Вариации культуральной среды Барбора–Стэннера–Келли модулируют инфекционность и патогенность клинических изолятов Borrelia burgdorfer
20 апреля 2026 0:00
// Это интересно
Borrelia burgdorferi — этиологический агент болезни Лайма — впервые была выделена из клещей Ixodes scapularis с использованием модифицированной среды Келли, первоначально разработанной для выращивания спирохет возвратного тифа. Эта модифицированная среда была названа средой Барбора–Стэннера–Келли (BSK) и впоследствии использовалась для культивирования B. burgdorferi у пациентов с болезнью Лайма. Сообщалось о модификациях среды BSK, которые обычно используются для выращивания B. burgdorferi sensu lato из различных биологических и географических источников. Эти модификации включают BSK-II, BSK-H и модифицированную среду Келли (MKM). Практически все составы BSK содержат N-ацетилглюкозамин, дрожжевой экстракт, аминокислоты, витамины, нуклеотиды и сыворотку, но среди этих альтернативных рецептур среды BSK существуют различия в нескольких других химических компонентах.
В 1993 году была описана стандартизированная среда BSK под названием BSK-H, содержащая бычий сывороточный альбумин (БСА) и кроличью сыворотку. Она доступна в коммерческой и широко используется для выделения B. burgdorferi в эпидемиологических и клинических исследованиях, а также для культивирования изолятов B. burgdorferi в различных исследовательских целях.
Предыдущие исследования показали, что как факторы хозяина, так и патогенные свойства вирулентных спирохет вносят вклад в развитие и тяжесть болезни Лайма. Ранее из пациентов с мигрирующей эритемой было выделено несколько различных генотипов B. burgdorferi sensu stricto, и было обнаружено, что эти штаммы существенно различаются по своей способности к диссеминации у пациентов и лабораторных животных. Поэтому представляется необходимым оценивать патогенность конкретного изолята B. burgdorferi. В настоящее время инфекционность и патогенность штаммов B. burgdorferi можно определить только на лабораторных животных (например, мышах), и для этого требуется предварительное выращивание изолятов B. burgdorferi или очищенных клонов на среде BSK.
Частота выделения B. burgdorferi из переносчиков-клещей и биоптатов кожи пациентов с ранней формой болезни Лайма может зависеть от состава используемой среды BSK. В двухлетнем проспективном исследовании Пикен с соавт. показали, что культивирование 758 образцов из мест мигрирующей эритемы у пациентов с болезнью Лайма дало уровень положительных результатов 36% для модифицированной среды Келли-Петтенкофер и 24% для среды BSK-II (P < 0,05). Кроме того, было показано, что различия между партиями таких компонентов, как БСА или других компонентов в составе BSK, оказывают значительное влияние на рост B. burgdorferi и на индукцию дифференциальной экспрессии генов. Более того, сообщалось, что вирулентность изолята N40 B. burgdorferi возрастала после смены питательной среды; это повышение вирулентности характеризовалось 50-кратным снижением количества изолятов B. burgdorferi, необходимых для 50% заражения, и увеличением тяжести заболевания. Однако влияние вариаций сред BSK на патогенность вирулентных изолятов B. burgdorferi не было оценено систематически. В данном исследовании были проведены ретроспективный анализ и проспективные эксперименты для оценки влияния вариаций сред BSK на инфекционность и патогенность клинических изолятов B. burgdorferi. Изолят или вариант B. burgdorferi считается инфекционным, если его можно выделить путем культивирования из тканей инокулированных мышей. Такой изолят или вариант дополнительно определяется как патогенный, если клинически выраженное или гистологически подтвержденное поражение суставов или сердца может быть зарегистрировано на восприимчивой к болезни Лайма животной модели.
В ходе исследования было показано, что выращивание клинических изолятов B. burgdorferi на разных средах BSK вызывает дифференциальную экспрессию генов и/или белков, связанных с вирулентностью, что приводит к наблюдаемой вариабельности инфекционности и патогенности, хотя корреляции между характером экспрессии генов изолята и его инфекционностью на основе анализа уровней мРНК для этого ограниченного числа генов обнаружено не было.
В качестве альтернативного объяснения, исходный не клонированный клинический изолят B515 мог содержать смешанные популяции с различной патогенностью, из которых один или несколько клонов с более низкой патогенностью разрастаются и становятся преобладающими в культуре в результате вариаций состава среды BSK. Наконец, в среде BSK-H содержится 50 г БСА на литр, а в BSK-S — 26 г на литр. Сообщалось о влиянии вариаций между партиями БСА на культивирование B. burgdorferi. Возможно, что вариации компонентов разных сред BSK или качества определенных химических веществ в разных партиях среды BSK-H приводят к тому, что среда по-разному связывается с поверхностью спирохет, таким образом модулируя поверхностную структуру и, следовательно, ответ хозяина. Например, вариант B. burgdorferi, который легче распознается иммунной системой хозяина, будет элиминирован хозяином, тогда как другие варианты с другой поверхностью могут уклоняться от иммунного ответа хозяина и вызывать инфекцию у мышей.
В заключение, наши данные позволяют предположить, что вариации в составе сред BSK оказывают значительное влияние на инфекционность и патогенность клинических изолятов B. burgdorferi. Ослабление патогенности вариантов B. burgdorferi, культивируемых на среде BSK-H, не связано с потерей плазмид. Проводятся дальнейшие исследования для сравнения различий в уровнях экспрессии генов и белковых профилях вариантов клинических изолятов B. burgdorferi, выращенных на различных средах BSK.
В 1993 году была описана стандартизированная среда BSK под названием BSK-H, содержащая бычий сывороточный альбумин (БСА) и кроличью сыворотку. Она доступна в коммерческой и широко используется для выделения B. burgdorferi в эпидемиологических и клинических исследованиях, а также для культивирования изолятов B. burgdorferi в различных исследовательских целях.
Предыдущие исследования показали, что как факторы хозяина, так и патогенные свойства вирулентных спирохет вносят вклад в развитие и тяжесть болезни Лайма. Ранее из пациентов с мигрирующей эритемой было выделено несколько различных генотипов B. burgdorferi sensu stricto, и было обнаружено, что эти штаммы существенно различаются по своей способности к диссеминации у пациентов и лабораторных животных. Поэтому представляется необходимым оценивать патогенность конкретного изолята B. burgdorferi. В настоящее время инфекционность и патогенность штаммов B. burgdorferi можно определить только на лабораторных животных (например, мышах), и для этого требуется предварительное выращивание изолятов B. burgdorferi или очищенных клонов на среде BSK.
Частота выделения B. burgdorferi из переносчиков-клещей и биоптатов кожи пациентов с ранней формой болезни Лайма может зависеть от состава используемой среды BSK. В двухлетнем проспективном исследовании Пикен с соавт. показали, что культивирование 758 образцов из мест мигрирующей эритемы у пациентов с болезнью Лайма дало уровень положительных результатов 36% для модифицированной среды Келли-Петтенкофер и 24% для среды BSK-II (P < 0,05). Кроме того, было показано, что различия между партиями таких компонентов, как БСА или других компонентов в составе BSK, оказывают значительное влияние на рост B. burgdorferi и на индукцию дифференциальной экспрессии генов. Более того, сообщалось, что вирулентность изолята N40 B. burgdorferi возрастала после смены питательной среды; это повышение вирулентности характеризовалось 50-кратным снижением количества изолятов B. burgdorferi, необходимых для 50% заражения, и увеличением тяжести заболевания. Однако влияние вариаций сред BSK на патогенность вирулентных изолятов B. burgdorferi не было оценено систематически. В данном исследовании были проведены ретроспективный анализ и проспективные эксперименты для оценки влияния вариаций сред BSK на инфекционность и патогенность клинических изолятов B. burgdorferi. Изолят или вариант B. burgdorferi считается инфекционным, если его можно выделить путем культивирования из тканей инокулированных мышей. Такой изолят или вариант дополнительно определяется как патогенный, если клинически выраженное или гистологически подтвержденное поражение суставов или сердца может быть зарегистрировано на восприимчивой к болезни Лайма животной модели.
В ходе исследования было показано, что выращивание клинических изолятов B. burgdorferi на разных средах BSK вызывает дифференциальную экспрессию генов и/или белков, связанных с вирулентностью, что приводит к наблюдаемой вариабельности инфекционности и патогенности, хотя корреляции между характером экспрессии генов изолята и его инфекционностью на основе анализа уровней мРНК для этого ограниченного числа генов обнаружено не было.
В качестве альтернативного объяснения, исходный не клонированный клинический изолят B515 мог содержать смешанные популяции с различной патогенностью, из которых один или несколько клонов с более низкой патогенностью разрастаются и становятся преобладающими в культуре в результате вариаций состава среды BSK. Наконец, в среде BSK-H содержится 50 г БСА на литр, а в BSK-S — 26 г на литр. Сообщалось о влиянии вариаций между партиями БСА на культивирование B. burgdorferi. Возможно, что вариации компонентов разных сред BSK или качества определенных химических веществ в разных партиях среды BSK-H приводят к тому, что среда по-разному связывается с поверхностью спирохет, таким образом модулируя поверхностную структуру и, следовательно, ответ хозяина. Например, вариант B. burgdorferi, который легче распознается иммунной системой хозяина, будет элиминирован хозяином, тогда как другие варианты с другой поверхностью могут уклоняться от иммунного ответа хозяина и вызывать инфекцию у мышей.
В заключение, наши данные позволяют предположить, что вариации в составе сред BSK оказывают значительное влияние на инфекционность и патогенность клинических изолятов B. burgdorferi. Ослабление патогенности вариантов B. burgdorferi, культивируемых на среде BSK-H, не связано с потерей плазмид. Проводятся дальнейшие исследования для сравнения различий в уровнях экспрессии генов и белковых профилях вариантов клинических изолятов B. burgdorferi, выращенных на различных средах BSK.
В настройках компонента не выбран ни один тип комментариев
