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) : Культивирование штаммов E. coli проводили в питательном бульоне при 37 °C. Антибиотикочувствительность определяли диско-диффузионным методом в соответствии со стандартами CLSI. Пробы сточных вод отбирали на глубине 20–50 см в Алматы, Шымкенте и Конаеве, фильтровали и обогащали фагами путём инкубации с культурами E. coli (0,5 McF). Изоляцию фагов осуществляли методом двойных агаровых слоёв, титры определяли методом Грациа. Чистые линии получали многократными селективными пассажами. Литическую активность изолированных бактериофагов определяли при их совместном культивировании с бактериальными штаммами-хозяевами в микропланшетах. Диапазон хозяев изолированных бактериофагов определяли при совместном культивировании с различными штаммами E. coli в микропланшетах. Структуру вирионов отобранных фагов изучали при помощи ТЭМ. ДНК выделяли набором PureLink Viral DNA/RNA Kit. Полногеномное секвенирование выполняли на платформе Illumina MiSeq, сборку проводили с использованием SPAdes 3.12.0, аннотацию — с помощью PROKKA 1.7 и tRNAscan-SE. Эффект синергии оценивали по степени подавления бактериального роста при смешивании различных концентраций исследуемого антибиотика и бактериофага методом микроразведений «шахматной доски», с последующим расчётом FICI.

Методы исследования (на казахском) : E. coli штамдары 37°С қоректік сорпада өсірілді. Антибиотиктерге сезімталдық CLSI стандарттарына сәйкес диско-диффузия әдісі арқылы анықталды. Ағынды су үлгілері Алматы, Шымкент және Қонаев қалаларында 20–50 см тереңдікте жиналды, сүзгіден өтті және E. coli дақылдарымен (0,5 McF) инкубациялау арқылы фагтармен байытылды. Фагты оқшаулау қос агар қабаты әдісімен орындалды, ал титрлер Грациа әдісімен анықталды. Таза сызықтар бірнеше таңдаулы пассаж өткізу арқылы алынды. Оқшауланған бактериофагтардың литикалық белсенділігі олардың микропластиналардағы бактериалды қожайын штаммдарымен бірге өсіру арқылы анықталды. Оқшауланған бактериофагтардың иесі диапазоны микропластинкаларда әртүрлі E. coli штамдарымен бірге өсіру арқылы анықталды. Таңдалған фагтардың вириондық құрылымы TЭM көмегімен зерттелді. ДНҚ PureLink Viral ДНҚ/РНҚ жинағы арқылы бөлініп алынды. Бүкіл геномды реттілік Illumina MiSeq платформасында орындалды, құрастыру SPAdes 3.12.0 көмегімен орындалды, ал аннотация PROKKA 1.7 және tRNAscan-SE көмегімен орындалды. Синергетикалық әсер «шахмат тақтасы» микросұйылту әдісін қолдана отырып, зерттелетін антибиотик пен бактериофагтың әртүрлі концентрацияларын араластыру кезінде бактериялардың өсуін басу дәрежесімен бағаланды, содан кейін FICI есептеуі жүргізілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В результате проведённых исследований, из сточных вод городов Алматы, Шымкента и Конаева было изолировано 16 бактериофагов, лизирующих антибиотикоустойчивые штаммы E. coli. Было установлено, что оптимальное значение MOI равно 1. Все фаги характеризовались высокой скоростью адсорбции – около 90% частиц связывались с бактериальными клетками в течение первых 4 минут. Латентный период составлял около 20 минут, общая продолжительность цикла – 40 минут, величина вспышки роста варьировала от 43 до 218 частиц на клетку. По диапазону хозяев наибольшую активность проявили фаги Ec.AMO.3679 и Ec.AMO.3692M, ингибировавшие рост 6 и 5 штаммов E. coli соответственно. Восемь фагов обладали максимальной литической активностью (80–100% подавления роста). По данным электронной микроскопии все они относятся к классу Caudoviricetes, включая подо-, сифо- и миоподобные морфотипы. Результаты shotgun-секвенирования подтвердили принадлежность фагов к классу Caudoviricetes и отсутствие генов вирулентности и антибиотикорезистентности. Размеры геномов составляли 39,3 – 167,2 тыс. п.н., количество CDS – от 48 до 277. Доля аннотированных белков варьировала от 8,7% до 68,8%. Комбинированное применение фагового коктейля и антибиотиков вызывало синергетический или аддитивный эффект в 77% случаев, что повышает эффективность подавления роста E. coli. Анализ динамики MIC50 показал, что сочетание бактериофагов с антибиотиками существенно снижает вероятность формирования устойчивости у исследуемых штаммов E. coli.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Күнтізбелік жоспарға сәйкес жүргізілген зерттеулер нәтижесінде Алматы, Шымкент және Қонаев қалаларының ағынды суларынан ішек таяқшасының антибиотикке төзімді штаммдарын лизиздейтін 16 бактериофаг бөлініп алынды. Оңтайлы MOI мәні 1-ге тең екені анықталды. Фагтар адсорбцияның жоғары жылдамдығымен сипатталды, бөлшектердің 90% алғашқы 4 минутта бактериялармен байланысқан. Жасырын кезең 20 минутты, цикл ұзақтығы 40 минутты құрады, өсу алауы бір жасушаға 43-218 аралығында болды. Ec.AMO.3679 және Ec.AMO.3692M фагтары алты және бес E. coli штаммдарының өсуін тежей отырып, ең үлкен белсенділікті көрсетті. Сегіз фаг 80-100% өсуді тежеу көрсеткішімен максималды литикалық белсенділік танытты. Электронды микроскопия фагтардың Caudoviricetes класына жататынын көрсетті. Shotgun-секвенирлеу нәтижелері фагтардың вируленттілік және антибиотикке төзімділік гендері жоқ екенін растады. Геномдардың мөлшері 39,3 – 167,2 мың б.з. д., CDS саны 48-277 болды. Аннотацияланған ақуыздардың үлесі 8,7%-дан 68,8%-ға дейін өзгерді. Фаг коктейлі мен антибиотиктерді біріктірілген қолдану 77% жағдайда синергетикалық немесе аддитивті әсер көрсетті, бұл E. coli өсуін тежеу тиімділігін арттырды. MIC50 динамикасы фагтар мен антибиотиктердің үйлесімі төзімділіктің пайда болу мүмкіндігін айтарлықтай төмендететінін көрсетті.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Было установлено, что все 12, используемых в исследовании, клинических штамма E. coli обладали множественной антибиотикоустойчивостью. Из образцов сточных вод было изолировано 16 штаммов литических бактериофагов E. coli. 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. 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 с последующим аннотированием генома в результате чего была установлена их филогенитическая пренадлежность, идентифицированы размер генома и структура кодирующих последовательностей. Установлено, что при комбинированном воздействии фагового коктейля и антибиотиков синергетический эффект наблюдался в 70% случаев, аддитивный — в 13%, а отсутствие эффекта — в 17%. Фагово-антибиотические комбинации представляют перспективное направление для повышения эффективности антибактериальной терапии и замедления формирования антибиотикорезистентности.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Зерттеуде қолданылатын барлық 12 E. coli клиникалық штаммдарының антибиотиктерге төзімділігі көп екендігі анықталды. Ағынды сулардың үлгілерінен E. coli литикалық бактериофагтарының 16 штаммы оқшауланған. Оқшауланған E. coli бактериофагтардың ие диапазоны мен литикалық белсенділік деңгейі анықталды. Барлық зерттелген E. coli бактериофагтарының иесі бактериялардың өсуін 100% тежеу қабілеті бар екені көрсетілді. Оқшауланған бактериофагтардың литикалық белсенділігінің спектрі зерттелді, нәтижесінде оқшауланған фагтар ішек таяқшасының 2-ден 6-ға дейін клиникалық штаммдарының өсуін тежеуге қабілетті екендігі анықталды. Зерттелетін фагтардың вириондық құрылымы зерттелді. Зерттелетін бактериофагтардың тұтас геномдық реттілігі орындалды, содан кейін геномдық аңдатпалау жасалды. Бұл олардың филогенетикалық тиістілігін анықтауға, олардың геномдық өлшемін және олардың кодтау тізбектерінің құрылымын анықтауға әкелді. Фаг коктейлі мен антибиотиктердің аралас әсерімен синергетикалық әсер 70% жағдайда, аддитивті әсер 13%, ал әсер етпеу 17% байқалды. Фаг-антибиотикалық комбинациялар антибиотикалық терапияның тиімділігін арттыру және антибиотикке төзімділіктің қалыптасуын бәсеңдету үшін перспективалы бағытты ұсынады.

Level of implementation (in Russian) : Не предусмотрено

Level of implementation (in Kazakh) : Қарастырылмаған

Efficiency (in Russian) : В строгом соответствии с утверждённым календарным планом по проекту AP19679466 «Изучение синергетического эффекта от совместного применения антибиотиков и бактериофагов против устойчивых инфекций E. coli» были проведены все запланированные исследования и получены соответствующие результаты.

Efficiency (in Kazakh) : AP19679466 «Тұрақты E. coli инфекцияларына қарсы антибиотиктер мен бактериофагтарды біріктіріп қолданудың синергетикалық әсерін зерттеу» жобасы бойынша бекітілген кестеге қатаң сәйкес барлық жоспарланған зерттеулер жүргізіліп, сәйкес 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.