The object of research, development or design (in Russian) : Клинические штаммы Escherichia coli, литические бактериофаги, антибиотики.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Escherichia coli клиникалық штамдары, литикалық бактериофагтар, антибиотиктер.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является изучение влияния синергетического эффекта от совместного применения антибиотиков и бактериофагов на активность лизиса антибиотикоустойчивых клинических штаммов E. coli.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты антибиотиктер мен бактериофагтарды бірлесіп қолданудың синергетикалық әсерінің E. coli антибиотикке төзімді клиникалық штаммдарының лизистік белсенділігіне әсерін зерттеу болып табылады.

Методы исследования (на русском) : Литическую активность изолированных бактериофагов определяли при их совместном культивировании с бактериальными штаммами-хозяевами в микропланшетах. Культивирование планшетов проводили в планшетном ридере при 37° С. Динамика роста бактерий оценивали по изменению оптической плотности суспензии при 600 нм. Сканирование микропланшетов осуществляли каждые 30 минут в течении всего срока культивирования. Каждый эксперимент был проведен в трёх повторностях. Диапазон хозяев изолированных бактериофагов определяли при совместном культивировании с различными штаммами E. coli в микропланшетах. Титр фагов и бактерий составлял 108 БОЕ и 108 КОЕ на 1 мл., соответственно. Сокультивирование проводили в микропланшетах и замеряли на планшетном ридере при 37° С как описано выше. Структуру вирионов отобранных фагов изучали при помощи ТЭМ. Для этого фагосодержащие образцы объёмом 10 мкл наносили на медные сеточки, покрытые формваром и окрашивали 3% фосфорновольфрамовой кислотой. После сеточки просматривали на приборе HT7800 (Hitachi) при увеличении 60 – 100 тыс. раз. Для полногеномного секвенирования фагов выделяли геномную ДНК из исследуемых бактериофагов с использованием набора PureLink Viral DNA/RNA. Геномные библиотеки были подготовлены при помощи набора Nextera XT (Illumina) и засеквенированы на платформе Illumina MiSeq. Сборку геномов производили с помощью программы SPAdes 3.12.0 Открытые рамки считывания были предсказаны с использованием приложения ORF finder.

Методы исследования (на казахском) : Оқшауланған бактериофагтардың литикалық белсенділігі оларды микропланшетте бактерия иесі штаммдарымен бірге өсіру арқылы анықталды. Планшеттерді өсіру 37° C температурада планшет ридерінде жүргізілді. Бактериялардың өсу динамикасы 600 нм-де суспензияның оптикалық тығыздығының өзгеруімен бағаланды. Микропластиналарды сканерлеу өсіру кезеңінде әр 30 минут сайын жүргізілді. Әр тәжірбие үш рет қайталанды. Оқшауланған бактериофагтардың иесі диапазоны микропланшеттерде әртүрлі E. coli штамдарымен бірге өсіру арқылы анықталды. Фагтар мен бактериялардың титрі тиісінше 1 мл-ге 108 БТБ (бляшка түзу бірлік) және 108 КТБ (колония тұзу бірлік) құрады. Бірге өсіру микропланшеттерде жүргізілді және жоғарыда сипатталғандай 37° C температурада планшеттік ридерінде өлшенді. Таңдалған фагтардың вириондарының құрылымы ТЭМ көмегімен зерттелді. Ол үшін құрамында 10 мкл фаг бар үлгілер формвармен жабылған мыс торларға отырылғызды және 3% фосфор вольфрам қышқылымен боялды. Содан кейін торлар HT7800 құрылғысында (Hitachi) 60–100 мың есе үлкейту арқылы қаралды. Фагтардың толық геномдық ретін анықтау үшін набора PureLink Viral DNA/RNA жинағы арқылы геномдық ДНҚ зерттелген бактериофагтардан бөлініп алынды. Геномдық кітапханалар Nextera XT жинағы (Illumina) арқылы дайындалды және Illumina MiSeq платформасында секвинделді. Геномдарды құрастыру SPAdes 3.12.0 бағдарламасы арқылы жүзеге асырылды ашық оқу шеңберлері ORF finder қосымшасының көмегімен болжалды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Было установлено, что максимальным спектром литической активности обладал фаг Ec.AMO.3679, способный подавлять рост 6 из 12 используемых клинических штаммов E.coli. Фаг Ec.AMO.3692M ингибировал рост 5 штаммов E. coli. Фаги Ec.AMO.3598, Ec.AMO.3819/1, Ec.AMO.3693B подавляли рост 4 штаммов E. coli, фаги Ec.AMO.3819/2, Ec.AMO.3692B, Ec.AMO.3701M, Ec.AMO.3828 сдерживали рост 3 штаммов E.coli. Минимальным спектром литической активности обладали фаги Ec.AMO.3640, Ec.AMO.3706, Ec.AMO.3868, Ec.AMO.3701B, Ec.AMO.3826M, Ec.AMO.3826B, способные сдерживать рост только 2 клинических штаммов E.coli из 12 используемых в исследовании. По результатам электронной микроскопии было установлено, что вирусные частицы изолированных штаммов обладали общими размерами до 200 нм и имели хвостовые отростки различной длинны и структуры, что позволило отнести их к классу хвостатых фагов – Caudoviricetes. В результате shotgun секвенирования геномной ДНК отобранных бактериофагов и сборки их геномов была установлено, что все отобранные фаги принадлежат к классу Caudoviricetes. Размер генома варьировал от 35 300 п.н. до 166 434 п.н. Предсказание открытых рамок считывания в последовательностях геномов исследуемых фагов выявило белки лизиса клеток, белки репликации/транскрипции/репарации ДНК, структурные белки и белки упаковки ДНК. Гены, кодирующие факторы лизогении и устойчивости к антибиотикам не были обнаружены.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Ec.AMO.3679 фагының литикалық белсенділіктің максималды спектрі бар, ол қолданылған E. coli клиникалық 12 штаммының 6-сының өсуін басуға қабілетті екендігі анықталды. Фаг Ec.AMO.3692M E. coli 5 штаммының өсуін тежеді. Ec.AMO.3598, Ec.AMO.3819/1, Ec.AMO.3693B фагтары E. coli 4 штаммының өсуін тежеді, Ec.AMO.3819/2, Ec.AMO.3692B, Ec.AMO.3701M, Ec.AMO.3828 фагтары E. coli 3 штаммының өсуін тежеді. Зерттеуде пайдаланылған 12 E .coli штаммының тек 2 клиникалық штаммының өсуін тежеуге қабілетті EC.AMO.3640, Ec.AMO.3706, Ec.AMO.3868, Ec.AMO.3701B, Ec.AMO.3826M, Ec.AMO.3826b фагтары, литикалық белсенділіктің минималды спектріне ие болды. Электрондық микроскопияның нәтижелері бойынша оқшауланған штаммдардың вирустық бөлшектерінің жалпы өлшемі 200 нм-ге дейін болатыны және құйрық өсінділері әртүрлі ұзындықтар мен құрылымдарға ие екендігі анықталды, бұл оларды құйрықтылар фагтар класына жатқызуға мүмкіндік берді. - Caudoviricetes. Shotgun нәтижесінде таңдалған бактериофагтардың геномдық ДНҚ секвендеуі және олардың геномдарын жинау нәтижесінде барлық таңдалған фагтар Caudoviricetes класына жататыны анықталды. Геномның мөлшері 35 300 н.ж. - ден 166 434 н.ж. дейін болды. Зерттелетін фаг геномдарының тізбегіндегі болжамды ашық оқу аясында болжау жасуша лизисі ақуыздарын, ДНҚ репликациясы/транскрипциясы/жөндеу ақуыздарын, құрылымдық ақуыздарды және ДНҚ орау ақуыздарын анықтады. Лизогенез және антибиотиктерге төзімділік факторларын кодтайтын гендер табылған жоқ.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Был определен диапазона хозяев и уровень литической активности изолированных бактериофагов Е. coli. Показано, что все исследуемые бактериофаги E. coli обладали способностью на 100% подавлять рост бактерии хозяина начиная с концентрации вирусных частиц 104/1мл, что указывает на их высокую литическую активность. Был исследован спектр литической активности изолированных бактериофагов, в результате чего установлено, что изолированные фаги способны ингибировать рост от 2 до 6 клинических штаммов E.coli. Была изучена структура вириона исследуемых фагов. Было проведено полногеномное секвенирование исследумых бактериофагов в результате чего была установлена их родовая принадлежность и идентифицирован размер генома.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Оқшауланған E. coli бактериофагтарының иесінің диапазоны мен литикалық белсенділігінің деңгейі анықталды. Зерттелетін барлық E. coli бактериофагтары бактериялардың өсуін 100% тежеу қабілетіне ие екендігі көрсетілді. Барлық зерттелген E. coli бактериофагтарының 104/1 мл вирустық бөлшектердің концентрациясынан бастап ие бактерияның өсуін 100% басуға қабілеттілігі бар екені анықталды, бұл олардың жоғары литикалық белсенділігін көрсетеді. Оқшауланған бактериофагтардың литикалық белсенділік спектрі зерттелді, нәтижесінде оқшауланған фагтар E. coli клиникалық штаммдарының 2-ден 6-ға дейін өсуін тежеуге қабілетті екендігі анықталды. Зерттелетін фагтардың вирион құрылымы зерттелді. Зерттелетін бактериофагтардың толық геномдық реттілігі жүргізілді, нәтижесінде олардың туыстық байланысы анықталды және геном мөлшері анықталды.

Level of implementation (in Russian) : Фундаментальные исследования, TRL1.

Level of implementation (in Kazakh) : Негізгі зерттеулер, TRL1.

Efficiency (in Russian) : В строгом соответствии с утверждённым календарным планом за 2024 год были проведены все запланированные исследования и получены соответствующие результаты.

Efficiency (in Kazakh) : 2024 жылы бекітілген күнтізбелік жоспарға сәйкес барлық жоспарланған зерттеулер жүргізіліп, тиісті нәтижелер алынды.

Field of application (in Russian) : Целевыми потребителями полученных результатов проекта могут являться научные и медицинские учреждения, заинтересованные в поиске и применении новых способов борьбы с антибиотикоустойчивыми бактериальными инфекциями.

Field of application (in Kazakh) : Жобаның алынған нәтижелерінің мақсатты тұтынушылары антибиотикке төзімді бактериялық инфекциялармен күресудің жаңа әдістерін іздеуге және қолдануға мүдделі ғылыми және медициналық мекемелер болуы мүмкін.