Studiul
mecanismelor moleculare ale activitatii antimicrobiene a unor tulpini
probiotice, fata de agenti infectiosi cu localizare urogenitala
Finanțator: Consiliul Naţional al Cercetării
Ştiinţifice din Învăţământul Superior
Instituția coordonatoare: Universitatea din Bucuresti,
Facultatea de Biologie, Departamentul de Genetica
Director de proiect: Lector dr. Diana Pelinescu (nascuta Smarandache)
Director de proiect: Lector dr. Diana Pelinescu (nascuta Smarandache)
Cod proiect: Resurse umane TE 124
Durata contractului: 36 luni
Bugetul proiectului: 680000 lei
Rezumat
Frecventa infectiilor urogenitale, gradul ridicat de recurenta al acestora, precum si amploarea fenomenului de rezistenta a microorganismelor patogene la compusi cu actiune antimicrobiana a determinat gasirea unor alternative de tratament si profilaxie. In ultimele decenii progresele realizate in domeniul biologiei moleculare au permis obtinerea de informatii valoroase privind ecosistemele microbiene de la nivelul tractului gastro-intestinal si urogenital, dar si o serie de mecanisme moleculare implicate in interactiunea complexa dintre microorganisme si organismul gazda. Astfel de studii implica intelegerea atat a efectelor negative in cazul microorganismelor patogene cat si benefice cum este cazul bacteriilor lactice, pe care microorganismele le exercita. In ultimii ani o alternativa la tratamentele conventionale o reprezinta utilizarea produselor de tip probiotic atat pentru prevenirea cat si pentru tratarea unor afectiuni. Desi au fost inregistrate progrese semnificative in domeniul probioticelor, totusi mecanismele implicate in efectele benefice pe care acestea le determina, nu sunt pe deplin elucidate, in special datorita interactiunilor complexe care apar in vivo.
Frecventa infectiilor urogenitale, gradul ridicat de recurenta al acestora, precum si amploarea fenomenului de rezistenta a microorganismelor patogene la compusi cu actiune antimicrobiana a determinat gasirea unor alternative de tratament si profilaxie. In ultimele decenii progresele realizate in domeniul biologiei moleculare au permis obtinerea de informatii valoroase privind ecosistemele microbiene de la nivelul tractului gastro-intestinal si urogenital, dar si o serie de mecanisme moleculare implicate in interactiunea complexa dintre microorganisme si organismul gazda. Astfel de studii implica intelegerea atat a efectelor negative in cazul microorganismelor patogene cat si benefice cum este cazul bacteriilor lactice, pe care microorganismele le exercita. In ultimii ani o alternativa la tratamentele conventionale o reprezinta utilizarea produselor de tip probiotic atat pentru prevenirea cat si pentru tratarea unor afectiuni. Desi au fost inregistrate progrese semnificative in domeniul probioticelor, totusi mecanismele implicate in efectele benefice pe care acestea le determina, nu sunt pe deplin elucidate, in special datorita interactiunilor complexe care apar in vivo.
Obiectivul principal:
Obiectivul principal al proiectului constă în selectarea unor tulpini de
bacterii lactice probiotice cu acțiune antimicrobiană, reprezentata fie de
efectul microbicid, fie de capacitatea de a inhiba sau reduce exprimarea
factorilor de virulenta si patogenitate la tulpini de bacterii si drojdii
patogene izolate din tract urogenital.
Plan de realizare (obiective operationale):
Anul 2010
1. Izolarea de noi tulpini de bacterii lactice din diverse ecosisteme
–colectie initiala
2. Izolarea si identificarea tulpinilor patogene prin tehnici de
taxonomie conventional
Anul 2011
3. Screening pentru identificarea tulpinilor de bacterii lactice
cu activitate antimicrobina – efect bactericid
4. Evaluarea factorilor de virulenta si patogenitate la tulpinile
microbiene nou izolate si selectia celor cu grad ridicat de patogenitate si
virulenta
5. Screening pentru identificarea tulpinilor de bacterii lactice
avand capacitatea de reducere a virulentei si patogenitatii tulpinilor patogene
selectate
Anul 2012
6. Identificarea tulpinilor patogene prin tehnici de biologie moleculara
7. Identificarea tulpinilor de bacterii lactice selectate prin tehnici
de taxonomie polifazica
8. Studii privind mecanismele implicate in activitatea
antimicrobiana
Anul 2013
9. Studii
privind expresia genica a factorilor de virulenta si patogenitate
Director de proiect
Lector dr. Diana Roxana Pelinescu (nascuta
Smarandache)
Dr. D. Pelinescu si-a început activitatea de
cercetare în 1998 în cadrul centrului de cercetare afiliat Catedrei de Genetica
din Facultatea de Biologie, iar începând cu anul 2002 a fost admisa pe postul
de preparator din cadrul aceleasi catedre ocupând posturile didactice obtinute
succesiv, prin concurs, dupa cum urmeaza: preparator (2 ani), asistent
universitar (4 ani) si lector (2008 - prezent). Principalele tematici
abordate în cadrul celor peste 10 ani de activitate au inclus: a) studii de
taxonomie moleculara pe microorganisme cu potential biotehnologic (bacterii
lactice si drojdii)- optimizarea metodelor de izolare ADN genomic si
plasmidial; b) analiza biodiversitatii microbiene la nivelul tractului digestiv
animal si uman si respectiv în produse alimentare fermentate; c) testarea
potentialului probiotic în cazul unor tulpini de bacterii lactice indigene –
producerea de compusi cu actiune antimicrobiana (acizi organic, peroxid,
bacteriocine), determinarea activitatii hipocolesterolemianta si determinarea capacitatii
de imunomodulare; d) analize moleculare pentru determinarea mecanismelor
implicate în combaterea bolilor gastrointestinale si în îmbunatatirea starii de
sanatate prin utilizarea de probiotice si prebiotice; e) studii biotehnologice
privind obtinerea de biomasa microbiana si de compusi bioactivi în cazul unor
tulpini de bacterii lactice utilizate în produse de tip porobiotic/nutraceutic
si ca inoculant pentru siloz; f) analize ale biodiversitatii microbiene în
tractul uman animal si uman si respectiv în produse alimentare fermentate; g)
ameliorarea unor tulpini de bacterii lactice prin tehnici de
electrotransformare; h) studii privind identificarea si caracterizarea unor
microorganisme cu potential probiotic; i) obtinerea de mutante de drojdii cu aplicabilitate
în epurarea apelor reziduale care au concentratii crescute de metanol; j)
organizarea si întretinerea unei colectii de culturi microbiene; editarea unui
catalog al colectiei.
Membrii echipei
Membrii echipei
CS Dr. Ionela Sarbu (nascuta Avram)
Doamna cercetator Sârbu Ionela lucreaza în cadrul Universitatii
din Bucuresti, Facultatea de Biologie - Departamentul de Genetica din anul 2007
si în 2012 a sustinut teza de doctorat intitulata "Studiul
mecanismelor celulare si moleculare implicate în efectul probiotic al unor
tulpini de bacterii lactice". Activitatea de cercetare a
doamnei Sârbu a fost axata pe: studii privind biodiversitatea tulpinilor
de bacterii lactice cu aplicatii biotehnologice prin aplicarea de tehnici de
biologie moleculara, analiza mecanismelor implicate în efectul benefic al
produselor de tip probiotic, prebiotic, nutraceutic si sinbiotic.
Profesor Dr. Carmen Mariana Chifiriuc (nascuta
Balotescu)
Doamna
dr. Carmen Chifiriuc, Conferentiar in cadrul Facultatii de Biologie – Catedra
de Microbiologie si Botanica sistematica a primit in 1999 o bursa de cercetare
de 9 luni de la Reteaua Institutelor Pasteur si Institutelor Asociate la Sectia
de Infectii Oportuniste din Institutul Pasteur din Bangui. Rezultatele obtinute
au facut parte din teza de doctorat intitulata: Relatia parazit-gazda.
Infectiile oportuniste la pacientii infectati cu HIV sustinuta in 2005 cu magna
cum laudae. In 2001 a fost selectionata pentru a fi manager de date
nationale in sistemul EARSS (European Antimicrobial Resistance Surveillance
System), fiind implicata activ, la constituirea retelei in Romania si a
colectarii probelor si a datelor de antibiorezistenta. Domeniile majore de
cercetare includ: analize microbiologie ale microorganismelor patogene,
investigarea mecanismelor de rezisteta a tulpinilor izolate din clinica si din
mediu, supravegherea epidemiologica a antibiorezistentei, investigarea de noi
alternative antiinfectioase, includerea noilor altenative ecologice in
tratarea biofilmelor asociate sau a infectiilor rezistente. Este co-autor la 10
carti, 3 dintre ele fiind monografii (dintre care 2 sunt tiparite la Editura
Academiei Romane si una dintre monografii este Antibioticele si substantele
chimioterapeutice antimicrobiene), 2 capitole de volume colective, 1 dictionar,
1 Ghid National pentru aplicarea procedurii de testare a sensibilitatii la
antibiotice, 3 cursuri universitare, 7 brevete (obtinerea de noi agenti
antimicrobieni, biomateriale, modele experimentale pentru studiul rezistentei
la antibiotice a biofilmelor microbiene). A publicat 92 de lucrari (18 articole
ISI si 47 indexate in baze de date internationale) participari la 90 de
manifestari internationle si 37 nationale cu comunicari si postere. A
participat in echipa de cercetare a 33 de proiecte de cercetare, dintre care 4
interntionale (Cost B23 Action – participant, PHARE – expert national, EARSS –
National Data Manager, FP7 – Cooperation – membru).
CS Dr. Adriana Robertina Ionescu
Principalele
tematici abordate de doamna cercetator dr. Ionescu Robertina în cei 12 ani de
activitate în cadrul Universitatii din Bucuresti, Facultatea de Biologie -
Departamentul de Genetica au vizat studii de taxonomie moleculara pe
microorganisme cu potential biotehnologic (bacterii, drojdii, fungi), analize
biochimice si genetice privind potentialul biodegradativ al unor tulpini de
microorganisme izolate din ecosisteme poluate, studii biotehnologice de
obtinere de biomasa si compusi biologic activi (biosurfactanți) si
analize ale biodiversitatii microbiene în diferite ecosisteme.
Rezultate
Principalele
rezultate obtinute în cadrul prezentului proiect de cercetare au constat în:
Ø
izolarea si caracterizarea unui numar de 75 de tulpini de bacterii lactice din
nise ecologice specifice (fecale de nou nascut, produse lactate fermentate,
secretii vaginale de la femei fara manifestari clinice, lapte matern, etc);
Ø
obtinerea unei minicolectii de microorganisme patogene izolate din infectii
urogenitale (20 tulpini Gram pozitive din urina, 14 tulpini Gram negative si 13
tulpini de drojdii din secretii vaginale), caracterizate din punct de vedere
morfofiziologic, biochimic si genetic;
Ø
caracterizarea tulpinilor microbiene în ceea ce priveste expresia fenotipica a
unor factori de virulenta si patogenitate (biosinteza de enzime, capacitatea de
aderenta la substrat inert si la celulele eucariote reprezentate de linii
celulare, rezistenta la compusi cu actiune antimicrobiana – antibiotice si
antifungice) si selectia celor cu grad ridicat de virulenta si patogenitate;
Ø
determinarea activitatii antimicrobiene a tulpinilor de bacterii lactice fata
de tulpinile microbiene patogene selectate si corelarea acesteia cu biosinteza
de acizi organici si/sau bacteriocine;
Ø
analiza fenotipica si genotipica a expresiei factorilor de virulenta si
patogenitate în prezenta culturilor de bacterii lactice si selectia tulpinilor
de bacterii lactice care determina o reducere a factorilor de virulenta si
patogenitate în cazul tulpinilor microbiene patogene selectate.
Studiile
realizate au permis selectarea de tulpini de bacterii lactice care pot fi
utilizate în prevenirea unor infectii urogenitale, dar si în tratarea acestora,
fie prin administrarea bacteriilor lactice individual datorita activitatii
antimicrobiene sau concomitent cu substante cu activitate antimicrobiana
(antibiotice si antifungice).
Proiectul
a contribuit la formarea unor tineri cercetatori cum este cazul dnei Ionela
Sarbu, care si-a finalizat teza de doctorat in cursul anului 2012 prin
integrarea unor rezultate obtinute in cadrul proiectului. Optimizarea
tehnicilor aplicate in cadrul proiectului a permis utilizarea acestora in
cadrul luca rarilor practice cu studentii sectiilor de Biologie, Biochimie si
Ecologie si cu studentii admisi in cadrul Masterelor de Genetica, Microbiologie
si Biotehnologie; Biologie Medicala si Biologie Moleculara, care se desfasoara
in cadrul Facultatii de Biologie, Universitatea din Bucuresti.
Publicații științifice
- Ditu L.M., Chifiriuc M.C., Bezitzoglu E., Voltsi C., Bleotu C., Pelinescu D., Mihaescu G., Lazar V., 2010, Modulation of virulence and antibiotic susceptibility of enteropathogenic E. coli strains by Enterococcus faecium probiotic strain culture fractions, Anaerobe 17(6), p. 448-451
- Cotar A.I., Chifiriuc M.C., Dinu S., Pelinescu D., Banu O., Lazar V., 2010, Quantitative real-time PCR study of the influence of probiotic culture soluble fraction on the expression of Pseudomonas aeruginosa quorum sensing genes, Roum. Arch. Microbiol. Immunol. 69 (4), p. 213 -223
- Chifiriuc M.C., Badea Cioaca A., Lazar V., 2011, In vitro assay of the antimicrobial activity of kephir against bacterial and fungal strains, Anaerobe 17 (6), p. 433-435
- Sarbu I., Vassu T., Stoica I., Vamanu E., Pelinescu D.R., 2011, Selection of lactic acid bacteria strains producing exopolysaccharides, European Biotechnology Congress 2011, 28 sept – 1 oct,+ Istanbul, Turcia, publicat in Current Opinion in Biotechnology, vol. 22 supplement 1, p. S96 – S97
- Sarbu I., Vassu T., Sasarman E., Stoica I., Chifiriuc C.M., Ionescu R.A., Pelinescu D.R., 2011, Antimicrobial activity assessment of some lactic acid bacteria strains, FEMS 10th, Symposium on Lactic Acid Bacteria, 28 aug-1 sept., Egmond Aan Zee, Olanda , E067
- Ionescu R., Tanase A-M, Sarbu I., Pelinescu D., Vassu T., Csutak O., Chiciudean I., Stoica I., 2012, Taxonomic identification of Pseudomonas strains producing biosurfactants, 5th Croatian Congress of Microbiology with International Participation 26 – 30 sept, Croatia, P5, p.60.
- Sarbu I., Pelinescu D., Stoica I., Ionescu R., Marutescu L., Popa M., Chifiriuc C., Vassu T., 2012, Phenotpic virulence profile and taxonomic identification of microbial strains isolated from urogenital infections, 5th Croatian Congress of Microbiology with International Participation 26 – 30 sept , Croatia, P18, p.73.
- Sarbu I., Vassu T., Stoica I., Ionescu R., Dascalu L., Popa M., Chifiriuc C., Pelinescu D., 2012, Antimicrobial activity of some lactic acid bacteria strains against pathogenic strains isolated from urogenital infections, Central European Symposium on Antimicrobials and Antimicrobial Resistance - CESAR 2012, 23 -26 sept, Croatia, p. 66
- Cotar A.I., Ionescu B., Pelinescu D., Voidarou D., Lazar V., Bezirtzoglou E., Chifiriuc M.C., 2013, Current solution for the interception of quorum sensing in Staphylococcus aureus, Current Organic Chemistry 17, p. 97-104.
- Rusu E., Enache-Soare S., Cristescu C., Cristescu V., Pelinescu D., Sarbu I., Vassu T., 2013, Identification of species of the genus Candida by analysis of 5.8S rRNA gene, Indian Journal of Medical Microbiology (submited)
- Sarbu I., Pelinescu D., Stoica I., Ionescu R., Dascalu L., Alexandru I., Chifiriuc C., Rusu E., Nedelcu I., Vassu T., 2013, Influence of non steroidal anti-inflammatory drugs on antifungal resistance of Candida strains isolated from vulvo-vaginal infections, Farmacia (in press)https://sites.google.com/site/pelinescute66/
