Nowadays, sliding is the least investigated mode of bacterial motility. Sliding is a process of passive movement on the surface of semi-liquid mediums which was originally described for mycobacteria and other bacterial species deprived of the organelles specialized for movement. Some mycobacteria are able to colonize surfaces, including tissues of macro-organisms, using glycopeptidolipids localized in the cell envelope for this aim. This is a serious problem for effective therapy of mycobacteriosis caused by nontuberculosis mycobacteria. Furthermore, animal tissues contain biogenic polyamines, which can increase tolerance of microorganisms to stresses, including antibiotics, and modulate cell motility. Therefore, studying mutual effects of biogenic polyamines and antibiotics on the expansion of mycobacteria is important for medicine. Mycobacterial strains, including the parent Mycolicibacterium smegmatis mc2 155 and strains containing single (ΔrelMsm) or double (ΔrelMsmΔrelZ) deletions, were used as the objects of this study. The content of glycopeptidolipids was determined using thin layer chromatography. Sliding motility was assessed by measuring the area of the sliding colony. The effectiveness of antibiotics was measured by comparison of the areas of sliding colonies in the presence of comparable concentrations of antibiotics. The polyamines spermidine and spermine had different effects on the sliding of mycobacteria through an increase or decrease in the colony areas. At the same time, polyamines had neither bactericidal nor bacteriostatic effects. The polyamines contained in the medium decreased the bactericidal effects of the antibiotics streptomycin or isoniazid, but enhanced the effects of DMNP, a synthetic analogue of the natural antibiotic erogorgiaene. Rifampicin was the most effective of all antibiotics investigated here. Moreover, we found that glycopeptidolipids are, apparently, not the only regulators of mycobacterial sliding.
Из всех известных способов передвижения бактерий скольжение является наименее изученным. Впервые описанное для микобактерий и некоторых других бактериальных видов, скольжение представляет собой пассивный способ перемещения по поверхности полужидких питательных сред у видов, лишенных органелл движения. Несмотря на отсутствие механизмов перемещения, некоторые микобактерии способны быстро колонизировать поверхности, в том числе ткани многоклеточных организмов, за счет присутствия в составе наружного слоя их клеточной стенки гликопептидолипидов, регулирующих силу трения о поверхность при перемещении. Это представляет серьезную проблему для эффективной терапии микобактериозов, вызываемых нетуберкулезными микобактериями. Кроме того, ткани многоклеточных животных содержат биогенные полиамины, которые способны повышать устойчивость микроорганизмов к различным стрессам, в том числе к антибиотикам, и модулировать коллективное движение. Поэтому исследование совместного действия биогенных полиаминов и антибиотиков на процессы распространения микобактерий представляет большой интерес для медицины. В качестве объектов исследования использованы штаммы микобактерий, включая родительский штамм Mycolicibacterium smegmatis mc2 155, а также его производные, содержащие одинарную (ΔrelMsm) или двойную (ΔrelMsmΔrelZ) хромосомные делеции. Содержание гликопептидолипидов определяли с помощью метода тонкослойной хроматографии. Интенсивность скольжения оценивали путем измерения площади скользящей колонии. Эффективность действия антибиотиков характеризовали сравнением площадей скользящих колоний в присутствии сопоставимых концентраций антибиотиков, выраженных в значениях, кратных минимальной подавляющей концентрации. Показано, что полиамины спермидин и спермин оказывают разнонаправленные эффекты на скольжение микобактерий по поверхностям полужидких сред, соответственно повышая или сни- жая площади колоний. При этом использовали концентрации спермидина и спермина, которые сами по себе не оказывали бактерицидный или бактериостатический эффект. Однако их совместное применение с антибиотика- ми стрептомицином или изониазидом приводило к снижению антибактериального эффекта, но усиливало дей- ствие синтетического аналога природного антибиотика эрогоргиаена (DMNP). Наиболее эффективным в этих условиях был рифампицин. Более того, нами установлено, что гликопептидолипиды, по-видимому, являются не единственными регуляторами скольжения микобактерий.
Keywords: antibiotic susceptibility; biogenic polyamines; mycobacteria; sliding motility.
Copyright © AUTHORS.