BACKGROUND: In the summer-autumn period, the peak of phytoplankton reproduction and flowering occurs and results in the deterioration of the quality of river water is noted. At the same time, cases of gastrointestinal diseases in humans are recorded, and epidemic complications of cholera may occur in endemic areas. V. cholerae form biofilm on the surface of chitinous hydrobionts and plastic components can lead to the spread of V. cholerae, possibly explaining the autochthonous mechanism of their existence in water bodies.
AIM: This study determines the duration of Vibrio cholerae preservation on biotic (chitin) and abiotic (plastic) substrates in the presence of green unicellular algae with a change in cultivation temperature under experimental conditions.
MATERIALS AND METHODS: This study used bacteriological and molecular genetic methods to achieve its goal.
RESULTS: The preservation of toxigenic and non-toxigenic strains of V. cholerae O1 El Tor and V. cholerae O139 (ctxАВ+tcpА+csh1– and ctxА–tcpА–csh1+) for six months, including three months at a low temperature simulating the autumn-winter period, as part of biofilms in microcosms, where one component is green microalgae. We noted an excess of the concentration of V. cholerae O1 and O139 serogroups by two orders of magnitude in samples where one of the components is chitin and the reproduction of green microalgae in the presence of a chitin substrate. This is probably one stage in the food chain in the ecology of water bodies and, accordingly, can be a reservoir for biofilm forms of cholera vibrios. Preservation of V. cholerae O1 El Tor non-toxigenic strain in a viable state in biofilm samples on plastic at decreased temperatures 8±2°C for three months is possibly due to the presence of a cold shock gene in its genome.
CONCLUSION: Without a substrate for adhesion, colonization, and biofilm formation, vibrios are incapable of long-term persistence at low temperatures.
Обоснование. В летне-осенний период наступает пик размножения и цветения фитопланктона, вследствие чего в это время отмечают ухудшение показателей качества речной воды. Одновременно регистрируют случаи желудочно-кишечных заболеваний у людей, а на эндемичных территориях возможно возникновение эпидемических осложнений по холере. Образование холерными вибрионами биоплёночных форм на поверхности хитинопокровных гидробионтов и пластиковых компонентов может приводить к распространению холерных вибрионов и, возможно, объясняет аутохтонный механизм их существования в водоёмах.
Цель — определить продолжительность сохранения холерных вибрионов на биотических (хитин) и абиотических (пластик) субстратах в присутствии зелёных одноклеточных водорослей при изменении температуры культивирования в условиях эксперимента.
Материалы и методы. Для решения поставленной цели использовали бактериологические и молекулярно-генетические методы.
Результаты. Показано сохранение токсигенных и нетоксигенных штаммов Vibrio cholerae О1 El Tor и V. cholerae О139 (ctxАВ+tcpА+csh1– и ctxА–tcpА–csh1+) в течение шести месяцев, в том числе три месяца при пониженной температуре, имитирующей осеннее-зимний период, в составе биоплёнок в микрокосмах, где одним из компонентов являются зелёные микроводоросли. Нами отмечено превышение концентрации на два порядка V. cholerae О1 и О139 серогрупп в пробах, где одним из компонентов является хитин, и размножение зелёных микроводорослей в присутствии хитинового субстрата, что, вероятно, является одним из этапов пищевой цепи в экологии водоёмов и, соответственно, может быть резервуаром для биоплёночных форм холерных вибрионов. Сохранение нетоксигенного штамма V. cholerae О1 El Tor в жизнеспособном состоянии в биоплёночных пробах на пластике при уменьшении температуры до 8±2℃ в течение трёх месяцев, возможно, связано с наличием в его геноме гена холодового шока.
Заключение. Без субстрата для адгезии, колонизации и формирования биоплёнок вибрионы не способны к длительной персистенции при пониженной температуре.