Abstract

Small Gram-negative bacteria Francisella tularensis is the tularemia causative agent. This species subdivides on four subspecies — ssp. tularensis, holarctica, mediasiatica and novicida, which have some differences in their distribution areas, pathogenicity and epidemical potencial. Until recently only subspecies holarctica was found on the territory of the Russian Federation, but in 2013 a natural focus of tularemia in which circulates F. tularensis subsp. mediasiatica was found on the Altai. Till now this subspecies was found only in Central Asia. The data of laboratory studies indicate the ability of strains of this subspecies to cause infection in rabbits and mice which is comparable in severity to infection caused by subsp. holarctica strains. However, the virulence of F. tularensis subsp. mediasiatica for humans and its epidemical potential are still unclear, since no cases of human infection caused by the strains of this subspecies have been recorded, probably due to the geographical aspects — mountainous Altai and Central Asia are extremely sparsely populated regions. The main phenotypic feature of this subspecies is the lack of activity of β-lactamase, which is responsible for the natural resistance to β-lactam antibiotics (penicillins, cephalosporins and carbapenems). Despite the absence of detectable enzymatic activity, subsp. mediasiatica strains are resistant to these antibiotics. In this article we report that subsp. mediasiatica strains have β-lactamase activity despite to current opinion, but the of β-lactams hydrolysis rate is much more lower in comparison with reaction rate of subs. holarctica strains. In addition, in case of a decrease of the microbial cells number in the nutrient medium, antibiotic susceptibility appears. We identified a single specific for subsp. mediasiatica nucleotide substitution G/A at the 290 position of the blaB gene, which encodes the active serine β-lactamase. This substitution leads to the amino acid substitution Gly/Arg at the 97 position of the protein BlaB. We assume, that enzymatic activity decreasing is the most likely caused by this substitution), for example it may cause some conformational changes leading either to enzyme — substrate affinity decreasing or to in the lifetime of the enzyme-substrate complex increasing. On the basis of the found nucleotide substitution, we developed an allele-specific PCR test that makes it possible to determine whether the studied strain F. tularensis belongs to the subspecies mediasiatica.

Highlights

  • Возбудитель туляремии, Francisella tularensis, имеет внутривидовое разделение на 4 подвида, различающихся ареалами распространения, степенью патогенности и эпидемической значимостью [11], поэтому подвидовая идентификация культур F. tularensis является важным этапом диагностики туляремийной инфекции, обеспечивая предварительную оценку вирулентности и эпидемиологической опасности

  • Note. *There indicated results of MBC measurement in two independent experiments, in each of which each sample was placed in three replicates

  • Notes. *Minimal bactericidal concentration (MBC) was determined for bacterial suspension 105 CFU/ml. **There indicated results of MBC measurement in two independent experiments, in each of which each sample was placed in three replicates

Read more

Summary

Оригинальные статьи

ОСОБЕННОСТИ β-ЛАКТАМАЗНОЙ АКТИВНОСТИ СРЕДНЕАЗИАТСКОГО ПОДВИДА ТУЛЯРЕМИЙНОГО МИКРОБА. Однако вирулентность и эпидемическая опасность среднеазиатского подвида F. tularensis для человека до сих пор остается неопределенной, так как случаев туляремии у человека, вызванных штаммами этого подвида, не было зарегистрировано, что может быть связано с особенностями его географического распространения — и Средняя Азия, и Горный Алтай являются крайне редконаселенными регионами. Основным фенотипическим признаком этого подвида является отсутствие активности фермента β-лактамазы, отвечающего за природную устойчивость к β-лактамным антибиотикам (пенициллинам, цефалоспоринам и карбапенемам). Несмотря на отсутствие детектируемой ферментативной активности, штаммы среднеазиатского подвида сохраняют устойчивость к этим антибиотикам. Mediasiatica, вопреки общепринятым представлениям, обладают β-лактамазной активностью, но при этом скорость гидролиза β-лактамов значительно снижена по сравнению со штаммами подвида holarctica. Библиографическое описание: Бахтеева И.В., Кравченко Т.Б., Рябко А.К., Титарева Г.М., Лев И.О., Мокриевич А.Н., Тимофеев В.С. Особенности β-лактамазной активности среднеазиатского подвида туляремийного микроба // Инфекция и иммунитет.

Инфекция и иммунитет
Материалы и методы
Cefoxytin tularensis
Антибиотик Antibiotic
Reciprocal titres
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.