Діагностична перспективність оцінки вірулентного потенціалу штамів Blastocystis sp. за показниками рівнів утворення амебоїдних форм та протеазної активності

Автор(и)

  • Олена Тимченко Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна
  • Cергій Похил Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова НАМН України, Україна
  • Ігор Бодня Харківський національний медичний університет, Україна

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.7071127

Анотація

Вступ. Бластоцисти - одноклітинні анаеробні еукаріотичні найпростіші, які колонізують кишечник багатьох видів тварин і людини та викликають патологічні зміни з низкою неспецифічних симптомів — абдомінальний біль, діарея, метеоризм, анорексія, нудота, блювання, анальний свербіж, неконтрольована вага. втрата. Поєднання двох критеріїв – виявлення ≥ 5 клітин Blastocystis sp. при світловій мікроскопії із збільшенням × 400 та виключенням ролі інших збудників сьогодні використовується для діагностики бластоцистозу. Останнім часом дослідження потенціалу вірулентності дало багато нових результатів. Методи визначення кількості амебоїдних форм і вимірювання протеазної активності лізатів прості й перспективні. Метою цього дослідження було експериментальне обґрунтування визначення рівня вірулентного потенціалу Blastocystis sp. штамів з використанням показників відсотка утворення амебоїдних форм (PAF) у культурі in vitro та рівня протеазної активності (Pa) лізатів. Матеріали та методи. 12 штамів Blastocystis sp. були отримано із зразків фекалій (ЗФ) різного походження, які були 3 від безсимптомних і 9 від симптомних пацієнтів. Паразитарне навантаження нативних  ЗФ визначали за допомогою світлової мікроскопії їх мокрих мазків (збільшення × 400, 1% розчин Люголя) (середня кількість клітин у 10 полях зору). 200 мкл нативних свіжих фекалій зассіювали у 5 мл рідкого середовища RPMI/IMDMEM із сироваткою та антибіотиками. Вирощування культурBlastocystis sp.  проводили в анаеробних умовах при 37 оС протягом 5 діб (для визначення PAF); і 10 послідовних пасажів проводили у цьому середовищі для стабілізації культур (для  визначення Ра). Значення індексу PAF для кожного штаму визначали шляхом розрахунку процентного вмісту амебоїдних форм у 300 підрахованих клітинах паразитів у суспензійних мазках, пофарбованих за Філдом в модифікації. Показник Рa визначали за в сспензіях 4-денних стабілізованих культур бластоцист. Клітини тричі осаджували при 500 g протягом 5 хв і промивали ФСБ. Гістопак (1,077 г/мл) використовували для остаточного очищення (5000 g 10 хв). Необхідну концентрацію 1×106 клітин/мл визначали за допомогою гемоцитометра з додаванням  ФСБ. Ми використали 15 циклів заморожування та розморожування для виведення протеаз із клітин. Для визначення протеазної активності лізатів Blastocystis sp. використовували біохімічний метод розщеплення азоказеїну за допомогою колорометричного аналізу (LisaScan EM, λ=450 нм). Результати та обговорення. Амебоїдні форми бластоцист виявлено у 8 із 12 (66,7%) вирощених культур, що перевищує показник прямої копроскопії (p≤0,05). Найнижчі рівні PAF (1,7-2,3%) були виявлені у штамів, які мали низьку концентрацію паразитів у зразках калу. Штами  двох груп пацієнтів із низьким паразитарним навантаженням у фекаліях мали низький рівень Ра (<20 AU). І навпаки, штами від осіб із симптомами та помірною чи високою кількістю паразитів (відповідно 2,5-3,8 та ≥ 5 на поле) мали рівні Pa > 30 AU, що є ознакою вірулентності. Незважаючи на те, що генерація амебоїдних форм корелює з патогенністю паразитів, слід враховувати, що індекс PAF залежить від типу поживних середовищ. Відзначено сильний позитивний кореляційний зв’язок між значеннями PAF  та значеннями Pa у штамів: у культурах з PAF < 3 % значення Pa < 20 AU, а у паразитів з PAF > 10 % рівень Pa > 30 AU. Висновки. Штами Blastocystis sp. від осіб із симптомами та помірним або важким паразитарним навантаженням на зразки фекалій мали вищі значення PAF та Pa (p ≤ 0,05)в культурі. Оцінку вірулентного потенціалу з визначенням PAF  in vitro ми рекомендуємо проводити за таких умов: підозра на бластоцистоз, амебоїдні форми відсутні, але інші морфоформи присутні в середніх концентраціях у мазках нативних фекалій. Ознаки вірулентності штамів бластоцисти слід розглядати за умови - PAF > 10% і Pa > 30 AU.

Ключові слова: Blastocystis sp., протеазна активність, амебоїдні форми, in vitro.

Посилання

Tan K.S.W. New Insights on Classification, Identification, and Clinical Relevance of Blastocystis spp. Clin. Microbiol. Rev. 2008. 21 (4). 639-665. DOI: 10.1128/CMR.00022-08.

Parija S.C., Jeremiah S.S. Blastocystis: Taxonomy, biology and virulence. Trop. Parasitol. 2013. (1).17-25. DOI: 10.4103/2229-5070.113894.

Bart A., Wentink-Bonnema E.M., Gilis H. et al. Diagnosis and subtype analysis of Blastocystis sp. in 442 patients in a hospital setting in the Netherlands. BMC Infect Dis. 2013. 13. DOI: 10.1186/1471-2334-13-389.

Dagci H., Kurt O., Demirel M. et al. Epidemiological and diagnostic features of Blastocystis infection in symptomatic patients in Izmir province, Turkey. Iran. J. Parasitol. 2014. 9 (4). 519-529. URL : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25759733.

Pokhil S.I., Tymchenko O.M., Chigirinskaya N.A. et al. Regularities of primary growth of Blastocystis sp. in five types of nutrient media. Annals of Mechnikov Institute. 2021. 4. 45-53. DOI: 10.5281/zenodo.5761243

Tito R.Y., Chaffron S., Caenepeel C. et al. Population-level analysis of Blastocystis subtype prevalence and variation in the human gut microbiota. Gut microbiota. 2019. 68. 1180-1189. DOI: 10.1136/gutjnl-2018-316106.

Leder K., Hellard M.E., Sinclair M.I. et al. No correlation between clinical symptoms and Blastocystis hominis in immunocompetent individuals. J. Gastroenterol. Hepat. 2005. 20 (9). 1390-1394. DOI: 10.1111/j.1440-1746.2005.03868.x

Yason J.A., Liang Y.R., Png C.W. et al. Interactions between a pathogenic Blastocystis subtype and gut microbiota: in vitro and in vivo studies. Microbiome. 2019. 7(30). DOI: 10.1186/s40168-019-0644-3.

Wawrzyniak I., Poirier P., Viscogliosi E. et al. Blastocystis, an unrecognized parasite: an overview of pathogenesis and diagnosis. Ther. Adv. Infect. Dis. 2013. 1 (5). 167-178. URL : DOI: 10.1177/2049936113504754.

Karamati S.A., Mirjalali H., Niyyati M. et al. Association of Blastocystis ST6 with higher protease activity among symptomatic subjects. BMC Microbiol. 2021. 21 (1): 285. DOI: 10.1186/s12866-021-02341-9.

Badparva E., Kheirandish F. Blastocystis hominis: A Pathogenic Parasite. Arch. Clin. Infect. Dis. 2020. 15 (4). DOI: 10.5812/archcid.97388.

Ajjampur S.S., Tan K.S.W. Pathogenic mechanisms in Blastocystis spp. - Interpreting results from in vitro and in vivo studies. Parasitol. Int. 2016. 65 (6). 772-779. DOI: 10.1016/j.parint.2016.05.007.

Puthia M.K., Vaithilingam A., Lu J. et al. Degradation of human secretory immunoglobulin a by Blastocystis. Parasitol. 2005. 97 (5). 386-389. DOI: 10.1007/s00436-005-1461-0.

Iguchi A., Yoshikawa H., Yamada M. et al. Expression of interferon gamma and proinflammatory cytokines in the cecal mucosa of rats experimentally infected with Blastocystis sp. strain RN94-9. Parasitol. Res. 2009. 105 (1). 135-140. DOI: 10.1007/s00436-009-1373-.

Vielma J.R. Blastocystosis: Epidemiological, clinical, pathogenic, diagnostic, and therapeutic aspects. Invest. Clin. 2019. 60 (1). 53-78. DOI: 10.22209/IC.v60n1a06.

Sio S.W.S., Puthia M.K., Lee A.S.Y. et al. Protease activity of Blastocystis hominis. Parasitol. Res. 2006. 99 (2). 126-130. DOI: 10.1007/s00436-006-0131-1.

Rajamanikam A., Govind S. Amoebic forms of Blastocystis spp. - evidence for a pathogenic role. Parasit. Vectors. 2013. 6. 295. DOI: 10.1186/1756-3305.

Roberts T., Stark D., Harkness J. et al. Update on the pathogenic potential and treatment options for Blastocystis sp. Gut pathogens. 2014. 6 (17). 9. DOI: 10.1186/1757-4749-6-17.

Tan T.C., Suresh K.G. Predominance of amoeboid forms of Blastocystis hominis in isolates from symptomatic patients. Parasitol. Res. 2005. 98 (3). 189-193. DOI: 10.1007/s00436-005-0033-7.

de Melo G.B., Roldan W., Malta F. et al. Culture isolation and molecular identification of Blastocystis sp. in Brazilian human isolates: preliminary results. Rev. Inst. Med. Trop. S. Paulo. 2020. 62 (51). DOI: 10.1590/s1678-9946202062051.

Ragavan A.D., Govind S.K. Modified Fields' stain: ideal to differentiate Dientamoeba fragilis and Blastocystis sp. Parasitol. Res. 2015. 114 (3). 1163-1166. DOI: 10.1007/s00436-014-4296-8.

Vielma J.R. Blastocystosis: Epidemiological, clinical, pathogenic, diagnostic, and therapeutic aspects. Invest. Clin. 2019. 60 (1). 53-78. DOI: 10.22209/IC.v60n1a06.

Rajamanikam A., Hooi H.S., Kudva M. [et al.] Resistance towards metronidazole in Blastocystis sp.: A pathogenic consequence. PLoS ONE. 2019. 14 (2). DOI: 10.1371/journal.pone.0212542.

Zhang X., Qiao J., Wu X. et al. In vitro culture of Blastocystis hominis in three liquid media and its usefulness in the diagnosis of blastocystosis. Int. J. Infect. Dis. 2012. 16 (1). e23-e28. DOI: 10.1016/j.ijid.2011.09.012.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-09-12

Як цитувати

Тимченко, О., Похил C., & Бодня, І. (2022). Діагностична перспективність оцінки вірулентного потенціалу штамів Blastocystis sp. за показниками рівнів утворення амебоїдних форм та протеазної активності. Анали Мечниковського Інституту, (3), 68–75. https://doi.org/10.5281/zenodo.7071127

Номер

Розділ

Дослідні статті