Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

Мобильная версия

Регистрация Забыли пароль?


UkrainePediatricGlobal
UkrainePediatricGlobal

Журнал «Здоровье ребенка» Том 16, №1, 2021

Вернуться к номеру

Бактериальные поверхностно-активные вещества как агенты с антибиопленочной активностью

Бактериальные поверхностно-активные вещества как агенты с антибиопленочной активностью

Авторы: Абатуров А.Е.
ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины», г. Днепр, Украина

Рубрики: Педиатрия/Неонатология

Разделы: Справочник специалиста

Версия для печати


Резюме

Біосурфагенти являють собою гетерогенну групу біологічних поверхнево-активних амфіфільних сполук. Продуцентами біосурфагентів є різні мікроорганізми: бактерії і гриби. Клас біосурфагентів складається з двох груп: низькомолекулярних і високомолекулярних сполук. Представниками низькомолекулярних сполук є ліпопептиди, гліколіпіди, жирні кислоти, фосфоліпіди, що знижують поверхневий і міжфазний натяг, а високомолекулярних сполук — полімерні й дисперсні біосурфактанти, які являють собою емульсійні стабілізатори. Найбільш вивченими біосурфагентами, що мають потенціал лікарських засобів, є ліпопептиди і гліколіпіди. Підгрупу ліпопептидів представляють поліміксини, псевдофактини, путисолвіни, сурфактини, фенгіцин та інші, а гліколіпідів — рамноліпіди, трегалозні, софорозні, целобіозні, манозілеритритольні ліпіди та інші. Біосурфагенти відіграють ключову роль у життєдіяльності біоплівок: вони регулюють адгезію бактерій і матриксу біоплівки, підтримують функціонування каналів матриксу, забезпечуючи потреби бактерій у поживних речовинах. Також показано, що біосурфагенти беруть участь у формуванні та диспергуванні сформованих біоплівок. Дані речовини, прямо реагуючи з компонентами матриксу, індукують деградацію біоплівки. Біосурфагенти, маючи антимікробні, протигрибкові та противірусні властивості і поєднуючи антибактеріальну та антибіоплівкову дію, відкривають нові перспективи в терапії рецидивуючих, хронічних інфекційних захворювань. Вважають, що поверхнево-активні сполуки — як представники ліпопептидів, так і гліколіпідів — можуть бути молекулярною основою для розробки лікарських засобів, що будуть сприяти підвищенню ефективності антибактеріальної терапії проблемних інфекцій, особливо тих, що викликані антибіотико-резистентними штамами.

Биосурфагенты представляют собой гетерогенную группу биологических поверхностно-активных амфифильных соединений. Продуцентами биосурфагентов являются различные микроорганизмы: бактерии и грибы. Класс биосурфагентов состоит из двух групп: низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений. Представителями низкомолекулярных соединений являются липопептиды, гликолипиды, жирные кислоты, фосфолипиды, которые снижают поверхностное и межфазное натяжение, а высокомолекулярных соединений — полимерные и дисперсные биосурфактанты, которые представляют собой эмульсионные стабилизаторы. Наиболее изученными биосурфагентами, обладающими потенциалом лекарственных средств, являются липопептиды и гликолипиды. Подгруппу липопептидов представляют полимиксины, псевдофактины, путисолвины, сурфактины, фенгицин и другие; а гликолипидов — рамнолипиды, трегалозные, софорозные, целлобиозные, маннозилеритритольные липиды и другие. Биосурфагенты играют ключевую роль в жизнедеятельности биопленок: они регулируют адгезию бактерий и матрикса биопленки, поддерживают функционирование каналов матрикса, обеспечивая потребности бактерий в питательных веществах. Также показано, что биосурф­агенты участвуют в формировании и диспергировании сформированных биопленок. Данные вещества, прямо реагируя с компонентами матрикса, индуцируют деградацию биопленки. Биосурфагенты, обладая антимикробными, противогрибковыми и противовирусными свойствами и сочетанием антибактериального и антибиопленочного действия, открывают новые перспективы в терапии рецидивирующих, хронических инфекционных заболеваний. Полагают, что поверхностно-активные соединения — как представители липопептидов, так и гликолипидов — могут быть молекулярной основой для разработки лекарственных средств, которые будут способствовать повышению эффективности антибактериальной терапии проблемных инфекций, особенно тех, которые вызваны антибиотикорезистентными штаммами.

Biosuragents are a heterogeneous group of biological surface-active amphiphilic compounds. The producers of biosurfactants are various microorganisms: bacteria and fungi. The class of biosurfactants consists of two groups: low molecular weight and high molecular weight compounds. Representatives of low molecular weight compounds are lipopeptides, glycolipids, fatty acids, phospholipids that reduce surface and interfacial tension, and high molecular weight compounds are polymer and dispersed biosurfactants, which are emulsion stabilizers. The most studied biosurfactants with the potential of drugs are lipopeptides and glycolipids. A subgroup of lipopeptides are polymyxins, pseudo-factins, putisolvins, surfactin, fengycin and others; and glycoli­pids — rhamnolipids, trehalose, sophorose, cellobiose, mannosileritritol lipids, and others. Biosurfactants play a key role in the life of biofilms: they regulate the adhesion of bacteria and biofilm matrix, support the functioning of the matrix channels, providing the nutrient needs of bacteria. It has also been shown that biosurfactants are involved in the formation and dispersion of formed biofilms. These substances, directly reacting with the components of the matrix, induce degradation of the biofilm. Biosurfing agents, possessing antimicrobial, antifungal and antiviral, and antitumor properties, are a promising class of compounds that, possessing a combination of antibacterial and antibiofilm action, open up new perspectives in the treatment of recurrent chronic infectious di­seases. It is believed that surface-active compounds, both representatives of lipopeptides and glycolipids, can be the molecular basis for the development of drugs that will enhance the effectiveness of antibiotic therapy for problem infections, especially those caused by antibiotic-resistant strains.


Ключевые слова

бактеріальні біоплівки; диспергування; біосурфагенти

бактериальные биопленки; диспергирование; биосурфагенты

bacterial biofilms; dispersion; biosurfagents

doi: http://dx.doi.org/https://doi.org/10.22141/2224-0551.16.1.2021.226463

Введение

Биосурфактанты, или биосурфагенты, представляют собой гетерогенную группу биологических поверхностно-активных амфифильных соединений с гидрофильными (аминокислотными или пептидными; ди- или полисахаридными; анионными или катионными) и гидрофобными (насыщенными или ненасыщенными жирными кислотами) фрагментами, которые обладают способностью накапливаться на границе раздела между жидкими фазами и уменьшать поверхностное и межфазное натяжение. Аполярный фрагмент молекулы биосурфагентов часто представляет собой углеводородную цепь, тогда как полярный фрагмент может быть ионным (катионным или анионным), неионным или амфотерным [46]. Биосурфагенты преимущественно являются продуктами различных микроорганизмов: рамнолипиды продуцируются бактериями Pseudomonas aeruginosa, сурфактин — Bacillus subtilis, софоролипиды — дрожжами рода Candida, эмульсан — Acinetobacter calcoaceticus [22, 39]. Биосурфактанты организованы в две группы — низкомолекулярных (low molecular weight — LMW) и высокомолекулярных (high molecular weight — HMW) соединений. Представители LMW-группы (липопептиды, гликолипиды, жирные кислоты, фосфолипиды, полимерные биосурфактанты) эффективно снижают поверхностное и межфазное натяжение, в то время как представители HMW-группы — полимерные и дисперсные биосурфактанты — в большей степени являются эмульсионными стабилизаторами [6, 15, 18]. Биологические поверхностно-активные молекулы играют существенную роль в жизнедеятельности биопленки, поддерживая активность ее каналов, обеспечивая бактериальную потребность в питательных веществах. В настоящее время установлена способность биосурфагентов разрушать сформированные биопленки и предотвращать развитие новых [3]. 
Биосурфагенты обладают антиадгезионными, антимикробными и разрушающими биопленку свойствами [4]. Бактериальные поверхностно-активные вещества, непосредственно взаимодействуя с компонентами матрикса, изменяют физические свойства поверхности биопленки и индуцируют ее деградацию. Представляет интерес тот факт, что биосурфагенты и полиамины играют дуальную роль: в зависимости от условий они способствуют как формированию, так и разрушению биопленок [38]. Биосурфагенты также обладают противоопухолевой активностью [14, 17].

Микроорганизмы, продуцирующие биосурфагенты

Известно, что грибы, бактерии и дрожжи, принадлежащие к разным видам и штаммам, продуцируют биосурфактанты с разнообразными молекулярными структурами. Среди микроорганизмов наиболее активными продуцентами биосурфактантов считают бактерии рода Pseudomonas, Bacillus и Acinetobacter (табл. 1).

Липопептиды

Липопептиды являются одной из крупнейших групп биосурфактантов, которые могут эффективно диспергировать микробные биопленки. Данная группа включает в себя итурин (iturin), лихенизин (lichenysin), полимиксины (polymixins), псевдофактины (pseudofactins), путисолвины (putisolvins), серрветин (serrwettin), сурфактин (surfactin), фенгицин (fengycin), фузарицидин (fusaricidin) [8, 39, 41, 55]. Кроме того, в научной литературе детально охарактеризованы вискозин, тенсин, артрофактин и сирингомицин, в основном производимые изолятами Pseudomonas [21, 22]. 
Молекула липопептидов состоит из гидрофильного пептида, прикрепленного к гидрофобному липиду или жирной кислоте. Липопептиды могут быть алифатическими, разветвленными или циклическими. Большинство известных липопептидов, которые ингибируют/диспергируют биопленки, сформированы бактериями рода Bacillus или Paenibacillus [5, 43]. 
Механизмы действия некоторых липопептидов представлены в табл. 2.
Псевдофактин
Псевдофактин представляет собой циклический липодепсипептид, продуцируемый бактериями Pseudomonas fluorescens BD5, обнаруженными на архипелаге Шпицберген [25]. Молекула псевдофактина состоит из пальмитиновой кислоты, присоединенной к концевой аминогруппе пептидной цепи, образованной восьмью аминокислотными остатками. С-концевая карбоновая группа последней аминокислоты образует лактон с гидроксилом третьим аминокислотным треониновым остатком (рис. 1). 
Идентифицировано два аналога псевдофактина: псевдофактин-1 (C16-Gly-Ser-Thr-Leu-Leu-Ser-Leu-Val) и псевдофактин-2 (C16-Gly-Ser-Thr-Leu-Leu-Ser-Leu-Leu), данные аналоги отличаются аминокислотным остатком в восьмой позиции. Псевдофактин проявляет антимикробную, антиадгезивную и антибиопленочную активность против некоторых патогенных бактерий и дрожжей, таких как Candida albicans [7, 24]. 
Псевдофактин II подавляет на 36–90 % адгезию пяти видов бактерий: Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus hirae и Proteus mirabilis на стеклянных, полистирольных и силиконовых поверхностях [24]. 
Полимиксины
Полимиксины представляют собой класс нерибосомально синтезированных катионных циклических липопептидов, которые состоят из циклического гептапептида, имеющего трипептидную боковую цепь, ацилированного на N-конце хвостом жирной кислоты (рис. 2). Присущая колистину токсичность может быть объяснена гидрофобными свойствами N-концевого жирного ацильного сегмента, который также в значительной степени объясняет его антимикробную активность. Химическая структура полимиксинов сходна с таковой катионных антимикробных пептидов (кателицидина, дефензинов и грамицидинов), которые представляют собой первую линию защиты от патогенов [40]. 
Полимиксин В является продуктом спорообразующих почвенных бактерий Paenibacillus polymyxa. Существует несколько коммерчески доступных составов полимиксинов, включая колистин (полимиксин E), неоспорин и полимиксин B [20, 40]. Полимиксины характеризуются узким антибактериальным спектром действия, в основном направленным против грамотрицательных бактерий: Enterobacteriaceae, включая Escherichia coli, виды Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter, Salmonella и Shigella. Также полимиксины обладают антибактериальной активностью против неферментирующих грамотрицательных бактерий, включая Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa и Stenotrophomonas maltophilia. Резистентными к действию полимиксинов являются микроорганизмы Proteus spp., Morganella morganii, Neisseria spp., Providencia spp., Serratia marcescens, Pseudomonas mallei, Burkholderia cepacia, Chromobacterium spp., Edwardsiella spp., Brucella, Legionella, Campy, грамположительные и анаэробные бактерии [13, 33]. Полимиксины специфически взаимодействуют с липополисахаридами (LPS) внешней мембраны грамотрицательных бактерий, в частности с фосфатными группами липида A, что приводит к вытеснению двухвалентных катионов Ca2+ и Mg2+ из отрицательно заряженных фосфатных групп липида A, а следовательно, к дестабилизации LPS и разрушению клеточной стенки бактерии [40].
Все полимиксиновые препараты оказывают антибиопленочное действие на биопленки, вызванные сенситивными бактериями Pseudomonas aeruginosa [49], полимиксин B подавляет рост биопленки Stenotrophomonas maltophilia [33]. 
Marina Berditsch и соавт. [5] продемонстрировали наличие синергетического взаимодействия полимиксина B и грамицидина по отношению к 17 мультирезистентным штаммам бактерий Pseudomonas aeruginosa и биопленкам штамма Pseudomonas aeruginosa PAO1. Также Muhammad Salman и соавт. [45] показали усиление действия полимиксина B на биопленку, сформированную бактериями Pseudomonas aeruginosa, наночастицами серебра.
Представляет интерес тот факт, что анаэробные условия способствуют колистин-опосредованной гибели биопленки, сформированной бактериями Pseudomonas aeruginosa PAO1 [28]. Необходимо отметить, что полимиксин Е (колистин), как препарат с выраженной антибиопленочной активностью, рекомендуется в качестве ранней антибактериальной терапии при развитии хронической инфекции, вызванной бактериями Pseudomonas aeruginosa, у больных муковисцидозом [16, 28, 31]. 
Mareike Klinger-Strobe и соавт. [27] показали, что колистин способствует уменьшению объема матрикса биопленок, образованных как бактериями Escherichia coli, так и метициллин-резистентными штаммами Staphylococcus aureus (methicillin-resistant Staphylococcus aureus — MRSA). Полученные результаты свидетельствуют о том, что колистин дестабилизирует структуру матрикса биопленок даже у микроорганизмов, обладающих резистентностью к действию колистина, в частности таких, как MRSA, что приводит к высвобождению планктонных кокковых клеток, чувствительных к антибактериальному влиянию.
Путисолвины
Путисолвины (putisolvin) являются липопептидными биосурфактантами, продуцируемыми бактериями Pseudomonas putida, такими штаммами, как Pseudomonas putida PCL1445 и 267. Сообщалось, что путисолвины повышают подвижность бактерий, предотвращают образование биопленки и могут вызывать разрушение существующих биопленок. Структура путисолвина I представляет собой аминокислотную последовательность C6-Leu-Glu-Leu-Ile-Gln-Ser-Val-Ile-c (Ser-Leu-Val-Ser), а путисолвин II отличается заменой валинового на лейциновый или изолейциновый аминокислотный остаток в положении 11 (рис. 3) [54].
Cурфактины
Сурфактины являются наиболее мощными поверхностно-активными циклическими липопептидами, которые продуцируются штаммами Bacillus subtilis. Молекула сурфактинов состоит из циклического пептидного гептамера, связанного с цепью бета-гидрокси-жирных кислот, имеющих 13–15 атомов углерода (рис. 4) [37, 56]. 
Фенгициноподобные липопептиды
Фенгицин, циклический липодекапептид, продуцируемый штаммом Bacillus subtilis, содержащий β-гидрокси-жирную кислоту с длиной боковой цепи в 16–19 атомов углерода, обладает выраженной противогрибковой активностью [49]. Фенгициноподобные липопептиды продуцируются штаммами Bacillus thuringiensis и Bacillus amyloliquefaciens (рис. 5) [19, 44].
Продемонстрировано, что фенгициноподобные пептиды вызывают практически полное (90–97 %) диспергирование биопленок, сформированных бактериями Staphylococcus aureus и Escherichia coli [42].
Таким образом, липопептиды являются перспективными кандидатами для разработки ингаляционных антибиотиков, которые, возможно, будут использовать при лечении проблемных инфекций респираторного тракта.
Гликолипиды
Гликолипиды представлены: рамнолипидами (рамнозными липидами), трегалозными, софорозными, целлобиозными, маннозилеритритольными липидами, липоманнозил-маннитами, липоманнанами и липоарабиноманнанами, дигликозильными диглицеридами, моноацилглицеринами и галактозилдиглицеридами (табл. 3). Практически все гликолипидные биосурфагенты обладают антибиопленочной активностью. Наиболее изученными гликолипидами, представляющими собой возможные антибиопленочные агенты, являются рамнолипиды и софоролипиды [21, 34].
Рамнолипиды
Рамнолипиды являются гликолипидными биосурфагентами, продуцируемыми различными видами бактерий. Молекула рамнолипидов состоит из рамнозы и β-гидроксиалкановых кислот. Первоначально рамнолипиды были обнаружены как экзопротеины бактерий Pseudomonas aeruginosa и описаны как смесь четырех соединений: α-L-рамнопиранозил-α-L-рамнопиранозил-β-гидроксидеканоил-β-гидроксидеканоат (Rha-Rha-C(10)-C(10)), α-L-рамнопиранозил-α-L-рамнопиранозил-β-гидроксидеканоат (Rha-Rha-C(10)), и их монорамнолипидных родственных соединений Rha-C(10)-C) и Rha-C(10). Рамнолипиды классифицируются на моно- и дирамнолипиды (рис. 6) [1]. 
Разработка более чувствительных методов привела к дальнейшему открытию широкого разнообразия рамнолипидных конгенеров и гомологов (около 60), которые продуцируются в различных концентрациях различными видами Pseudomonas и другими бактериями. Например, было показано, что различные виды Burkholderia продуцируют рамнолипиды с более длинными алкильными цепями, чем те, которые продуцируются бактериями Pseudomonas aeruginosa. Рамнолипиды способствуют поглощению гидрофобных субстратов и обладают антимикробными свойствами. Рамнолипиды выполняют различные функции, модулируя клеточно-клеточный контакт, прикрепляясь к поверхностям, поддерживая открытыми каналы в биопленке для транспорта питательных веществ, формирования микроколоний и развития трехмерной биопленочной архитектуры [6]. Секретируемые рамнолипиды по достижении определенной зрелости биопленки Pseudomonas aeruginosa индуцируют ее диспергирование [1, 36, 47]. Однако в то время, когда биопленка уже сформирована, повышение концентрации рамнолипидов может привести к удалению внеклеточных полимерных веществ и разрушению микроколоний биопленки. Действительно, рамнолипиды способствуют поглощению и биодеградации малорастворимых субстратов, действуют как иммуномодуляторы и факторы вирулентности и подвижности, обладают антимикробной и антибиопленочной активностью [52].
Применение экзогенных рамнолипидов индуцирует диспергирование биопленок различных бактериальных штаммов. В 2005 году Yasuhiko Irie и соавт. [23] продемонстрировали, что рамнолипиды, секретируемые бактериями Pseudomonas aeruginosa, способны разрушать биопленки, сформированные бактериями Bordetella bronchiseptica, что позволило авторам сделать предположение о возможности использования рамнолипидов в качестве антимикробных агентов. Рамнолипиды, которые продуцируются бактериями Pseudomonas aeruginosa, более чем на 98 % диспергируют биопленки, образованные сульфатвосстанавливающими бактериями (Desulfovibrio vulgaris), а также Escherichia coli и Staphylococcus aureus [6, 53]. Представляет интерес то, что дирамнолипиды, которые продуцируются бактериями Burkholderia thailandensis или Lysinibacillus sp. BV152.1, проявляют более высокий уровень антибиопленочной активности, чем монорамнолипиды, которые продуцируются бактериями Pseudomonas aeruginosa [51]. 
Hewen Zheng и соавт. [57] продемонстрировали, что высокие концентрации синтетических аналогов рамнолипидов (рис. 7) способствуют подавлению роста и индукции диспергирования биопленки. 
Разработан биосурфактант R89 (R89BS), который состоит из гомологов моно- (75 %) и дирамнолипидных (25 %) семейств. Данный биосурфактант ингибирует рост бактерий Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis при минимальной ингибирующей концентрации (MIC99) 0,06 и 0,12 мг/мл соответственно и диспергирует их зрелые сформированные биопленки на 93 %. Результаты исследования продемонстрировали, что покрытие имплантов препаратом R89BS является эффективным способом разрушения стафилококковых биопленок [10].
Hewen Zheng и соавт. [57] считают, что новые подходы к синтезу рамнолипидов имеют существенный потенциал для разработки терапевтических антибиопленочных агентов.
Софоролипиды
Софорозные липиды представляют собой типичные гликолипидные биосурфактанты, состоящие из димера софорозного сахара (2-O-β-D-глюкопиранозил-D-глюкопираноз) и длинноцепочечной жирной кислоты (рис. 8) [34]. 
Софорозные липиды продуцируются дрожжами, принадлежащими к роду Candida. Было продемонстрировано, что софоролипиды способны разрушать биопленки грамотрицательных видов, бактерий Pseudomonas aeruginosa PAO1 и Escherichia coli NCTC 10418 [12], и грамположительных бактерий, в том числе Bacillus subtilis BBK006 [11].

Заключение

Биосурфактанты представляют собой класс соединений, которые могут стать новейшими лекарственными средствами, предназначенными для лечения инфекционных заболеваний, протекающих с формированием биопленок. Полагаем, что будет не лишним сделать предположение, что лекарственные средства, разработанные на основе молекул различных биосурфактантов, позволят индивидуализировать подход к организации сочетанной антимикробной терапии в случаях проблемных инфекционных заболеваний.
Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии какого-либо конфликта интересов и собственной финансовой заинтересованности при подготовке данной статьи.

Список литературы

  1. Abdel-Mawgoud A.M., Lépine F., Déziel E. Rhamnolipids: diversity of structures, microbial origins and roles. Appl Microbiol. Biotechnol. 2010 May. 86 (5). 1323-36. doi: 10.1007/s00253-010-2498-2.
  2. Balleza D., Alessandrini A., Beltrán García M.J. Role of Lipid Composition, Physicochemical Interactions, and Membrane Mechanics in the Molecular Actions of Microbial Cyclic Lipopeptides. J. Membr. Biol. 2019 Jun. 252 (2–3). 131-157. doi: 10.1007/s00232-019-00067-4.
  3. Banat I.M., De Rienzo M.A., Quinn G.A. Microbial biofilms: biosurfactants as antibiofilm agents. Appl Microbiol. Biotechnol. 2014 Dec. 98 (24). 9915-29. doi: 10.1007/s00253-014-6169-6. 
  4. Banat I.M., Franzetti A., Gandolfi I., Bestetti G., Martinotti M.G., Fracchia L., Smyth T.J., Marchant R. Microbial biosurfactants production, applications and future potential. Appl Microbiol. Biotechnol. 2010 Jun. 87 (2). 427-44. doi: 10.1007/s00253-010-2589-0.
  5. Berditsch M., Jäger T., Strempel N., Schwartz T., Overhage J., Ulrich A.S. Synergistic effect of membrane-active peptides polymyxin B and gramicidin S on multidrug-resistant strains and biofilms of Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob. Agents Chemother. 2015 Sep. 59 (9). 5288-96. doi: 10.1128/AAC.00682-15.
  6. Bhattacharjee A., Nusca T.D., Hochbaum A.I. Rhamnolipids Mediate an Interspecies Biofilm Dispersal Signaling Pathway. ACS Chem. Biol. 2016 Nov. 18. 11 (11). 3068-3076. doi: 10.1021/acschembio.6b00750.
  7. Biniarz P., Coutte F., Gancel F., Łukaszewicz M. High-throughput optimization of medium components and culture conditions for the efficient production of a lipopeptide pseudofactin by Pseudomonas fluorescens BD5. Microb. Cell. Fact. 2018 Aug. 4. 17 (1). 121. doi: 10.1186/s12934-018-0968-x.
  8. Bionda N., Fleeman R.M., de la Fuente-Núñez C., Rodriguez M.C., Reffuveille F., Shaw L.N., Pastar I., Davis S.C., Hancock R.E.W., Cudic P. Identification of novel cyclic lipopeptides from a positional scanning combinatorial library with enhanced antibacterial and antibiofilm activities. Eur. J. Med. Chem. 2016 Jan. 27. 108. 354-363. doi: 10.1016/j.ejmech.2015.11.032.
  9. Brasseur R., Braun N., El Kirat K., Deleu M., Mingeot-Leclercq M.P., Dufrêne Y.F. The biologically important surfactin lipopeptide induces nanoripples in supported lipid bilayers. Langmuir. 2007 Sep. 11. 23 (19). 9769-72. doi: 10.1021/la7014868.
  10. Ceresa C., Tessarolo F., Maniglio D., Tambone E., Carmagnola I., Fedeli E., Caola I., Nollo G., Chiono V., Allegrone G., Rinaldi M., Fracchia L. Medical-Grade Silicone Coated with Rhamnolipid R89 Is Effective against Staphylococcus spp. Biofilms. Molecules. 2019 Oct. 25. 24 (21). pii: E3843. doi: 10.3390/molecules24213843.
  11. Díaz De Rienzo M.A., Banat I.M., Dolman B., Winterburn J., Martin P.J. Sophorolipid biosurfactants: Possible uses as antibacterial and antibiofilm agent. N. Biotechnol. 2015 Dec. 25. 32 (6). 720-6. doi: 10.1016/j.nbt.2015.02.009.
  12. Diaz De Rienzo M.A., Stevenson P.S., Marchant R., Banat I.M. Effect of biosurfactants on Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus biofilms in a BioFlux channel. Appl Microbiol. Biotechnol. 2016 Jul. 100 (13). 5773-9. doi: 10.1007/s00253-016-7310-5.
  13. Ezadi F., Ardebili A., Mirnejad R. Antimicrobial Susceptibility Testing for Polymyxins: Challenges, Issues, and Recommendations. J. Clin. Microbiol. 2019 Mar. 28. 57 (4). pii: e01390-18. doi: 10.1128/JCM.01390-18.
  14. Fariq A., Saeed A. Production and Biomedical Applications of Probiotic Biosurfactants. Curr. Microbiol. 2016 Apr. 72 (4). 489-95. doi: 10.1007/s00284-015-0978-4.
  15. Fenibo E.O., Ijoma G.N., Selvarajan R., Chikere C.B. Microbial Surfactants: The Next Generation Multifunctional Biomolecules for Applications in the Petroleum Industry and Its Associated Environmental Remediation. Microorganisms. 2019 Nov. 19. 7 (11). pii: E581. doi: 10.3390/microorganisms7110581.
  16. Fernández-Barat L., Ciofu O., Kragh K.N., Pressler T., Johansen U., Motos A., Torres A., Hoiby N. Phenotypic shift in Pseudomonas aeruginosa populations from cystic fibrosis lungs after 2-week antipseudomonal treatment. J. Cyst. Fibros. 2017 Mar. 16 (2). 222-229. doi: 10.1016/j.jcf.2016.08.005.
  17. Gudiña E.J., Rangarajan V., Sen R., Rodrigues L.R. Potential therapeutic applications of biosurfactants. Trends Pharmacol. Sci. 2013 Dec. 34 (12). 667-75. doi: 10.1016/j.tips.2013.10.002.
  18. Hajfarajollah H., Eslami P., Mokhtarani B., Akbari Noghabi K. Biosurfactants from probiotic bacteria: A review. Biotechnol. Appl Biochem. 2018 Nov. 65 (6). 768-783. doi: 10.1002/bab.1686.
  19. Hanif A., Zhang F., Li P., Li C., Xu Y., Zubair M., Zhang M., Jia D., Zhao X., Liang J., Majid T., Yan J., Farzand A., Wu H., Gu Q., Gao X. Fengycin Produced by Bacillus amyloliquefaciens FZB42 Inhibits Fusarium graminearum Growth and Mycotoxins Biosynthesis. Toxins (Basel). 2019 May 24. 11 (5). pii: E295. doi: 10.3390/toxins11050295.
  20. He J., Ledesma K.R., Lam W.Y., Figueroa D.A., Lim T.P., Chow D.S., Tam V.H. Variability of polymyxin B major components in commercial formulations. Int. J. Antimicrob. Agents. 2010 Mar. 35 (3). 308-10. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2009.11.005.
  21. Inès M., Dhouha G. Glycolipid biosurfactants: Potential related biomedical and biotechnological applications. Carbohydr. Res. 2015 Oct. 30. 416. 59-69. doi: 10.1016/j.carres.2015.07.016.
  22. Inès M., Dhouha G. Lipopeptide surfactants: Production, recovery and pore forming capacity. Peptides. 2015 Sep. 71. 100-12. doi: 10.1016/j.peptides.2015.07.006. 
  23. Irie Y., O'toole G.A., Yuk M.H. Pseudomonas aeruginosa rhamnolipids disperse Bordetella bronchiseptica biofilms. FEMS Microbiol Lett. 2005 Sep. 15. 250 (2). 237-43. doi: 10.1016/j.femsle.2005.07.012.
  24. Janek T., Lukaszewicz M., Krasowska A. Antiadhesive activity of the biosurfactant pseudofactin II secreted by the Arctic bacterium Pseudomonas fluorescens BD5. BMC Microbiol. 2012 Feb. 23. 12. 24. doi: 10.1186/1471-2180-12-24.
  25. Janek T., Lukaszewicz M., Rezanka T., Krasowska A. Isolation and characterization of two new lipopeptide biosurfactants produced by Pseudomonas fluorescens BD5 isolated from water from the Arctic Archipelago of Svalbard. Bioresour. Technol. 2010 Aug. 101 (15). 6118-23. doi: 10.1016/j.biortech.2010.02.109.
  26. Jezierska S., Claus S., Van Bogaert I. Yeast glycolipid biosurfactants. FEBS Lett. 2018 Apr. 592 (8). 1312-1329. doi: 10.1002/1873-3468.12888. 
  27. Klinger-Strobel M., Stein C., Forstner C., Makarewicz O., Pletz M.W. Effects of colistin on biofilm matrices of Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Int. J. Antimicrob. Agents. 2017 Apr. 49 (4). 472-479. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2017.01.005.
  28. Kolpen M., Appeldorff C.F., Brandt S., Mousavi N., Kragh K.N., Aydogan S., Uppal H.A., Bjarnsholt T., Ciofu O., Hoiby N., Jensen P.O. Increased bactericidal activity of colistin on Pseudomonas aeruginosa biofilms in anaerobic conditions. Pathog. Dis. 2016 Feb. 74 (1). ftv086. doi: 10.1093/femspd/ftv086.
  29. Krasowska A., Lukaszewicz M., Grzywacz D., Kamysz W. A novel method of pseudofactin synthesis https//patents.google.com/patent/EP3000822A1/en. 
  30. Kulakovskaya E., Kulakovskaya T. Structure and Occurrence of Yeast Extracellular Glycolipids. Extracellular Glycolipids of Yeasts. 2014.
  31. Lora-Tamayo J., Murillo O., Ariza J. Clinical Use of Colistin in Biofilm-Associated Infections. Adv. Exp. Med. Biol. 2019. 1145. 181-195. doi: 10.1007/978-3-030-16373-0_13.
  32. Malinowski A.M., McClarty B.M., Robinson C., Spear W., Sanchez M., Sparkes T.C., Brooke J.S. Polysorbate 80 and polymyxin B inhibit Stenotrophomonas maltophilia biofilm. Diagn. Microbiol. Infect. Dis. 2017 Feb. 87 (2). 154-156. doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2016.11.008. 
  33. Michalopoulos A., Falagas M.E. Colistin and polymyxin B in critical care. Crit. Care Clin. 2008 Apr. 24 (2). 377-91, x. doi: 10.1016/j.ccc.2007.12.003.
  34. Mnif I., Ghribi D. Glycolipid biosurfactants: main properties and potential applications in agriculture and food industry. J. Sci Food Agric. 2016 Oct. 96 (13). 4310-20. doi: 10.1002/jsfa.7759.
  35. Mongkolthanaruk W. Classification of Bacillus beneficial substances related to plants, humans and animals. J. Microbiol. Biotechnol. 2012 Dec. 22 (12). 1597-604. doi: 10.4014/jmb.1204.04013.
  36. Moradali M.F., Ghods S., Rehm B.H. Pseudomonas aeruginosa Lifestyle: A Paradigm for Adaptation, Survival, and Persistence. Front Cell Infect. Microbiol. 2017 Feb. 15. 7. 39. doi: 10.3389/fcimb.2017.00039. 
  37. Ongena M., Jourdan E., Adam A., Paquot M., Brans A., Joris B., Arpigny J.L., Thonart P. Surfactin and fengycin lipopeptides of Bacillus subtilis as elicitors of induced systemic resistance in plants. Environ Microbiol. 2007 Apr. 9 (4). 1084-90. doi: 10.1111/j.1462-2920.2006.01202.x.
  38. Oppenheimer-Shaanan Y., Steinberg N., Kolodkin-Gal I. Small molecules are natural triggers for the disassembly of biofilms. Trends Microbiol. 2013 Nov. 21 (11). 594-601. doi: 10.1016/j.tim.2013.08.005.
  39. Otzen D.E. Biosurfactants and surfactants interacting with membranes and proteins: Same but different? Biochim. Biophys. Acta Biomembr. 2017 Apr. 1859 (4). 639-649. doi: 10.1016/j.bbamem.2016.09.024.
  40. Poirel L., Jayol A., Nordmann P. Polymyxins: Antibacterial Activity, Susceptibility Testing, and Resistance Mechanisms Encoded by Plasmids or Chromosomes. Clin. Microbiol. Rev. 2017 Apr. 30 (2). 557-596. doi: 10.1128/CMR.00064-16.
  41. Raaijmakers J.M., De Bruijn I., Nybroe O., Ongena M. Natural functions of lipopeptides from Bacillus and Pseudomonas: more than surfactants and antibiotics. FEMS Microbiol. Rev. 2010 Nov. 34 (6). 1037-62. doi: 10.1111/j.1574-6976.2010.00221.x.
  42. Rivardo F., Turner R.J., Allegrone G., Ceri H., Martinotti M.G. Anti-adhesion activity of two biosurfactants produced by Bacillus spp. prevents biofilm formation of human bacterial pathogens. Appl Microbiol. Biotechnol. 2009 Jun. 83 (3). 541-53. doi: 10.1007/s00253-009-1987-7.
  43. Ron E.Z., Rosenberg E. Natural roles of biosurfactants. Environ Microbiol. 2001 Apr. 3 (4). 229-36. doi: 10.1046/j.1462-2920.2001.00190.x.
  44. Roy A., Mahata D., Paul D., Korpole S., Franco O.L., Mandal S.M. Purification, biochemical characterization and self-assembled structure of a fengycin-like antifungal peptide from Bacillus thuringiensis strain SM1. Front Microbiol. 2013 Nov. 21. 4. 332. doi: 10.3389/fmicb.2013.00332.
  45. Salman M., Rizwana R., Khan H., Munir I., Hamayun M., Iqbal A., Rehman A., Amin K., Ahmed G., Khan M., Khan A., Amin F.U. Synergistic effect of silver nanoparticles and polymyxin B against biofilm produced by Pseudomonas aeruginosa isolates of pus samples in vitro. Artif. Cells Nanomed. Biotechnol. 2019 Dec. 47 (1). 2465-2472. doi: 10.1080/21691401.2019.1626864.
  46. Santos D.K., Rufino R.D., Luna J.M., Santos V.A., Sarubbo L.A. Biosurfactants: Multifunctional Biomolecules of the 21st Century. Int. J. Mol. Sci. 2016 Mar. 18. 17 (3). 401. doi: 10.3390/ijms17030401.
  47. Satputea S.K., Banpurkar A.G., Banat I.M. et al. Multiple Roles of Biosurfactants in Biofilms. Curr. Pharm. Des. 2016. 22 (11). 1429-48. doi: 10.2174/1381612822666160120152704.
  48. Schneider-Futschik E.K., Paulin O.K.A., Hoyer D., Roberts K.D., Ziogas J., Baker M.A., Karas J., Li J., Velkov T. Sputum Active Polymyxin Lipopeptides: Activity against Cystic Fibrosis Pseudomonas aeruginosa Isolates and Their Interactions with Sputum Biomolecules. ACS Infect. Dis. 2018 May 11. 4 (5). 646-655. doi: 10.1021/acsinfecdis.7b00238.
  49. Vanittanakom N., Loeffler W., Koch U., Jung G. Fengycin — a novel antifungal lipopeptide antibiotic produced by Bacillus subtilis F-29-3. J. Antibiot. (Tokyo). 1986 Jul. 39 (7). 888-901. doi: 10.7164/antibiotics.39.888.
  50. Vollenbroich D., Ozel M., Vater J., Kamp R.M., Pauli G. Mechanism of inactivation of enveloped viruses by the biosurfactant surfactin from Bacillus subtilis. Biologicals. 1997 Sep. 25 (3). 289-97. doi: 10.1006/biol.1997.0099.
  51. Vuotto C., Donelli G. Novel Treatment Strategies for Biofilm-Based Infections. Drugs. 2019 Oct. 79 (15). 1635-1655. doi: 10.1007/s40265-019-01184-z.
  52. Wang J., Yu B., Tian D., Ni M. Rhamnolipid but not motility is associated with the initiation of biofilm seeding dispersal of Pseudomonas aeruginosa strain PA17. J. Biosci. 2013 Mar. 38 (1). 149-56. doi: 10.1007/s12038-012-9297-0.
  53. Wood T.L., Gong T., Zhu L., Miller J., Miller D.S., Yin B., Wood T.K. Rhamnolipids from Pseudomonas aeruginosa disperse the biofilms of sulfate-reducing bacteria. NPJ Biofilms Microbiomes. 2018 Oct. 3. 4. 22. doi: 10.1038/s41522-018-0066-1.
  54. Ye L., Hildebrand F., Dingemans J., Ballet S., Laus G., Matthijs S., Berendsen R., Cornelis P. Draft genome sequence analysis of a Pseudomonas putida W15Oct28 strain with antagonistic activity to Gram-positive and Pseudomonas sp. pathogens. PLoS One. 2014 Nov. 4. 9 (11). e110038. doi: 10.1371/journal.pone.0110038.
  55. Zemenová J., Sýkora D., Maletínská L., Kuneš J. Lipopeptides as therapeutics: applications and in vivo quantitative analysis. Bioanalysis. 2017 Jan. 9 (2). 215-230. PMID: 27960546.
  56. Zhao H., Shao D., Jiang C., Shi J., Li Q., Huang Q., Rajoka M.S.R., Yang H., Jin M. Biological activity of lipopeptides from Bacillus. Appl Microbiol. Biotechnol. 2017 Aug. 101 (15). 5951-5960. doi: 10.1007/s00253-017-8396-0.
  57. Zheng H., Singh N., Shetye G.S. et al. Synthetic analogs of rhamnolipids modulate structured biofilms formed by rhamnolipid-nonproducing mutant of Pseudomonas aeruginosa. Bioorg Med. Chem. 2017 Mar. 15. 25 (6). 1830-1838. doi: 10.1016/j.bmc.2017.01.042.

Вернуться к номеру