Wykorzystywanie ustrojowych źródeł żelaza przez bakterie Desulfovibrio desulfuricans

Pathogenicity of Gram-negative bacteria is determined by their ability of iron uptake from environmental and human reserve sources. To acquire this element microorganisms synthesize siderophores, iron chelating structures that allow them to utilize various host iron sources such as hemoglobin, myoglobin, ferritin, transferrin and lactoferrin. Host iron sources utilized by Desulfovibrio desulfuricans (D. desulfuricans) are still unrecognized. These microorganisms colonize a human alimentary tract as a component of the natural intestinal microfl ora. However, their involvement in the pathogenesis of intestinal disorders, such as Crohn’s disease or ulcerative colitis, cannot be excluded. The purpose of this study was to analyze the ability of these bacteria to utilize several body iron sources. The aim of the study was realized by the evaluation of number of colonies of pre-starved D. desulfuricans strains after 48 hour culturing on pyruvate Postgate’s medium supplemented with 1.5 mg/dm3 of the iron source (human hemoglobin and transferrin, bovine hemoglobin, transferrin, lactoferrin and hemin, equine myoglobin and cytochrome c). The control cells were cultured on medium devoid of iron. Most of the tested strains D. desulfuricans (except for DV/B) utilized iron from a wide variety host sources. The interstrain diversity of bacterial growth in the presence of each of iron sources was observed. Soil strain DSM 642 was the slowest proliferating one on medium containing both human and bovine transferrin. Therefore, this strain does not utilize iron from both iron sources. The most intensive growth was observed with DV/I and DV/I/1 intestinal strains on medium supplemented with equine myoglobin and cytochrome c, and bovine lactoferrin, whereas DV/H strain proliferated the most on medium containing both human and bovine hemoglobin.

Patogenność bakterii Gram-ujemnych jest uwarunkowana ich zdolnością pozyskiwania żelaza ze środowiska oraz rezerw zainfekowanego makroorganizmu. W tym celu bakterie syntetyzują siderofory, czyli układy chelatujące żelazo, które umożliwiają im wykorzystywanie jego hemowych i niehemowych źródeł ustrojowych, takich jak hemoglobina, mioglobina, ferrytyna, transferyna i laktoferyna. Dotychczas nie poznano ustrojowych źródeł żelaza wykorzystywanych przez bakterie Desulfovibrio desulfuricans (D. desulfuricans). Gatunek ten kolonizuje m.in. przewód pokarmowy człowieka, stanowiąc składnik fi zjologicznej mikrofl ory jelita. Nie wyklucza się jednak udziału tych bakterii w etiopatogenezie niektórych schorzeń tego narządu, takich jak choroba Crohna czy wrzodziejące zapalenie jelita grubego. Celem podjętych badań była analiza możliwości wykorzystywania przez bakterie D. desulfuricans różnych ustrojowych źródeł żelaza. Zamierzenie to realizowano oceniając po 48 godzinach hodowli liczbę kolonii wygłodzonych izolatów D. desulfuricans na pirogronianowej pożywce Postgate’a wzbogaconej o 1,5 mg/dm3 określonego źródła żelaza (hemoglobiny i transferyny ludzkiej, hemoglobiny, transferyny, laktoferyny i heminy bydlęcej, mioglobiny i cytochromu c końskiego). Hodowlę kontrolną stanowiły bakterie namnażane się na podłożu z obniżoną ilością żelaza. Większość izolatów D. desulfuricans (oprócz DV/B) pozyskiwała żelazo z różnych źródeł ustrojowych, przy czym stwierdzono ich międzyszczepowe zróżnicowanie wzrostu w obecności każdej z żelazoprotein i heminy. Najwolniej namnażał się glebowy izolat DSM 642 na podłożu zawierającym transferynę ludzką i bydlęcą, nie wykorzystując żelaza zawartego w tym ustrojowym źródle. Wśród wszystkich badanych bakterii najintensywniej namnażały się dzikie szczepy DV/I i DV/I/1 na podłożach z końską mioglobiną i cytochromem c oraz laktoferyną bydlęcą oraz DV/H w obecności ludzkiej i bydlęcej hemoglobiny.