Полиморфизм гена глицерол-3-фосфат оксидазы как один из генетических факторов патогенности Mycoplasma pneumoniae

Цель: выявить возможные генетические варианты Mycoplasma pneumoniae по фрагменту гена глицерол-3-фосфат оксидазы, соответствующему ФАД связывающему домену фермента, и изучить их патогенные свойства.

Материалы и методы. Материалом для получения изолятов Mycoplasma pneumoniae стали мокрота, соскобы эпителиальных клеток из носоглотки, трахеобронхиальный секрет 85 детей и подростков с диагнозами бронхит и пневмония, у которых была выявлена ДНК Mycoplasma pneumoniae . Выделение Mycoplasma pneumoniae из клинического материала проводили с использованием среды для микоплазм без источника энергии. Выделение ДНК из биологического материала пациентов и культуральной жидкости проводили методом сорбционной экстракции. Осадок клеточных элементов мокроты использовали для выделения ДНК с применением ЦТАБ реактива.

Результаты. В 54 клинических изолятах Mycoplasma pneumoniae выявлены синонимичные и несинонимичные нуклеотидные замены. Установлено, что аминокислотные замены His51Leu и Asp55His являются значимыми для реализации патогенного потенциала изолятов Mycoplasma pneumoniae , связанного с продукцией пероксида водорода.

Заключение. В гене Г3Ф оксидазы клинических изолятов Mycoplasma pneumoniae выявлены замены А152Т (His51Leu) и G163C (Asp55His), наличие которых сопровождалось вариабельностью активности фермента. Изоляты Mycoplasma pneumoniae, несущие замену А152Т (His51Leu), продуцировали пероксид водорода значимо ниже (5 мг/л) уровня продукции референсным штаммом (10 мг/л) и проявляли сниженную цитотоксичность по отношению к клеткам респираторного эпителия, тогда как изоляты Mycoplasma pneumoniae , несущие замену G163C (Asp55His), характеризовались усиленным патогенными свойствами, что проявлялось в повышенной продукции пероксида водорода (25 мг/л) и более выраженной цитотоксичности по отношению к клеткам респираторного эпителия.

1. Balish MF, Distelhorst SL. Potential molecular targets for narrow-spectrum agents to combat Mycoplasma pneumoniae infection and disease. Front Microbiol. 2016;7:Article 205.

2. Saraya T, Kurai D, Nakagaki K, Sasaki Y, Niwa S, Tsukagoshi H, Nunokawa H. [et al.] Novel aspects on the pathogenesis of Mycoplasma pneumoniae and therapeutic implications. Front Microbiol. 2014;5:Article 410.

3. Hames C, Halbedel S, Hoppert M, Frey J. and Stülke J. Glycerol metabolism is important for cytotoxicity of Mycoplasma pneumoniae. J Bacteriol. 2009;191(3):747-53.

4. Глинкина ТВ, Костюк СА. Биологические механизмы, обуславливающие участие Сhlamydophila pneumoniae и Mycoplasma pneumoniae в патогенезе заболеваний респираторного тракта. Новости Медико-Биологических Наук. 2017;16(2):88-96.

5. Elkhal CK, Kean KM, Parsonage D, Maenpuen S, Chaiyen P, Claiborne A. and Karpus PA. Structure and proposed mechanism of L-α-glycerophosphate oxidase from Mycoplasma pneumoniae. FEBS Journal. 2015;282:3030-42.

6. Wang M, Wang Y, Yan Y, Zhu C, Huang L, Shao X, Xu J. [et al.] Clinical and laboratory profiles of refractory Mycoplasma pneumoniae in children. Int J Infect Dis. 2014;29:18-23.

7. Глинкина ТВ. Принципы этиологической микро-биологической диагностики инфекций респираторного тракта, обусловленных Сhlamydophila pneumoniae и Mycoplasma pneumoniae, у детей и подростков. Медицинский Журнал. 2018;1:8-15.

8. Großhennig S, Schmidl SR, Schmeisky G, Busse J. and Stülke J. Implication of glycerol and phospholipid transporters in Mycoplasma pneumoniae growth and virulence. Infect Immun. 2013;81:896-904.

9. Костюк СА, Руденкова ТВ, Полуян ОС, Глинкина ТВ. Методология выявления ДНК возбудителей хламидийно-микоплазменной инфекции в мокроте. Лабораторная Диагностика. Восточная Европа. 2018;7(4):497-508.

10. Li S, Li X, Wang Y, Yang J, Chen Z. and Shan S. Global secretome characterization of A549 human alveolar epithelial carcinoma cells during Mycoplasma pneumoniae infection. BMC Microbiol. 2014;14:Article 27.