[22-24 сентября 2015 г.] VIII Российская научная конференция с международным участием «Персистенция и симбиоз микроорганизмов»

22-24 сентября 2015 г. в г. Оренбурге на базе Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН состоялась VIII Российская научная конференция с международным участием «Персистенция и симбиоз микроорганизмов» при финансовой поддержке РФФИ и ФАНО России. Эта конференция проводится регулярно с 1994 г. – раз в три года. В 2015 году круг традиционно рассматриваемых на конференции вопросов был расширен: обсуждались вопросы не только персистенции, но и симбиоза микроорганизмов, что нашло отражение в названии «Персистенция и симбиоз микроорганизмов». В работе конференции приняли участие ученые-микробиологи, специалисты клинической медицины из Москвы, Санкт-Петербурга, Казани, Оренбурга, Тюмени, Екатеринбурга, Кемерово, Уфы, Перми, Курска, Саратова, Челябинска, а также из Италии, Франции и Казахстана. В рамках конференции прошла работа 3-х секций, посвященных генетическим, фенотипическим, клиническим, иммунологическим и экологическим аспектам персистенции и симбиозов микроорганизмов, а также заседание круглого стола, где было озвучено новое научное направление — инфекционная симбиология, изучающее взаимодействия микросимбионтов с хозяином при инфекции в условиях их биокоммуникативных взаимоотношений.

Приветственное слово директора ИКВС УрО РАН (фото В.В. Шевченко)

Академик О.В. Бухарин продемонстрировал, что понимание инфекционного процесса как модели ассоциативного симбиоза с его трехвекторной структурой «доминант — хозяин – ассоциант»  позволяет сформировать платформу для использования персистентного потенциала микробиоты в поисках решения как фундаментальных, так и прикладных задач инфектологии. Подчеркнул, что феномен микробного распознавания «свой – чужой» нормофлорой в условиях микросимбиоценоза – инициальный этап «сигналинга» в регуляции гомеостаза хозяина. В настоящее время определены информативные критерии, благодаря использованию которых можно оценивать как межмикробные взаимодействия, так и взаимоотношения прокариот с хозяином. Роль микробного фактора в качестве регулятора гомеостаза организма была продемонстрирована во многих докладах на примере различных биотопов (д.м.н. Черкасов С.В., д.б.н. Сгибнев А.В., к.м.н. Иванова Е.В., Гладышева И.В.,).

Докладывает академик О.В. Бухарин (фото О.С. Журлова)

Научный интерес привлекает изучение взаимодействия внутри микросимбиоценоза, как наименее изученного вектора в структуре ассоциативного симбиоза, в частности изучаются структура, биологические функции и механизм действия ряда медиаторов межмикробных взаимодействий, например, в докладе к.б.н. Васильченко А.С. был охарактеризован бактериоцин Enterococcus faecium с выраженной антилистериозной активностью.

Ряд докладов был посвящен анализу персистентного потенциала возбудителей эндогенных и экзогенных инфекций разной локализации.  В настоящее время продолжаются исследования распространенности и выраженности известных факторов патогенности и персистенции у различных групп условно-патогенных бактерий и грибов (д.м.н. Гриценко В.А., д.б.н. Карташова О.Л., к.б.н. Пашкова Т.М., к.б.н. Пашинина О.А., к.б.н. Сычева М.В.), что расширяет возможности диагностики, профилактики и лечения эндогенных инфекций (Тяпаева Я.В., к.м.н. Малицкая Е.В.). Исследуются новые и малоизученные  факторы персистенции, например, антигемоглобиновая активность и ее роль во внутриэритроцитарной инвазии микроорганизмов и развитии анемии (к.б.н. Щуплова Е.А.). Уточняется генетическая основа ряда факторов персистенции. Так в докладе к.м.н. Медковой А.Ю. было показано, как снижение вирулентности возбудителя коклюша в результате инсерционной инактивации одного или нескольких генов вирулентности обеспечивает длительную персистенцию в организме хозяина и формирование «практически здоровых» носителей инфекции.

Уделено внимание вопросу регуляции персистентного потенциала микроорганизмов, с одной стороны, рассматривалось влияние лечебных препаратов на факторы персистенции, например, антибиотиков на способность нозокомиальных штаммов Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa формировать биопленки (д.м.н. Фадеев С.Б.). С другой стороны, были приведены данные о влиянии техногенного загрязнения окружающей среды, в частности атмосферного воздуха на антибиотикорезистентность и персистентный потенциал стафилококковой микрофлоры резидентных бактерионосителей среди детей, что важно для прогнозирования риска развития эндогенных инфекций (Уткина Т.М. и др., Альмурзаева С.И.).

Предложены новые подходы к лечению инфекций, вызванных персистирующими микроорганизмами или нарушениями в составе микросимбиоценоза. В докладе д.м.н. Шпынова С.Н. были представлены данные по эпидемиологии и проблеме персистенции при эпидемическом сыпном тифе, возбудитель которого Rickettsia prowazekii реактивируется в организме переболевшего и проявляется в виде болезни Брилля-Цинсера. Отмечена необходимость изучения механизмов персистенции R. prowazekii с помощью молекулярно-генетических методов.

В отдельную секцию были выделены доклады, посвященные экологическим проблемам персистенции и симбиозов микроорганизмов. На различных моделях были показаны молекулярные механизмы интеграции микроорганизмов и организма-хозяина при построении симбиотических систем, продемонстрировано их разнообразие и эволюционная роль. Так в своем докладе д.б.н. Гоголев Ю.В. подчеркнул, что разнообразие патогенов в различных биоценозах является результатом длительной коэволюции паразитов и хозяев и экологически оправдано; высказал предположение, что все организмы имеют физиологические программы обеспечения инвазии, персистенции и передачи следующему поколению специфичных патогенов. Элиминация патогенов может приводить к ухудшению иммунных и конкурентных свойств организма-хозяина, в соответствии с чем организмы-хозяева заинтересованы в сохранении и увеличении разнообразия специфичных патогенов и их вирулентности, в связи с чем появление новых высоковирулентных вариантов патогенов является неизбежным. В то же время все биоценозы имеют мощные механизмы противодействия как естественной, так и искусственной интродукции, и вспышки заболеваний являются результатом нарушения экосистем и изменения иммунного статуса организма-хозяина. К сходным выводам пришли и исследователи, изучающие эколого-эволюционное разнообразие симбиозов на модели  «бактерии — инфузории Paramecium», так в докладе к.б.н. Потехина А.А. было продемонстрировано преимущественное действие киллер-эффекта бактерий-симбионтов Caedibacter в отношении филогенетически близких к виду-хозяину видов Paramecium, занимающих обычно ту же экологическую нишу, т.е конкурирующих.  При исследовании спектра видов инфузорий устойчивых к киллер-эффекту показано, что резистентность инфузорий часто сочетается с присутствием в цитоплазме собственной микрофлоры. Так же показано наличие у исследованных клонов инфузорий-киллеров генетической устойчивости к киллер-эффекту, связанному с их симбионтами.

Сохраняется научный интерес к исследованию симбиотических систем и персистенции микроорганизмов в экстремальных условиях повышенной солености (д.б.н. Яценко-Степанова Т.Н., д.м.н. Немцева Н.В., к.м.н. Селиванова Е.А.) и низких температур (к.б.н. Журлов О.С.), в условиях нефтяного загрязнения среды (к.б.н. Гоголева О.А.), в условиях искусственных экосистем, например сточных водах (Lanzoni O.). Исследуется состав микробных ассоциаций, механизмы адаптации и взаимодействия, расширяются представления об экологической валентности видов.

На секционном заседании (фото В.В. Шевченко)

Ряд представленных работ был посвящен современным генетическим, морфологическим, биохимическим методам исследования микросимбионтов, таким как NGS-секвенирование (к.м.н. Плотников А.О., к.м.н. Селиванова Е.А.), трансмиссионная электронная микроскопия (к.б.н. Гоголева О.А.), конфокальная сканирующая лазерная микроскопия (к.б.н. Щуплова Е.А.), масс-спектрометрия (к.б.н Жиленкова О.Г.) и др., что несомненно важно для дальнейшего развития симбиологии.

Наряду с фундаментальными вопросами исследования симбиозов и персистенции микроорганизмов, на конференции активно обсуждались практического использования. В ряде докладов был обоснован высокий биотехнологический потенциал микросимбионтов человека, животных, растений и различных групп эукариотических микроорганизмов. В докладе д.б.н. Е.С. Лобаковой показаны перспективы микроводорослей для восстановления нарушенного техногенной деятельностью человека экологического природного баланса, для биоремедиации — утилизации органических и химических загрязнителей, для секвестра углекислого газа и выделения в атмосферу кислорода, для сохранения  лесов и пахотных земель, сохранение водных ресурсов. Поэтому не теряют своей актуальности работы по поиску и выделению культур микроорганизмов, новых источников биологически активных веществ, среди гидробионтов, прежде всего одноклеточных водорослей, а также альго-бактериальных сообществ (д.м.н. Немцева Н.В.).

Также были представлены данные о стимуляторах микробного антагонизма на основе метаболитов и фрагментов клеточных стенок микроорганизмов и штаммов их продуцентов,  перспективных для получения новых биопрепаратов (к.б.н. Семенов А.В.). В докладе к.м.н. Валышева А.В. были раскрыты возможности широкого практического использования энтерококков, в частности  для получения эмульгаторов, необходимых во многих технологических процессах в пищевой, фармацевтической, металлургической, нефтяной, косметической и текстильной промышленности, где образуется большое количество содержащих воду отходов.

Докладывает проф. Е.С. Лобакова (Москва, МГУ) (фото О.С. Журлова)

В рамках заседания круглого стола «Инфекционная симбиология» выступающие выразили единое мнение, что персистенция и симбиоз микроорганизмов являются общебиологическими широко распространенными явлениями и отметили пользу и важность подобной конференции в обмене опытом и в развитии научного сотрудничества, в том числе и междисциплинарного. Академик О.В. Бухарин обратил внимание на то, что инфекционная симбиология является новым научным направлением, изучающим взаимодействия микросимбионтов с хозяином при инфекции в условиях их биокоммуникативных взаимоотношений. Профессор В.А. Гриценко (Оренбург) в своем выступлении отметил, что значение термина «персистенция» в настоящее время расширилось и трансформировалось из медицинского понятия — сохранения патогенных микроорганизмов в организме-хозяине в общебиологическое — устойчивость микробных систем к стрессовым факторам.  Отметил, что расширение тематики конференции является примером эволюционной смены догм и парадигм в науке и объясняется открытием новых феноменов и изменением взглядов на уже известные факты в связи с изменением методической базы. Подчеркнул расширение применения современных методов исследования, отметил важность использования адекватных моделей  при изучении симбиотических систем и необходимость уточнения некоторых терминов в симбиологии. Профессор Е.С. Лобакова (Москва) подчеркнула, что существующий в рамках ассоциативного симбиоза микробиоценоз представляет собой совместно персистирующих микроорганизмов, подстраивающих по себя свою нишу. Персистируют и выживают микроорганизмы, которые обладают свойством пластичности. Изучение механизмов пластичности откроет возможность для изучения механизмов персистенции.  Профессор И.Н. Чайникова (Оренбург) отмечала высокий методический уровень, актуальность и взаимосвязь представленных докладов. Озвучила вопросы, на которые необходимо получить ответы при дальнейших исследованиях. Например, почему доминантная микрофлора получает преимущества при развитии по сравнению с ассоциантной? Или каковы механизмы иммунологической толерантности к микроорганизмам?  Выступавшие профессор Е.С. Лобакова (Москва), доцент А.О Плотников, к.м.н. С.В. Андрющенко отметили необходимость разработки и внедрения новых методов исследования персистенции микроорганизмов, использования уже проверенных и общепринятых методик, использования современных подходов исследования иммунной и нейрогуморальной систем организма в изучении взаимодействий симбионтов, а также методов оценки метагенома и метаболома. Было рекомендовано в будущем в рамках конференции организовать заседание методического круглого стола для обмена опытом и создания правильной методической базы для исследования симбиотических систем. 

Труды участников конференции опубликованы в тематическом номере «Журнала микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии» (2015, № 4) и Бюллетене Оренбургского научного центра (2015, № 3). Следующий форум по проблемам персистенции и симбиозов микроорганизмов планируется провести в Оренбурге в 2018 году.

Программа конференции доступна по ссылке.