ассистент каф. ветеринарной микробиологии, инфекционных и инвазионных болезней фак-та ветеринарной медицины ИВМиБ
Assistant of the Department of Veterinary Microbiology, Infectious and Invasive Diseases of the Faculty of Veterinary Medicine of the Institute of Veterinary Microbiology and Biotechnology
Doctor of Veterinary Sciences, Professor, Professor of the Department of Veterinary Microbiology, Infectious and Invasive Diseases of the Faculty of Veterinary Medicine of the Institute of Veterinary Microbiology and Biotechnology
д-р ветеринар. наук, профессор, профессор кафедры ветеринарной микробиологии, инфекционных и инвазионных болезней факультета ветеринарной медицины ИВМиБ
Candidate of Veterinary Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Infectious and Invasive Diseases of the Faculty of Veterinary Medicine of the Institute of Veterinary Microbiology and Biotechnology
кандидат ветеринарных наук, доцент, заведующий кафедрой инфекционных и инвазионных болезней факультета ветеринарной медицины ИВМиБ
аспирант кафедры ветеринарной микробиологии, инфекционных и инвазионных болезней факультета ветеринарной медицины ИВМиБ
Postgraduate Student of the Department of Veterinary Microbiology, Infectious and Invasive Diseases, Faculty of Veterinary Medicine, Institute of Veterinary Microbiology and Biotechnology
аспирант каф. ветеринарной микробиологии, инфекционных и инвазионных болезней факультета ветеринарной медицины ИВМиБ
Postgraduate Student of the Department of Veterinary Microbiology, Infectious and Invasive Diseases, Faculty of Veterinary Medicine, Institute of Veterinary Microbiology and Biotechnology
Background. The microbiota of animals is constantly subjected to stressors, including antibiotics, environmental conditions, and nutrient limitation. Given the prevalence and pronounced adaptive potential of Escherichia coli, the ability of these bacteria to form biofilms is of particular importance. This biofilm formation significantly compromises the efficacy of therapy for infectious diseases by reducing the availability of antimicrobial agents and enhancing bacterial resistance to disinfection measures.
Purpose. To evaluate stress-induced biofilm formation in MDR Escherichia coli strains isolated from various ecological niches of livestock and wild birds under simulated nutrient stress.
Materials and methods. A total of 77 Escherichia coli strains were studied. Isolates originated from cattle (n=52), pigs (n=11), wild birds (n=11), and turkeys c(n=3). Strains were isolated and identified using standard microbiological methods. Biofilm-forming capacity was quantified using a modified microtiter plate method described by Stepanović et al.
Results. Significant variability in biofilm-forming capacity was observed among MDR E. coli animal isolates. Strains from cattle and pigs exhibited the highest potential: 34.6 % and 27.3 % were strong biofilm producers (OD>0.400), respectively, whereas no strong producers were identified among turkeys isolates. E. coli strains from cattle mucosal swabs formed biofilms more robustly than environmental isolates. High antimicrobial resistance rates were observed: >60 % to aminoglycosides, 70 % to tetracyclines, and 80% to fluoroquinolones. Key findings demonstrated stress-induced biofilm enhancement under moderate nutrient stress (nutrient broth dilution 1:2-1:64). Among 24 tested strains, mean OD increased by 15-20 % versus control, peaking at 0.372±0.033 (1:32 dilution). Conversely, severe nutrient depletion (≥1:128 dilution) markedly suppressed biofilm formation (OD <0.070). Select strains maintained high biofilm capacity under extreme conditions. Statistical analysis confirmed the significant impact of nutrient dilution on biofilm levels (p<0.001), visualized in a heatmap.
Обоснование. Микробиота животных подвергается постоянному воздействию стресс-факторов, включая антибиотики, внешние условия, ограничение питательных веществ. Учитывая распространенность и выраженный адаптационный потенциал Escherichia coli, особую актуальность приобретает способность этих бактерий к биопленкообразованию, которое существенно затрудняет эффективность терапии при инфекционных болезнях, снижая доступность антимикробных средств и повышая устойчивость бактерий к дезинфекционным мерам.
Цель – оценить способность к стресс-индуцированному биопленкообразованию полирезистентных штаммов Escherichia coli, выделенных из различных биотопов сельскохозяйственных животных и диких птиц в условиях моделируемого нутриентного стресса.
Материалы и методы. В работе изучено 77 штаммов Escherichia coli, которые были выделены из образцов, отобранных от крупного рогатого скота (КРС) (n=52), свиней (n=11), диких птиц (n=11) и индеек (n=3). Выделение и идентификацию культур до вида Escherichia coli проводили стандартными микробиологическими методами. Определение биопленкообразующей способности микроорганизмов проводили в модифицированном микропланшетном формате, предложенном Stepanović et al. (2000).
Результаты. Исследование выявило вариабельность в способности к биопленкообразованию у полирезистентных штаммов Escherichia coli, выделенных от животных. Штаммы от КРС и свиней демонстрировали наиболее высокий потенциал: 34,6 % и 27,3 % культур соответственно относились к интенсивным продуцентам биопленки. Культуры, выделенные из смывов со слизистых, формировали биопленки интенсивнее, чем штаммы, выделенные из объектов инфраструктуры. Более 60 % культур были резистентны к аминогликозидам, 70 % к тетрациклинам, 80 % к фторхинолонам. Ключевым результатом явилось стресс-индуцированное усиление биопленкообразования при умеренном нутриентном стрессе (разведение питательной среды 1:2-1:64): у 24 штаммов среднее значение оптической плотности (OD) возросло на 15-20 % по сравнению с исходным значением, достигнув максимума 0,372±0,033 при разведении 1:32. Однако при сильном обеднении среды (≥1:128) способность к биопленкообразованию резко подавлялась (OD<0,070). Отдельные штаммы сохраняли высокую биопленкообразующую активность даже в экстремальных условиях. Статистический анализ подтвердил значимое влияние степени разведения среды на уровень биопленкообразования (p<0,001), что визуализировано на тепловой карте.