Спосіб створення біопрепарату бактеріофагів сульфатвідновлювальних бактерій кишечнику людини і тварин

Реферат: Спосіб створення біопрепарату бактеріофагів сульфатвідновлювальних бактерій кишечнику людини і тварин, в якому ізолюють сульфатвідновлювальні бактерії з кишечнику, виділяють профаг методом індукції рентгенівським опроміненням, перевіряють частоту його переходу в інфекційний стан, ідентифікують у бактеріальних клітинах методом електрофорезу геномної ДНК. Після чого додатково конструюють полівалентні бактеріофаги з широким спектром дії, які здатні розпізнавати рецептори клітин лише агресивних сульфатвідновлювальних бактерій у кишечнику людини і тварин. UA 108875 U (54) СПОСІБ СТВОРЕННЯ БІОПРЕПАРАТУ БАКТЕРІЙ КИШЕЧНИКУ ЛЮДИНИ І ТВАРИН UA 108875 U UA 108875 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі мікробіології, вірусології, біотехнології, генетики, зокрема до способів створення комплексного біопрепарату бактеріофагів сульфатвідновлювальних бактерій кишечнику людини і тварин. Спосіб може використовуватися у наукових дослідженнях у біологічній науці, експериментальній медицині та ветеринарії. За допомогою молекулярно-генетичних і біохімічних методів все частіше конструюють і застосовують бактеріофаги проти бактеріальних збудників небезпечних інфекційних захворювань Аналоги заявленого способу: 1. Мелехин А.С., Золотухин С.Н., Васильєв Д.С. Фагопрофилактика смешанной кишечной инфекции поросят-сосунов, вызываемой патогенными энтеробактериями // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения. - Ульяновск: Ульяновская ГСХА. - 2012. т - Т. 1. - С. 262-267; 2. Ляшенко Е.А., Золотухин С.Н., Васильев Д.А. Практическое применение индикаторных штаммов бактериофагов бактерий рода Klebsiela // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения. - Ульяновск: Ульяновская ГСХА. - 2012. - Т. 1. - С. 292-295; 3. Выделение бактериофага Desulfovibrio desulfuricans и создание на его основе биопрепарата по профилактике коррозии металлов в нефтяной промышленности // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Саратов. - 2013. - 20 с. Недоліком вказаних аналогів є: - дослідження стосуються лише бактеріофагів патогенних кишкових мікроорганізмів; - не містять конструювання бактеріофагів сульфатвідновлювальних бактерій кишечнику людини і тварин та створення на їхній основі біопрепарату для профілактики кишкових захворювань; - стосуються лише сульфатвідновлювальних бактерій зовнішнього середовища, що суттєво обмежує можливості їх застосування як біопрепарату для зниження кількості цих мікроорганінізмів у кишечнику, продукування ними гідроген сульфіду і, відповідно, ризику запального захворювання кишечника. Відомим є спосіб виділення профага сульфатвідновлювальних бактерій та його ідентифікація (Карамышева Н.Н., Васильєв Д.А., Пичугин Ю.В., Золотухин С.Н. Выделение профага бактерий Desulfovibrio desuifuricans методом индукции рентгеновским облучением // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути решения: материалы междунар. науч. практ. конф. Ульяновск. - 2012. - Т. 1. - С. 267-271). Спільними ознаками найближчого аналогу з заявленим способом є аналіз властивостей сконструйованих бактеріофагів сульфатвідновлювальних бактерій кишечнику, а також їхнє застосування з профілактичною метою. Заявлений нами спосіб усуває недоліки найближчого аналогу. Уперше автором розроблено алгоритм, що дає змогу з високим рівнем інформативності та достовірності проводити молекулярно-генетичне конструювання бактеріофагів сульфатвідновлювальних бактерій кишечнику людини і тварин. Як результат: усунення проблеми нагромадження у високих концентраціях кінцевого продукту метаболізму сульфатвідновлювальних бактерій - гідроген сульфіду у кишечнику людини і тварин, використовуючи біопрепарат на основі сконструйованих бактеріофагів. В основу корисної моделі поставлена задача сконструювати бактеріофаги кишкових сульфатвідновлювальних бактерій з метою розробки способу детоксикації та нейтралізації кінцевого продукту метаболізму цих бактерій - гідроген сульфіду у кишечнику людини і тварин. Для цього виділяють профаг бактерій роду Desulfovibrio, перевіряють його здатність лізувати клітини кишкових сульфатвідновлювальних бактерій, а також наявність цього вірусу у їхніх клітинах. Як кінцевий результат створюють біопрепарат, який дає можливість зменшувати кількість сульфатвідновлювальних бактерій у кишечнику, відповідно, акумуляцію ними гідроген сульфіду, і ризик розвитку захворювання. Технічний результат досягають за допомогою мікробіологічних, молекулярно-генетичних та біохімічних маніпуляцій. Під час проведення патентно-інформаційного пошуку виявлено аналог, в якому є ряд суттєвих ознак, спільних із описаними у роботах (Н.Н. Карамышева, Д.А. Васильєв, Ю.В. Пичугин, С.Н. Золотухин Выделение профага бактерий Desulfovibrio desuifuricans методом индукции рентгеновским облучением // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути решения: материалы междунар. науч. практ. конф. Ульяновск. - 2012. - Т. 1. - С. 267-271; Н.Н. Карамышева, Д.А. Васильев, А.В. Мастиленко и др. Индикация 1 UA 108875 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 профага бактериальной клетки бактерии Desulfovibrio desulfuricans методом электрофореза геномной ДНК // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения: материалы междунар. науч. практ. конф. Ульяновск. - 2012. - Т. 1. - С. 271-280), а саме: молекулярно-генетичні і біохімічні процедури виділення профага бактерій Desulfovibrio desuifuricans, його ідентифікація у бактеріальних клітинах. У джерелах патентної і науково-технічної інформації не знайдено аналогів, в яких би були описані відомості про ознаки, що відрізняють заявлений спосіб від найближчого аналогу і забезпечують досягнення технічного результату: за допомогою молекулярно-генетичних і біохімічних методів конструюють бактеріофаг кишкових сульфатвідновлювальних бактерій, а перевіряють його здатність інфікувати конкретні роди і види цих бактерій, створюють біопрепарат, який дає можливість зменшувати кількість сульфатвідновлювальних бактерій у кишечнику, відповідно, акумуляцію ними гідроген сульфіду, і ризик розвитку запального захворювання. На графічному зображенні наведено схему інфікування бактеріофагами сульфатвідновлювальних бактерій кишечнику людини і тварин, де: 1 - використання сульфату; 2 - продукування гідроген сульфіду; 3 - токсичний вплив метаболітів СВБ на клітини кишечнику; 4 - внесення препарату бактеріофагів; 5 - інфікування СВБ бактеріофагами; 6 - вихід бактеріофагів з подальшим інфікуванням СВБ та зниженням їх кількості у кишечнику Корисна модель може бути використана у науково-дослідницьких мікробіологічних, вірусологічних та біотехнологічних лабораторіях. Для реалізації заявленої корисної моделі: 1. З кишечника людини чи тварин ізолюють сульфатвідновлювальні бактерії, здійснюють їх ідентифікацію за допомогою фізіолого-біохімічних та молекулярно-генетичних методів. 2. Виконують 2-3 пересіви ідентифікованих мікроорганізмів у рідке модифіковане середовище Кравцова-Сорокіна, нагромаджують культури кишкових сульфатвідновлювальних бактерій родів Desulfovibrio, Desulfomicrobium, Desulfobulbus, Desulfobacter, Desulfomonas і Desulfotomaculum. 3. Використовують ізольовані кишкові сульфатвідновлювальні бактерії для виділення профага, перевіряють частоту переходу профага в інфекційних стан (індукцію профага) дозами рентгенівського опромінення (Карамышева Н.Н., Васильєв Д.А., Пичугин Ю.В., Золотухин С.Н. Выделение профага бактерий Desulfovibrio desuifuricans методом индукции рентгеновским облучением // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути решения: материалы междунар. науч. практ. конф. Ульяновск, - 2012. - Т. 1. - С. 267-271). 4. Опромінені бактерії вирощують за анаеробних умов на модифікованому агаризованому середовищі Кравцова-Сорокіна, виявляють лізогенний стан опроміненої культури кишкових сульфатвідновлювальних бактерій родів Desulfovibrio, Desulfomicrobium, Desulfobulbus, Desulfobacter, Desulfomonas і Desulfotomaculum. 5. Ідентифікують профаг у бактеріальних клітинах методом електрофорезу геномної ДНК (Карамышева Н.Н., Васильєв Д.А., Мастиленко А.В. и др. Индикация профага бактериальной клетки бактерии Desulfovibrio desuifuricans методом электрофореза геномной ДНК // Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения: материалы междунар. науч. практ. конф. Ульяновск. - 2012. - Т. 1. - С. 271-280). 6. Вивчають біохімічні, молекулярно-генетичні властивості ізольованих бактеріофагів кишкових сульфатвідновлювальних бактерій. Досліджують їх здатність інфікувати інші роди і види бактерій, цим перевіряють їх безпечність для кишкової мікрофлори тварин і людини. 7. На основі ізольованих і вивчених бактеріофагів виготовляють комплексний біопрепарат з широким спектром дії. Описаний вище алгоритм дає можливість з високим рівнем інформативності та достовірності проводити молекулярно-генетичні і біохімічні маніпуляції, створюючи новий комплексний біопрепарат бактеріофагів з широким спектром дії проти різних родів і видів кишкових сульфатвідновлювальних бактерій з його можливим застосуванням для інгібування росту сульфатвідновлювальних бактерій у кишечнику людини і тварин, знижуючи цим рівень продукції гідроген сульфіду і, відповідно, ризик запальних захворювань. Ефективність заявленого способу і його переваги в порівнянні з найближчим аналогом підтверджено науковими дослідженнями, результати яких наведені нижче. Створений комплексний біопрепарат бактеріофагів сульфатвідновлювальних бактерій кишечнику людини і тварин з широким спектром дії оскільки сконструйовані бактеріофаги у патентованому способі здатні розпізнавати рецептори клітин кишкових сульфатвідновлювальних бактерій родів Desulfovibrio, Desulfomicrobium, Desulfobulbus, Desulfobacter, Desulfomonas і Desulfotomaculum. 2 UA 108875 U 5 10 15 Встановлено, що фагові частки, проникаючи всередину чутливих клітин сульфатвідновлювальних бактерій, розмножуючись, використовують енергетичні ресурси цих бактерій, що призводить до їх загибелі. Після лізису клітин відбувається вихід зрілих фагових часток, здатних до зараження інших клітин сульфатвідновлювальних бактерій. Патентованим препаратом бактеріофагів можна інгібувати ріст сульфатвідновлювальних бактерій у кишечнику людини і тварин, знижуючи цим рівень продукції гідроген сульфіду і, відповідно, ризик запальних захворювань, зокрема виразкових колітів. Виявлено, що виготовлений біопрепарат бактеріофагів кишкових сульфатвідновлювальних бактерій не впливає на інші кишкові бактерії та не порушує мікрофлору кишечнику. Спосіб додатково відображає алгоритм використання цього комплексного біопрепарату для зменшення кількості сульфатвідновлювальних бактерій і знешкодження гідроген сульфіду у кишечнику людини і тварин. Схема інфікування бактеріофагами сульфатвідновлювальних бактерій кишечнику людини і тварин: Дослідження виконані за автором Кушкевич І.В. на базі лабораторії біотехнології, лабораторії біохімії Фармацевтичного факультету Університету ветеринарних і фармацевтичних наук Брно (Чеська Республіка), а також у лабораторії молекулярної біології та клінічної біохімії Інституту біології тварин НААН України. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб створення біопрепарату бактеріофагів сульфатвідновлювальних бактерій кишечнику людини і тварин, в якому ізолюють сульфатвідновлювальні бактерії з кишечнику, виділяють профаг методом індукції рентгенівським опроміненням, перевіряють частоту його переходу в інфекційний стан, ідентифікують у бактеріальних клітинах методом електрофорезу геномної ДНК, який відрізняється тим, що додатково конструюють полівалентні бактеріофаги з широким спектром дії, які здатні розпізнавати рецептори клітин лише агресивних сульфатвідновлювальних бактерій у кишечнику людини і тварин. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3