Штамм streptococcus pneumoniae серотип 19a

Изобретение относится к области микробиологии и биотехнологии. Представлен выделенный штамм Streptococcus pneumoniae 349 2-G-9 серотип 19A. Штамм депонирован в Государственную коллекцию патогенных организмов и клеточных культур «ГПКМ-Оболенск» под № В-9849. Используется для получения полисахаридного антигена, который играет основную роль в вирулентности штамма. Штамм является высокоактивным продуцентом капсульного полисахарида пневмококка, используемым в качестве промышленного при изготовлении вакцин. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 4 пр.

 

Область техники

Изобретение относится к области микробиологии и биотехнологии. Выделенный штамм Streptococcus pneumoniae 349 2-G-9 серотип 19A используется для получения полисахаридного антигена, который играет основную роль в вирулентности штамма. На основании этого полисахаридного антигена возможно производство вакцинных и иммунобиологических препаратов.

Описание уровня техники

Streptococcus pneumoniae (стрептококки пневмонийные) представляет собой бактериальную культуру, являющуюся возбудителем группы инфекционных заболеваний человека. Тяжелыми формами развития пневмококковой инфекции являются пневмония, менингит и сепсис. Частота развития тяжелых форм достаточно высока. Среди населения наиболее часто пневмококковой инфекцией болеют дети от шести месяцев до шести лет, смертность составляет около 5%. Streptococcus pneumoniae является вторым (после Haemophilus influenzae) по распространенности и важности пневмотропным микроорганизмом в микробном спектре при хронических бронхолегочных заболеваниях у детей в периоде обострения.

Для снижения заболеваемости рекомендованы вакцины на основе пневмококкового антигена. Как правило, в таких вакцинах в качестве антигена используется капсульный полисахарид штаммов пневмококка. В зависимости от химического строения капсульного полисахарида пневмококки подразделяют на серологические типы, кроме того, химический состав капсулы определяет вирулентность и патогенность микроорганизма. Вирулентность колеблется в пределах серологических типов из-за генетического разнообразия. В настоящее время известно более 90 серотипов, из них идентифицированы следующие серогруппы/серотипы пневмококка, которые могут входит в состав вакцины: 1, 2, 3, 4, 5, 6А, 6B, 7F, 8, 9N, 9V, 10A, 11A, 12F, 14, 15, 17, 18C, 19F, 19A, 20, 22F, 23F, 33F. В состав вакцины, как правило, входят капсулярные полисахариды, полученные от разных серотипов диких или рекомбинантных штаммов пневмококка. Дикие типы выделяют из природных источников или доступных источников (например, смывы со слизистых ротоглотки/носоглотки пациентов). Для повышения выходов полисахарида, снижения примесей или повышения вирулентности штаммы Streptococcus pneumoniae модифицируют рекомбинантными методами.

Так, известно несколько штаммов Streptococcus pneumoniae. Например, в патенте RU 2601158 (ФГБНУ НИИВС им. И.И. Мечникова, дата подачи 12.05.2012) раскрыты штаммы Streptococcus pneumoniae серотипов 6В, 10 А и 19F. Штаммы депонированы в Государственную коллекцию патогенных микроорганизмов III-IV групп патогенности ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Минздрава России под регистрационным номером 296, 297 и 298, соответственно. Штаммы предназначены для получения из них протективной белоксодержащей фракции, обладающей внутривидовой иммуногенной активностью. При этом не изучалась продуктивность штаммов в отношении полисахаридов, и штаммы позволяют получать белковые фракции пневмококка. Однако, для конструирования полисахаридной конъюгированной вакцины необходимы штаммы, синтезирующие достаточное количество полисахаридов. Штамм S. pneumoniae серотипа 6В выделен от больного в г. Москве в 2005 г. в ФГБНУ НИИВС им. И.И. Мечникова, депонирован в Государственной коллекции патогенных микроорганизмов III-IV групп патогенности ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Минздрава России под регистрационным номером 296.

Таким образом, необходимо получение штаммов Streptococcus pneumoniae различных серотипов с повышенной продуктивностью капсулярного сахарида для производства антигена для вакцины, при этом желательно, чтобы данный штамм культивировался на твердых и жидких питательных средах, с высоким выходом капсульного полисахарида. Также при работе со штаммом необходимо, чтобы получаемый штамм при получении посевной культуры можно было хранить в лиофилизированном виде без потери его технологических свойств.

Описание изобретения

Согласно изобретению, предложен бактериальный штамм Streptococcus pneumoniae серотип 19А. Штамм депонирован в Государственную коллекцию патогенных организмов и клеточных культур «ГПКМ-Оболенск» под № В- 9849 и предназначен для получения полисахарида, используемого в качестве антигена.

Данный штамм может быть использован или храниться в форме биологически чистой культуры, в форме жизнеспособных клеток или в форме лиофилизата.

Данный штамм был выделен из смыва или мазка с носоглотки или горла.

Справка о депонировании прилагается.

Описание чертежей

Фиг. 1. Идентификационная таблица тест-системы STREPTOtest 24.

Подробное описание изобретения

Согласно изобретению, предложен бактериальный штамм Streptococcus pneumoniae серотип 19А. Данный штамм может быть использован или храниться в форме биологически чистой культуры, в форме жизнеспособных клеток или в форме лиофилизата. Кроме того, данный штамм был выделен из смыва или мазка с носоглотки или горла, в частности, от больного ребенка ФГБУ «Детский научно-клинический центр инфекционных болезней», ФМБА России, г. Санкт-Петербург.

Штамм депонирован в Государственную коллекцию патогенных организмов и клеточных культур «ГПКМ-Оболенск» под № В- 9849 и предназначен для получения полисахарида, используемого в качестве антигена, дата депонирования 28.03.2022 г. Данный штамм является высокоактивным продуцентом капсульного полисахарида пневмококка, используемый в качестве промышленного при изготовлении вакцин.

Примеры

Пример 1

Получение и выделение Streptococcus pneumoniae серотип 19А

Штамм был выделен из смыва с носоглотки инфицированного пациента, в стационаре ФГБУ «Детский научно-клинический центр инфекционных болезней», ФМБА России, г. Санкт-Петербург.

Все микробиологические работы проводили в соответствии с требованиями санитарных правил СП 3.3686-21 «Санитарно-эпидемиологические требования по профилактике инфекционных болезней».

Культуры Streptococcus pneumoniae выращивали в CO2-инкубаторе (5% CO2) при 37°C в течение двух суток на плотных питательных средах: Blood Agar Base с добавлением 5% бараньей крови и №1 ГРМ с добавлением 5% сыворотки крови крупного рогатого скота. Рост наблюдался слабый. Колонии культур 349 2-G-9 - мелкие (1-2 мм в диаметре), округлые, блестящие, полупрозрачные с ровным краем, мягкой консистенции. Среди мелких (1-2 мм в диаметре), округлых, блестящих, полупрозрачных с ровным краем, мягкой консистенции колоний культуры 78 1-F-8 серотип 19A встречались еще очень мелкие (крошечные) колонии (от 0,2 до 1 мм в диаметре) округлые, блестящие и полупрозрачные.

Пример 2

Идентификация выделенного штамма

Выросшие на плотной питательной среде колонии были исследованы с помощью масс-спектрометра MALDI-TOF Biotyper (Bruker Daltonik GmbH, Германия). Для этого проводили экстракцию белков последовательной обработкой микробной взвеси этиловым спиртом, муравьиной кислотой с последующим добавлением ацетонитрила. В качестве вещества, обеспечивающего процессы десорбции и ионизации посредством поглощения лазерного излучения, использовали MALDI-матрицу (насыщенный водный раствор α-циано-4-гидроксикоричной кислоты, содержащий 50% ацетонитрила и 2,5% трифторуксусной кислоты). Анализ проводили в автоматическом режиме. Результат идентификации представлен в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификация с использованием системы MALDI Biotyper
Название штамма Идентификация Показатель подобия степень достоверности
349 2-G-9 серотип 19A Streptococcus pneumoniae 1,953 +

Streptococcus pneumoniae 349 2-G-9 - предположительная идентификация до рода Streptococcus.

Далее, изучение культур проводили с помощью тест-системы STREPTOtest 24 (Erba LaChema s.r.o., Karasek, Brno, CZ) в соответствии с инструкциями производителя. Культуру Streptococcus pneumoniae 349 2-G-9 проверили на ряд параметров ниже для установления биохимических свойств и дополнительной идентификации культуры. Полученные результаты биохимических тестов представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты идентификации культуры Streptococcus pneumoniae 349 2-G-9
Условное обозначение ТЕСТ Реакция
NAG Ацетилглюкозаминидаза +
LAP Лейцинаминопептидаза +
bMN β-маннозидаза -
GLR β-глюкуронидаза -
bGL β-глюкуронидаза -
bGA β-галактозидаза +
aGA α-галактозидаза -
PHS Фосфатаза -
ESL Эскулин -
INU Инулин +
MAN Маннитол -
SOR Сорбитол -
MLB Мелибиоза -
RIB Рибоза -
LAC Лактоза +
PUL Пуллулан +
ARG Аргининдигидролаза -
NCL Рост с 6,5 % NaCl -
aMG α-метилглюкозидаза -
TGT Тагатоза -
MLT Мальтоза +
RAF Раффиноза +
TRE Трегалоза +
SOE Сорбоза -

Биохимические свойства культур Streptococcus pneumoniae 349 2-G-9 соответствуют идентификационной таблице Streptococcus pneumoniae для тест-системы STREPTOtest 24 (Фиг. 1).

Выделение тотальной ДНК из бактериальной культуры

Для выделения ДНК 2-3 петли бактериальной культуры переносили в микроцентрифужную пробирку «Eppendorf» с 400 мкл буферного раствора 1×ТЕ (10 mM Tris, pH 8,0 и 1 mM EDTA). Затем в пробирку добавляли 50 мкл лизоцима (10мг/мл) и инкубировали в течение двух часов при 37°C. К полученной суспензии добавляли 75 мкл раствора SDS/протеиназа К (70 мкл 10% SDS и 5 мкл протеиназы К), 100 мкл 5M NaCl и 100 мкл раствора CTAB/NaCl (4,1 г NaCl, 10 г CTAB, 80 мл дистиллированной воды). Полученную смесь трясли до молочно-белой консистенции и инкубировали в течение 10 минут при 65°C. После инкубации в пробирку добавляли 750 мкл хлороформ/изоамиловый спирта (24:1), трясли 10 секунд и центрифугировали при 14000 об/мин в течение 5 минут. Затем надосадочную жидкость, содержащую ДНК, отбирали в новую пробирку, добавляли 450 мкл изопропилового спирта и инкубировали в течение 10 минут на льду. Далее пробирку центрифугировали 15 минут при комнатной температуре при 14000 об/мин и супернатант удаляли при помощи автоматической пипетки. Далее к осадку добавляли 1 мл 70% перегнанного этанола и центрифугировали в течение 15 минут при +4°C при 12000 об/мин. Супернатант удаляли, осадок высушивали при комнатной температуре и растворяли в 20 мкл дистиллированной воды.

Полногеномное секвенирование

Полногеномное секвенирование Streptococcus pneumoniae осуществлено на платформе MGI (MGI Tech Co., Ltd), Lt, с использованием наборов MGIEasy FS DNA Library Prep Kit и MGI-Seq 2000RS High-throughput sequencing kit PE150, согласно рекомендациям производителя. В результате сформировано три архива сырых ридов.

Также был проведен биоинформационный анализ (метагеномный анализ).

Для обработки данных полногеномного секвенирования образцов использовали программное обеспечение для анализа метагеномных образцов: Kraken Metagenomics version 2. Полученные результаты подтвердили видовую идентификацию Streptococcus pneumoniae: Streptococcus pneumoniae 349 2-G-9. Общая длина полученных контигов (пар нуклеотидов - п.н.) и GC состав образцов соответствуют значениям размеров геномов и GC составу референсных штаммов Streptococcus pneumoniae, находящихся в базе данных NCBI Genome.

Полные данные представлены ниже:

Название штамма 349 2-G-9
Кол-во ридов 8504534
Кол-во нуклеотидов 1269043870
Кол-во контигов 119
Общая длина 2028123
Размер наибольшего контига 310968
GC % 39.75
Покрытие 625,7
Идентификация с помощью Kraken2 91% Streptococcus pneumoniae

Таким образом, данный штамм можно достоверного отнести к Streptococcus pneumoniae, серотип 19А.

Пример 3

Лиофильное высушивание

Лиофилизацию культуры Streptococcus pneumoniae 349 2-G-9 серотип 19A осуществляли с помощью лиофильной сушки EPSILON 1-4 LSC, Германия. В качестве защитной среды использовали сахарозо-желатиновую среду (10% сахароза, 1,5% желатин). С целью проведения контроля жизнеспособности после лиофилизации один флакон с высушенной культурой вскрывали, добавляли 0,5 мл физиологического раствора, готовили серию десятикратных разведений и высевали на чашки Петри со средой Blood Agar Base с добавлением 5% бараньей крови. После инкубации 48 часов, подсчитывали выросшие колонии. Концентрация бактериальных клеток во флаконе составляет не менее 106 кл/мл.

Пример 4

Получение капсульного полисахарида

Штамм клеток Streptococcus pneumoniae 349 2-G-9 серотип 19A культивировали в жидкой среде, содержащей соевый пептон, дрожжевой экстракт, глюкозу моногидрат, аминокислоты, хлорид холина, соли металлов. Полученный Рабочий посевной материал путем двух пассажей в колбах в СО2-инкубаторе при температуре 37°С, 5 % СО2, засевали в лабораторный ферментер (BIOSTAT® A MO UniVessel® Glass 2L, Sartorius), содержащий жидкую питательную среду. Культивирование проводили при температуре (37 ± 2)°C; рН - (7,2 ± 0,2); скорость перемешивания - (70-100) ± 10 об/мин; автоматический режим поддержания параметров до достижения стационарной фазы роста культуры (от 4 до 14 ч). Далее полученную культуру инактивировали добавлением формалина до концентрации 0,20-0,25 % в промежуточном продукте при температуре (25 ± 1)°С в течение (4 ± 0,5) ч. Далее инактивированную культуру подвергали лизису добавлением раствора дезоксихолата натрия до концентрации 0,13 % в промежуточном продукте при температуре (37 ± 2)° в течение 2 ч.

Далее в полученной лизированной культуре определяли выход полисахарида измерением содержания метилпентоз.

Для этого предварительно отделяли клетки культуры центрифугированием при 8900 ± 500 g, в течение 60 мин. Супернатант сливали и готовили разбавление испытуемого образца в воде очищенной таким образом, чтобы концентрация метилпентоз составила от 5 до 80 мкг/мл. Содержание метилпентоз в испытуемых образцах определяли путем сравнения разницы оптических плотностей, полученных при построении калибровочного графика с известной концентрацией рамнозы (метилпентозы) с разницей оптических плотностей при 396 нм и 430 нм.

В качестве стандартного раствора использовали растворы L-рамнозы (концентрация 5; 10; 20; 40; 80 мкг/мл) для построения калибровочной кривой.

В качестве раствора сравнения использовали воду очищенную. Пробирки со стандартными растворами, испытуемыми образцами и раствором сравнения инкубировали на водяной бане. В каждую пробирку со стандартными растворами, испытуемыми образцами и раствором сравнения по каплям с постоянным перемешиванием добавляли по 2,25 мл 15,7 М раствора серной кислоты. После перемешивания и достижения комнатной температуры, пробирки помещали на водяную баню при температуре 90°С в течение 7 минут. В каждую пробирку добавляли 50 мкл 0,2 М раствора L-цистеина гидрохлорида и перемешивали. Пробирки выдерживали в темной камере при комнатной температуре в течение 2 часов. Оценивали окрашивание растворов в пробирках: должно наблюдаться желто-зеленое окрашивание различной интенсивности в зависимости от концентрации метилпентоз. Измеряли оптическую плотность каждого раствора при двух длинах волн. Содержание метилпентоз (продуктивность штамма клеток Streptococcus pneumoniae 349 2-G-9 серотип 19A) составило не менее 150 мкг/мл, но в среднем (при нескольких культивированиях) продуктивность составляла 300-500 мкг/мл.

На всех технологических этапах подлинность полисахарида подтверждали методом латексной агглютинации при помощи набора Wellcogen™ Streptococcus pneumoniae Rapid Latex Agglutination Test, Wellcogen S. pneumoniae Kit (Thermo Scientific™).

1. Бактериальный штамм Streptococcus pneumoniae серотип 19А, депонированный в Государственную коллекцию патогенных организмов и клеточных культур «ГПКМ-Оболенск» под № В-9849, предназначенный получения полисахарида, используемого в качестве антигена.

2. Штамм Streptococcus pneumoniae по п. 1, который находится в форме биологически чистой культуры.

3. Штамм Streptococcus pneumoniae по п. 1 или 2 в форме жизнеспособных клеток.

4. Штамм Streptococcus pneumoniae по любому из пп. 1-3, где штамм выделен из смыва или мазка с носоглотки или горла.

5. Штамм Streptococcus pneumoniae по любому из пп. 1-4, который находится в форме лиофилизата.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в технологиях очистки от нефтяного загрязнения водных акваторий (пресных и морских), почвенных сред (песчаный грунт, различные типы нефтезагрязненных почв, галька); щебня и балластного слоя железнодорожного пути при ликвидации разливов нефтепродуктов (мазут, топливо, смазочные материалы) в различных климатических зонах.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ получения биомассы спирулины Arthrospira (Spirulina) platensis, включающий подготовку инокулята A.

Группа изобретений относится к области микробиологии и биотехнологии и касается киллерного штамма Saccharomyces cerevisiae VKPM Y-5058, применения штамма для получения дсРНК, а также способа получения дсРНК. Изобретение позволяет повысить продуктивность нового штамма Saccharomyces cerevisiae.

Группа изобретений относится к области микробиологии и биотехнологии и касается штамма-продуцента полисахарида декстрана Leuconostoc mesenteroides ВКПМ В-14022, его применения для получения декстрана и способа получения декстрана. Изобретение позволяет повысить продуктивность нового штамма-продуцента декстрана.

Группа изобретений относится к штамму Lactobacillus plantarum IM76 KCCM11962P и его использованию. Предложен штамм Lactobacillus plantarum IM76 KCCM11962P, обладающий индуцирующей экспрессию IL-10 активностью.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен штамм Lactobacillus paracasei KBL382 с идентификационным номером KCTC13509BP, обладающий активностью усиления иммунитета.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ переработки крахмалсодержащих отходов картофеля для получения сухого кормового продукта характеризуется тем, что массу верхнего слоя клубней картофеля гомогенизировали до размеров 1-2 мм и содержания сухих веществ 13-15%, подвергали гидролизу ферментным препаратом глюкоамилазой в концентрации 2,0-5,0 г/кг в течение 90 мин при 60-65°С, что способствует обогащению среды глюкозой до 5,0% и активному росту дрожжей, гидролизат обогащали минеральными солями с концентрацией, %: (NN4)2SO4 - 0,15, (NH4)2HPO4 - 0,5, MgSO4 - 0,1, ZnSO4 - 0,05, в качестве продуцента белка использовали дрожжи штамма Saccharomyces cerevisiae ZS, посевной материал получали выращиванием в глюкозо-дрожжевой среде с аэрацией в течение суток при 30°С, норма внесения 10-15% от массы среды, дрожжи выращивали с аэрацией перемешиванием 250 об/мин в течение 18-24 часов при температуре 28-30°С до концентрации 5×108-1×109 КОЕ/г, дрожжеванный гидролизат подвергали высушиванию на вальцовой сушилке.

Изобретение относится к области микробиологии и биотехнологии и касается штамма-продуцента антибиотика рамопланина Actinoplanes ramoplaninifer VKPM Ac-2183. Штамм обладает высоким биотехнологическим потенциалом и может применяться для промышленного производства антибиотика рамопланина.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Биологический препарат для консервирования растительных кормов состоит из 3 частей жидких микробных культур Lactobacillus plantarum ПЛ-99 и Lactobacillus buchneri БХ-99 в соотношении 1:1 с конечной концентрацией не менее 1,0⋅109 КОЕ/см3 и одной части полиферментного комплекса, содержащего целлюлазу, активность не менее 400 ед/см3, ксиланазу, активность не менее 1700 ед/см3, и пектин-лиазу, активность не менее 5000 ед/см3.

Группа изобретений относится к области производства и применения биологических средств защиты растений в сельском хозяйстве и раскрывает способ получения биопрепарата для стимуляции роста растений, устранения и профилактики хлороза, включающий этапы первоначального культивирования грибов Триходерма и хранения при плюс 4 градусах Цельсия на картофельно-декстрозном агаре или среде Чапека с последующим инокулированием культуры Триходерма на жидкую картофельно-декстрозную питательные среду или среду Чапека и культивированием в течение 3-7 суток при 30 градусах Цельсия, отличающийся тем, что на стадии культивирования в жидких питательных средах добавляются железо, марганец, цинк и кобальт в хелатной форме, которые получили следующим способом: 12 г хлорида железа, 1 г хлорида кобальта, 2 г хлорида марганца, 2 г хлорида цинка и 20 г Трилона Б растворяют в 70 мл воды; постоянно перемешивая, вливают 30 г 70% мелассы, сахарозы или патоки, рН доводят до 7,0, добавляя по каплям 50% гидроксид калия, с последующим смешиванием с инертным наполнителем.

Настоящее изобретение относится к области биотехнологии, а именно к штамму Lactobacillus crispatus KBL693 и к его применению. Штамм Lactobacillus crispatus KBL693 (идентификационный номер KCTC 13519BP) в соответствии с настоящим изобретением ослабляет аллергические клеточные реакции, значительно улучшает симптомы атопического дерматита и обладает противовоспалительным и противогрибковым действием.
Наверх