выделенный из кишечника человека, может снижать способность грибов рода Candida образовывать биопленки.
— Какие еще группы микробов вы коллекционируете?
— В нашей коллекции представлены также пигментообразующие микроорганизмы, обладающие иммуномодулирующим, антиоксидантным, фотозащитным действием. Они получены из натуральных источников и имеют как минимум три преимущества: не токсичны, способны к биодеградации, т.е. к разрушению в природной среде, у них отсутствует канцерогенный эффект. Некоторые такие микроорганизмы могут использоваться не только в медицинских целях, но и для окраски тканей: они могут служить постоянно возобновляемым источником красящих веществ.
Есть в нашей коллекции продуценты биосурфактантов — поверхностно-активных веществ бактериального происхождения. Они экологически безопасны и применяются как для создания новых фармакологических средств с высокой биологической активностью, так и для восстановления нефтезагрязненных земель.
Известно, что для каждого региона характерна своя, специфическая, микрофлора. И в нашем микробном банке представлены микроорганизмы-«эндемики». Так что наша коллекция, насчитывающая около тысячи штаммов, весьма разнообразна и с академической, и с прикладной точек зрения, поскольку может найти применение для решения различных задач.
Есть и еще одно предназначение у микробной коллекции. Она важна для будущего. Приведу пример из совсем другой области науки. В 1980 году палеонтологи, искавшие в Кении кости древних приматов, обнаружили окаменелые останки неизвестных животных, которые не стали идентифицировать, просто сложили в ящики и отправили музей, где они и пылились почти сорок лет. А недавно ученые из Университета Огайо открыли ящики, тщательно изучили находку и определили, что останки принадлежат гигантскому гиеноподобному животному, которое терроризировало Африку примерно 22 миллиона лет назад. Они назвали его Simbakubwa kutokaafrika, что в переводе с языка суахили означает «большой лев, пришедший из Африки». Подобно современным львам, этот хищник, вероятно, находился на вершине пищевой пирамиды.
Говорю это к тому, что микробы, которые мы сегодня не можем идентифицировать и описать и которые просто сохраняем в коллекции, могут со временем представить большой интерес для новых поколений исследователей. Среди этих микроорганизмов могут обнаружиться полезные штаммы.
— Почему вы не можете идентифицировать те или иные микроорганизмы?
— Далеко не все бактерии можно вырастить в чашке Петри, некоторые удается обнаружить только генетическими методами. Конечно, у нас в центре коллективного пользования есть высокопроизводительный секвенатор, который позволяет изучать геном бактерий. Однако необходимо и другое оборудование, в частности масс-спектрометр, с помощью которого можно идентифицировать микроорганизмы за несколько минут. Так, для знаменитого французского микробиолога Дидье Рауля и его команды, обладающих таким оборудованием, это рутинная операция, они регулярно описывают новые виды. У нас в институте, да и во всем городе Оренбурге, такого оборудования нет. Мы много раз подавали заявки на его приобретение, но безрезультатно. Так что часто приходится довольствоваться дедовскими методами.
Несмотря на обещания господдержки, нам не выделяют ни штатов, ни помещений, ни, как уже говорилось, средств на покупку оборудования и расходных материалов. Коллекция нормальной микрофлоры, собранная в нашей лаборатории, хранится в трех холодильных установках. Если вдруг отключают электричество, мы рискуем потерять значительную часть коллекции. Наш институт находится в старом здании, нам элементарно не хватает площадей. Правда, для строительства нового корпуса Оренбургского ФИЦ УрО РАН выделена территория, однако пока идет согласование с различными ведомствами.
На самом деле, наша микробная коллекция существует во многом благодаря энтузиазму коллектива института.

Подготовила
Е. ПОНИЗОВКИНА

 

Год: 
2019
Месяц: 
сентябрь
Номер выпуска: 
17
Абсолютный номер: 
1199
Изменено 03.09.2019 - 13:03


2012 © Российская академия наук Уральское отделение
620990, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
makarov@prm.uran.ru +7(343) 374-07-47