Антибиотикорезистентность культур Enterococcus spp., выделенных от промышленной птицы в 2013–2016 гг. в хозяйствах Российской Федерации, и детекция у них генов резистентности к ванкомицину

Rationale: Enterococci are the leading cause of a number of nosocomial and community-acquired human diseases. In the last decade, these pathogens are becoming resistant to antibacterials, including vancomycin. Multidrug-resistant enterococci have been also isolated from agricultural animals in many countries worldwide, which raises concern of scientists because of possible horizontal transfer of resistance genes. Aim: To assess antibacterial sensitivity of Enterococcus spp. isolates collected from the poultry in the Russian Federation from 2013 to 2016, and to identify vancomycin-resistance genes in their genomes. Materials and methods: Eighty-seven enterococci isolates belonging to E.  faecalis (n = 47, 54%), E.  faecium (n = 25, 28.7%) and other species (n = 15, 17.2%) were collected from clinical samples of 297 heads of poultry (liver, lungs, heart, spleen, contents of the nasal and sinus cavities) from 17  poultry farms of the Northwest, Central, Volga, Ural and Southern Federal districts of the Russian Federation. Sensitivity of enterococci to antibacterials was determined by disk-diffusion and broth microdilution methods. Vancomycin resistance genes van was detected by polymerase chain reaction with specific primers. Results: Most enterococci isolates were resistant to erythromycin (74/87, 85.1%), gentamicin (70/87, 80.5%), ceftriaxone (61/87, 70.1%), ciprofloxacin (56/87, 64.4%), tetracycline (57/87, 65.5%), and rifampicin (48/87, 55.2%), fewer ones to trimethoprim (38/87, 43.7%), ampicillin (28/87, 32.2%), linezolid (15/87, 17.2%) and chloramphenicol (5/87, 5.7%). The vanC type genes (vanC1 and vanC2/3) were identified in 10  isolates. Vancomycin minimal inhibitory concentrations for these isolates were 2 to 8  mg/L. E. faecium with vanC1 gene was isolated from poultry probably for the first time ever. Conclusion: Commercial poultry in the Russian poultry farms is an important reservoir and source of antibiotic-resistant enterococci populations, including enterococci carrying vanC1 and vanC2/3 vancomycin resistance genes. Актуальность. Энтерококки – ведущая причина ряда внутрибольничных и  внебольничных заболеваний человека. В  последнее десятилетие эти патогены приобретают устойчивость к  антибактериальным препаратам, в  том числе к  ванкомицину. Энтерококки с  множественной лекарственной устойчивостью выделяются также от сельскохозяйственных животных во многих странах мира, что вызывает настороженность ученых из-за возможного горизонтального переноса генетических детерминант резистентности. Цель  – определить чувствительность к  антибактериальным препаратам изолятов Enterococcus spp., выделенных от промышленной птицы в  Российской Федерации в  2013–2016  гг., детектировать в  их геномах гены устойчивости к  ванкомицину. Материал и  методы. Восемьдесят семь изолятов энтерококков, принадлежащих к  E.  faecalis (n = 47, 54%), E.  faecium (n = 25, 28,7%) и  другим видам (n = 15, 17,2%), выделены из клинических образцов 297  голов промышленной птицы (печень, легкие, сердце, селезенка, содержимое пазух носовых синусов) из 17  птицеводческих хозяйств Северо-Западного, Центрального, Приволжского, Уральского и  Южного федеральных округов Российской Федерации. Чувствительность энтерококков к антимикробным препаратам определяли диско-диффузионным методом и  методом микроразведений в  бульоне. Гены устойчивости к  ванкомицину (van) выявляли методом полимеразной цепной реакции со специфичными праймерами. Результаты. Большинство изолятов энтерококков были устойчивы к  эритромицину (74  из 87, 85,1%), гентамицину (70 из 87, 80,5%), цефтриаксону (61 из 87, 70,1%), ципрофлоксацину (56 из 87, 64,4%), тетрациклину (57 из 87, 65,5%) и рифампицину (48 из 87, 55,2%), а также к триметоприму (38 из 87, 43,7%), ампициллину (28 из 87, 32,2%), линезолиду (15  из 87, 17,2%) и  хлорамфениколу (5 из 87, 5,7%). У 10 изолятов были обнаружены гены типа vanC (vanC1 и vanC2/3). Минимальные подавляющие концентрации ванкомицина для этих изолятов составили 2–8 мг/л. Выделение от птицы и  идентификация изолята E.  faecium с  геном vanC1, по всей вероятности, является первым в  мировой практике. Заключение. Промышленная птица птицефабрик Российской Федерации – важный резервуар и источник антибиотикорезистентных популяций энтерококков, в том числе энтерококков с генами ванкомицинрезистентности vanC1 и vanC2/3.

In vitro properties of manganese-substituted tricalcium phosphate coatings for titanium biomedical implants deposited by arc plasma

© 2020 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. Bioactive manganese (Mn)-doped ceramic coatings for intraosseous titanium (Ti) implants are developed. Arc plasma deposition procedure is used for coatings preparation. X-ray Diffraction, Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, and Electron Paramagnetic Resonance (EPR) methods are applied for coatings characterization. The coatings are homogeneous, composed of the main phase α-tricalcium phosphate (α-TCP) (about 67%) and the minor phase hydroxyapatite (about 33%), and the Mn content is 2.3 wt%. EPR spectroscopy demonstrates that the Mn ions are incorporated in the TCP structure and are present in the coating in Mn2+ and Mn3+ oxidation states, being aggregated in clusters. The wetting contact angle of the deposited coatings is suitable for cells’ adhesion and proliferation. In vitro soaking in physiological solution for 90 days leads to a drastic change in phase composition; the transformation into calcium carbonate and octacalcium phosphate takes place, and no more Mn is present. The absence of antibacterial activity against Escherichia coli, Enterococcus faecalis, and Pseudomonas aeruginosa bacteria strains is observed. A study of the metabolic activity of mouse fibroblasts of the NCTC L929 cell line on the coatings using the MTT (dye compound 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) test demonstrates that there is no toxic effect on the cell culture. Moreover, the coating material supports the adhesion and proliferation of the cells. A good adhesion, spreading, and proliferative activity of the human tooth postnatal dental pulp stem cells (DPSC) is demonstrated. The developed coatings are promising for implant application in orthopedics and dentistry