Abstract
Introduction. The bacterial species S. aureus is one of the main activators of nosocomial infections. Similarly to other microorganisms, staphylococcus forms biofilms that increase ability of bacteria to resist numerous stresses and survive under hostile circumstances.
The aim of work is to analyze of current state of the role of S. aureus in bacteria in the pathogenesis of chronic diseases.
Materials and methods. A comparative analysis was conducted scientific articles published for 2020–2025 in the databases eLibrary.ru, PubMed on the topic under consideration.
Results. The analysis of publications revealed the characteristic elements of biofilms formed by S. aureus. In many ways, they correspond to the structure of biofilms of other microorganisms, but they have features that make it difficult to treat diseases caused by biofilms of staphylococcus. There is also an imbalance between normal and pathogenic microflora in diseases caused by Staphylococcus biofilms.
Discussion. Biofilms S. aureus can cause infections of various localization, including serve as a source of recurring infections. The morphological and physiological features of biofilms enable bacteria to withstand antibiotic treatment.
Conclusion. Ability of S. aureus, like others pathogenic, opportunistic microorganism, to form biofilms is one of the reasons for the development of chronic diseases, and the appearance of complications associated with them.
For citation
Utemova VA, Yarmoluk OM. The role of Staphylococcus aureus bacteria in the pathogenesis of chronic diseases. USMU Medical Bulletin. 2025;10(2):e00138. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.52420/usmumb.10.2.e00138. EDN: https://elibrary.ru/KUGCCP.
References
Хрянин АА, Кнорринг ГЮ. Современные представления о биопленках микроорганизмов. Фарматека. 2020;27(6):34–42. [Khryanin AA, Knorring GYu. Modern concepts of microbial biofilms. Farmateka. 2020;27(6):34–42. (In Russ.)]. DOI: https://doi.org/10.18565/pharmateca.2020.6.34-42.
Романова РО, Кашлевская МЕ, Левенков ДС, Исянов РВ, Каторгин МС. Особенности формирования микробной биопленки при воспалительных заболеваниях пародонта. Вестник Пензенского государственного университета. 2022;(1):19–23. [Romanova RO, Kashlevskaya ME, Levenkov DS, Isyanov RV, Katorgin MS. Osobennosti formirovaniya mikrobnoi bioplenki pri vospalitel’nykh zabolevaniyakh parodonta. Vestnik of Penza State University. 2022;(1):19–23. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/YKEZIB.
Скачкова ТС, Замятин МН, Орлова ОА, Юмцунова НА, Лашенкова НН, Фомина ВС, и др. Мониторинг метициллинрезистентных штаммов стафилококка в многопрофильном стационаре Москвы с помощью молекулярно-биологических методов. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2021;20(1):44–50. [Skachkova TS, Zamyatin MN, Orlova OA, Yumtsunova NA, Lashenkova NN, Fomina VS, et al. Monitoring methicillin-resistant staphylococcus strains in the Moscow medical and surgical center using molecular-biological methods. Epidemiology and Vaccinal Prevention. 2021;20(1):44–50. (In Russ.)]. DOI: https://doi.org/10.31631/2073-3046-2021-20-1-44-50.
Скачкова ТС, Головешкина ЕН, Абросимова ОА, Тутельян АВ, Акимкин ВГ. Уровень и структура заболеваемости инфекциями, связанными с оказанием медицинской помощи, обусловленными стафилококками, в 2018–2021 гг. Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2023;13(2):28–33. [Skachkova TS, Goloveshkina EN, Abrosimova OA, Tutelian AV, Akimkin VG. The level and pattern of healthcare-associated Staphylococcus-induced infections in 2018–2021. Èpidemiologiâ i Infekcionnye Bolezni. Aktual’nye voprosy. 2023;13(2):28–33. (In Russ.)]. DOI: https://doi.org/10.18565/epidem.2023.13.2.28-33.
Малафеева ЭВ, Гульнева МЮ. Формирование биопленок оппортунистическими микроорганизмами. Научное обозрение. Медицинские науки. 2020;(4):65–69. [Malafeeva EHV, Gul’neva MYU. Formirovanie bioplenok opportunisticheskimi mikroorganizmami. Nauchnoe obozrenie. Meditsinskie nauki. 2020;(4):65–69. (In Russ.)]. EDN: https://elibrary.ru/YQTFEK.
Кабисова ЭН, Хадаева ДТ. Развитие биопленки стафилококка. Молодой ученый. 2022;(46):51–53. [Kabisova EHN, Khadaeva DT. Razvitie bioplenki stafilokokka. Molodoi uchenyi. 2022;(46):51–53. (In Russ.)]. EDN: https://elibrary.ru/VXRMPC.
Welp A, Bomberger J. Bacterial community interactions during chronic respiratory disease. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2020;10:213. DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2020.00213.
Гордина ЕМ, Божкова СА, Смирнова ЛН. Влияние бактериофагов на биопленки Staphylococcus aureus, выделенных от пациентов с ортопедической инфекцией. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2022;24(3):283–288. [Gordina EM, Bozhkova SA, Smirnova LN. Effects of bacteriophages on biofilms formed by Staphylococcus aureus isolated from patients with orthopedic infection. Clinical Microbiology and Antimicrobial Chemotherapy. 2022;24(3):283–288. (In Russ.)]. DOI: https://doi.org/10.36488/cmac.2022.3.283-288.
Bowden LC, Finlinson J, Jones B, Berges BK. Beyond the double helix: The multifaceted landscape of extracellular DNA in Staphylococcus aureus biofilms. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2024;14:1400648. DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2024.1400648.
Ленченко ЕМ, Павлова ИБ, Блюменкранц ДА, Пономарев ВВ, Толмачева ГС. Методологические аспекты исследований состава биопленок in vitro, ex vivo, in vivo. Российский журнал «Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии». 2022;(41):73–82. [Lenchenko EM, Pavlova IB, Blumenkrants DA, Ponomarev VV, Tolmacheva GS. Methodological aspects of research of composition of biofilms in vitro, ex vivo, in vivo. Russian Journal “Problems of Veterinary Sanitation, Hygiene and Ecology”. 2022;(41):73–82. (In Russ.)]. DOI: https://doi.org/10.36871/vet.san.hyg.ecol.202201009.
Zhao A, Sun J, Liu Y. Understanding bacterial biofilms: From definition to treatment strategies. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2023;13:1137947. DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2023.1137947.
Nguyen HTT, Nguyen TH, Otto M. The staphylococcal exopolysaccharide PIA — biosynthesis and role in biofilm formation, colonization, and infection. Computational and Structural Biotechnology Journal. 2020;18:3324–3334. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csbj.2020.10.027.
Сыпачева НА, Сакаева ЭХ. Биопленки: структура, этапы формирования и методы борьбы. Химия. Экология. Урбанистика. 2024;1:119–123. [Sypacheva NA, Sakaeva EKh. Biofilms: Modern insights and methods of control. Khimiya. Ehkologiya. Urbanistika. 2024;1:119–123. (In Russ.)]. EDN: https://elibrary.ru/NCEUMP.
Степанов МС. Морфологическая структура биопленки Staphylococcus epidermidis. Проблемы медицинской микологии. 2020;22(3):130. [Stepanov MS. Morfologicheskaya struktura bioplenki Staphylococcus epidermidis. Problems in Medical Mycology. 2020;22(3):130. (In Russ.)]. EDN: https://elibrary.ru/UOJLVJ.
Rather MA, Gupta K, Mandal M. Microbial biofilm: Formation, architecture, antibiotic resistance, and control strategies. Brazilian Journal of Microbiology. 2021;52(4):1701–1718. DOI: https://doi.org/10.1007/s42770-021-00624-x.
Плотников ФВ, Мовсесян НА, Лептеева ТН, Торосян ТА, Земко ВЮ, Ильин ЕА. Иммунитет и бактериальные биопленки: современное состояние вопроса (обзор литературы). Вестник ВГМУ. 2021;20(3):7–15. [Plotnikov PV, Movsesyan NA, Lepteeva TN, Torosyan TA, Ziamko VY, Ilyin EA. Immunity and bacterial biofilms: Current status of the matter (literature review). Vestnik VGMU. 2021;20(3):7–15. (In Russ.)]. DOI: https://doi.org/10.22263/2312-4156.2021.3.7.
Шлепотина НМ, Пешикова МВ, Колесников ОЛ, Шишкова ЮС. Современные представления о механизмах взаимодействия биопленки и факторов клеточного иммунитета. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020;97(1):83–90. [Shlepotina NM, Peshikova MV, Kolesnikov OL, Shishkova YS. Modern conceptions about the mechanisms of interaction between biofilm and cellular immunity factors. Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2020;97(1):83–90. (In Russ.)]. DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-1-83-90.
Perry EK, Tan MW. Bacterial biofilms in the human body: Prevalence and impacts on health and disease. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2023;13:1237164. DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2023.1237164.
Harrell JE, Hahn MM, D’Souza SJ, Vasicek EM, Sandala JL, Gunn JS, et al. Salmonella biofilm formation, chronic infection, and immunity within the intestine and hepatobiliary tract. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2021;10:624622. DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2020.624622.
Povolotsky TL, Keren-Paz A, Kolodkin-Gal I. Metabolic microenvironments drive microbial differentiation and antibiotic resistance. Trends in Genetics. 2021;37(1):4–8. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tig.2020.10.007.
Долгушин ИИ, Мезенцева ЕА. Нейтрофильные внеклеточные ловушки в борьбе с биопленкообразующими микроорганизмами: охотники или добыча. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2020;97(5):468–481. [Dolgushin II, Mezentseva EA. Neutrophil extracellular traps in the fight against biofilm-forming microorganisms: Hunters or prey? Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology. 2020;97(5):468–481. (In Russ., Eng.)]. DOI: https://doi.org/10.36233/0372-9311-2020-97-5-9.
Моисеева АВ. Ингибиторы межклеточной коммуникации бактерий в качестве антимикробных препаратов нового поколения. В: Гуляев ГЮ (ред.). Лучшая научная работа 2022. Пенза: Наука и Просвещение; 2022. С. 77–80. [Moiseeva AV. Inhibitors of intercellular communication of bacteria as antimicrobial drugs of a new generation. In: Gulyaev GYu (ed.). Luchshaya nauchnaya rabota 2022. Penza: Nauka i Prosveshchenie; 2022. P. 77–80. (In Russ.)]. EDN: https://elibrary.ru/OBIEXG.
Guo H, Tong Y, Cheng J, Abbas Z, Li Z, Wang J, et al. Biofilm and small colony variants — an update on Staphylococcus aureus strategies toward drug resistance. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23(3):1241. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms23031241.
Хрянин АА. Биопленки микроорганизмов: современные представления. Антибиотики и химиотерапия. 2020;65(5–6):70–77. [Khryanin AA. Microbial biofilms: Modern concepts. Antibiotics and Chemotherapy. 2020;65(5–6):70–77. (In Russ.)]. DOI: https://doi.org/10.37489/0235-2990-2020-65-5-6-70-77.
Peyrusson F, Varet H, Nguyen TK, Legendre R, Sismeiro O, Coppée JY, et al. Intracellular Staphylococcus aureus persisters upon antibiotic exposure. Nature Communications. 2020;11(1):2200. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-15966-7.
Хайтович АБ, Грищенко АА. Роль клеток-персисторов в организме человека. Бактериология. 2022;7(2):72–77. [Khaitovich AB, Grishchenko AA. The role of persistor cells in the human body. Bacteriology. 2022;7(2):72–77. (In Russ.)]. EDN: https://elibrary.ru/PYEFNS.
Шиленкова ВВ. Биопленки и хронический риносинусит. Медицинский Совет. 2020;(6):59–66. [Shilenkova VV. Biofilms and сhronic rhinosinusitis. Medical Council. 2020;(6):59–65. (In Russ.)]. DOI: https://doi.org/10.21518/2079-701X-2020-6-59-65.
Сергеева ЕО, Далиелян КО. Изменение микрофлоры полости рта при хроническом тонзиллите. Научный альманах. 2023;(5-2):84–86. [Sergeeva EO, Danielyan KO. Changes in the microflora of the oral cavity in chronic tonsillitis. Nauchnyi al’manakh. 2023;(5-2):84–86. (In Russ.)]. EDN: https://elibrary.ru/CRPZQR.
Леонтьева АВ, Потоцкая ЛА, Червинец ЮВ. Механизмы образования микробных биопленок в полости рта у здоровых людей и больных хроническим генерализованным пародонтитом. Пародонтология. 2023;(28):276–285. [Leonteva AV, Pototskaya LA, Chervinets YV. Mechanisms of oral microbial biofilm formation in healthy people and patients with chronic generalized periodontitis. Parodontologiya. 2023;28(3):208–217. (In Russ.)]. DOI: https://doi.org/10.33925/1683-3759-2023-794.
Mirzaei R, Mohammadzadeh R, Alikhani MY, Shokri Moghadam M, Karampoor S, Kazemi S, et al. The biofilm-associated bacterial infections unrelated to indwelling devices. IUBMB Life. 2020;72(7):1271–1285. DOI: https://doi.org/10.1002/iub.2266.
Ильина ТС, Романова ЮМ. Бактериальные биопленки: роль в хронических инфекционных процессах и поиск средств борьбы с ними. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2021;39(2):14–24. [Ilyina TS, Romanova YuM. Bacterial biofilms: their role in chronical infection processes and the means to combat them. Molecular Genetics, Microbiology and Virology. 2021;39(2):14–24. (In Russ.)]. DOI: https://doi.org/10.17116/molgen20213902114.
Mirzaei B, Babaei R, Haghshenas MR, Mohammadi F, Homayoni P, Shafaei E. PIA and rSesC mixture arisen antibodies could inhibit the biofilm-formation in Staphylococcus aureus. Reports of Biochemistry and Molecular Biology. 2021;10(1):1–12. DOI: https://doi.org/10.52547/rbmb.10.1.1.
Вишневский БИ, Яблонский ПК. Чувство кворума (QUORUM SENSING) у микобактерий туберкулеза. Обзор. Медицинский альянс. 2021;9(3):6–11. [QUORUM SENSING in Mycobacterium tuberculosis. Review. Medical Alliance. 2021;9(3):6–11. (In Russ.).]. DOI: https://doi.org/10.36422/23076348-2021-9-3-6-11.
Chiba A, Seki M, Suzuki Y, Kinjo Y, Mizunoe Y, Sugimoto S. Staphylococcus aureus utilizes environmental RNA as a building material in specific polysaccharide-dependent biofilms. npj Biofilms and Microbiomes. 2022;8(1):17. DOI: https://doi.org/10.1038/s41522-022-00278-z.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License
Copyright © 2025 Utemova V. A., Yarmoluk O. M.