Реактивность нейтрофилоподобных клеток HL-60 при взаимодействии с персистирующими формами Escherichia coli

Цель исследования — сравнить реактивность нейтрофилоподобных клеток HL-60 при взаимодействии с персистерами и нативными клетками Escherichia coli, используя в качестве критерия интенсивность респираторного взрыва.

Материалы и методы. Персистирующие формы (персистеры) E. сoli получали путем последовательной инкубации бактерий в растворах карбонил цианид 3-хлорфенилгидразона (CCCP) и ципрофлоксацина. В качестве нейтрофилоподобных клеток использовали дифференцированные клетки линии HL-60 (ATCC CCL-240). Оценку респираторного взрыва нейтрофилоподобных клеток в реакции с нативными клетками и персистерами E. сoli проводили на микропланшетном ридере Infinite M200 путем измерения интенсивности флюоресценции окисленных форм красителя Amplex Red.

Результаты. Количество жизнеспособных E. сoli до и после инкубации с СССР и ципрофлоксацином было примерно одинаковым. Это свидетельствует о том, что данную технологию можно с успехом использовать для получения клеток E. сoli в форме персистеров. Нативные клетки E. сoli вызывали статистически значимое увеличение показателей респираторного взрыва нейтрофилоподобных клеток, составляя 14±4% от значений положительного контроля (в негативном контроле значения составляли 6±3%). Показатели респираторного взрыва нейтрофилоподобных клеток в системе с персистерами E. сoli были существенно выше, чем это наблюдалось с нативными E. сoli, и составляли 42±7% от положительного контроля.

Заключение. Персистеры E. сoli могут стимулировать респираторный метаболизм фагоцитирующих нейтрофилоподобных клеток линии HL-60. Способность этих персистеров вызывать респираторный взрыв нейтрофилов выражена существенно сильнее, чем у нативных бактерий E. сoli.

1. Практическое руководство по антиинфекционной хи­мио­терапии. Под ред. Страчунского Л.С., Бело­усо­ва Ю.Б., Козлова С.Н. Смоленск: НИИАХ СГМА; 2002; 586 с.
2. Чеботарь И.В., Маянский А.Н., Кончакова Е.Д., Ла­зарева А.В., Чистякова В.П. Антибиотикорезистентность био­пленочных бактерий. Клиническая микробиология и анти­микробная химиотерапия 2012; 14(1): 51–58.
3. Lewis K. Persister cells. Annu Rev Microbiol 2010; 64(1): 357–372, https://doi.org/10.1146/annurev.micro.112408.134306.
4. Евдокимова Н.В., Черненькая Т.В. Персистирующие клетки микроорганизмов — новый взгляд на старую проб­лему. Клиническая микробиология и антимикробная химио­терапия 2013; 15(3): 192–197.
5. Wood T.K., Knabel S.J., Kwan B.W. Bacterial persister cell formation and dormancy. Appl Environ Microbiol 2013; 79(23): 7116–7121, https://doi.org/10.1128/aem.02636-13.
6. Jõers A., Kaldalu N., Tenson T. The frequency of persisters in Escherichia coli reflects the kinetics of awakening from dormancy. J Bacteriol 2010; 192(13): 3379–3384, https://doi.org/10.1128/jb.00056-10.
7. Kaldalu N., Jõers A., Ingelman H., Tenson T. A general method for measuring persister levels in Escherichia coli cultures. Methods Mol Biol 2016; 1333: 29–42, https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2854-5_3.
8. Fisher R.A., Gollan B., Helaine S. Persistent bacterial infections and persister cells. Nat Rev Microbiol 2017; 15(8): 453–464, https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.42.
9. Helaine S., Kugelberg E. Bacterial persisters: formation, eradication, and experimental systems. Trends Microbiol 2014; 22(7): 417–424, https://doi.org/10.1016/j.tim.2014.03.008.
10. Prax M., Bertram R. Metabolic aspects of bacterial persisters. Front Cell Infect Microbiol 2014; 4: 148, https://doi.org/10.3389/fcimb.2014.00148.
11. Amato S.M., Fazen C.H., Henry T.C., Mok W.W., Orman M.A., Sandvik E.L., Volzing K.G., Brynildsen M.P. The role of metabolism in bacterial persistence. Front Microbiol 2014; 5: 70, https://doi.org/10.3389/fmicb.2014.00070.
12. Molina-Quiroz R.C., Lazinski D.W., Camilli A., Levy S.B. Transposon-sequencing analysis unveils novel genes involved in the generation of persister cells in uropathogenic Escherichia coli. Antimicrob Agents Chemother 2016; 60(11): 6907–6910, https://doi.org/10.1128/aac.01617-16.
13. Orman M.A., Brynildsen M.P. Establishment of a method to rapidly assay bacterial persister metabolism. Antimicrob Agents Chemother 2013; 57(9): 4398–4409, https://doi.org/10.1128/aac.00372-13.
14. Fisher R.A., Cheverton A.M., Helaine S. Analysis of macrophage-induced salmonella persisters. Methods Mol Biol 2016; 1333: 177–178, https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2854-5_15.
15. Grassi L., Di Luca M., Maisetta G., Rinaldi A.C., Esin S., Trampuz A., Batoni G. Generation of persister cells of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus by chemical treatment and evaluation of their susceptibility to membrane-targeting agents. Front Microbiol 2017; 8: 1917, https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.01917.
16. Маянский А.Н., Маянский Д.Н. Очерки о нейтро­филе и макрофаге. Новосибирск: Наука; 1989; 344 с.
17. Santos A.S., Finlay B.B. Bringing down the host: enteropathogenic and enterohaemorrhagic Escherichia coli effector-mediated subversion of host innate immune pathways. Cell Microbiol 2015; 17(3): 318–332, https://doi.org/10.1111/cmi.12412.

Mayansky N.A., Bocharova Yu.A., Brzhozovskaya E.A., Lazareva A.V., Chebotar I.V. Reactivity of Neutrophil-Like HL-60 Cells towards Persistent Forms of Escherichia coli. Sovremennye tehnologii v medicine 2019; 11(4): 82, https://doi.org/10.17691/stm2019.11.4.09