Publicação
Isolation of polyvalent bacteriophages against drug-resistant bacterial pathogens
| Resumo: | A resistência antimicrobiana (RAM) é caracterizada pela capacidade das bactérias de resistirem aos antibióticos. Exemplos notáveis incluem a Klebsiella pneumoniae e a Acinetobacter baumannii, que estão associadas a várias infecções, particularmente em doentes imunocomprometidos. Os bacteriófagos representam uma alternativa promissora para combater a RAM. Estes vírus reconhecem e infectam especificamente as bactérias. No caso da Klebsiella e da Acinetobacter, a maioria dos fagos utiliza enzimas codificadas nas suas caudas (chamadas depolimerases, ou Dpo) para reconhecer as cápsulas do hospedeiro de uma forma altamente específica. Consequentemente, só podem infetar bactérias com um determinado tipo capsular entre os mais de 100 existentes. Por conseguinte, o objetivo consistiu em isolar novos fagos de gama de hospedeiros mais ampla (ou seja, independentes de Dpo) que supostamente não dependem da cápsula e podem infetar vários serotipos bacterianos. O estudo começou por analisar a diversidade dos genomas de fagos de K. pneumoniae e A. baumannii. Os resultados mostraram que a maioria dos fagos (>55%) codifica Dpo, demonstrando que os fagos independentes de Dpo, embora raramente caracterizados, existem na natureza. Assim, foi utilizada uma abordagem não normalizada para isolar fagos independentes de Dpo, utilizando estirpes deficientes em cápsulas, geradas por uma coleção de fagos dependentes de Dpo, e selecionando pequenas placas de fagos sem halos. Estes mutantes são conhecidos por terem cápsulas reduzidas, sendo confirmado pelas densidades celulares mais elevadas observadas e pela taxa de sobrevivência mais baixa contra o sistema de complemento de soro. Em alternativa, também se tentou a remoção das cápsulas através da edição do genoma mediada por CRISPR-Cas9, no entanto a abordagem não foi sucedida. De um modo geral, as estratégias utilizadas resultaram no isolamento de três novos fagos independentes de Dpo (2012, 2013 e SF) que têm como alvo A. baumannii e K. pneumoniae. O espetro lítico e a eficiência de infeção confirmaram que o fago SF era o mais polivalente e podia infetar mutantes de tipo selvagem e deficientes em cápsulas de A. baumannii e K. pneumoniae. Quando os cocktails de fagos combinaram um fago dependente de Dpo com um fago independente de Dpo (SF), observou-se um aumento da taxa de morte bacteriana e uma redução do aparecimento de mutantes resistentes. Isto realça o valor da seleção iterativa para o isolamento de fagos independentes de Dpo e a sua potencial utilização na terapia com fagos. |
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| Autores principais: | Lorenz, Sophia |
| Assunto: | Acinetobacter Bacteriófagos Cápsula Klebsiella Terapia Bacteriophages Capsule Therapy |
| Ano: | 2024 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A resistência antimicrobiana (RAM) é caracterizada pela capacidade das bactérias de resistirem aos antibióticos. Exemplos notáveis incluem a Klebsiella pneumoniae e a Acinetobacter baumannii, que estão associadas a várias infecções, particularmente em doentes imunocomprometidos. Os bacteriófagos representam uma alternativa promissora para combater a RAM. Estes vírus reconhecem e infectam especificamente as bactérias. No caso da Klebsiella e da Acinetobacter, a maioria dos fagos utiliza enzimas codificadas nas suas caudas (chamadas depolimerases, ou Dpo) para reconhecer as cápsulas do hospedeiro de uma forma altamente específica. Consequentemente, só podem infetar bactérias com um determinado tipo capsular entre os mais de 100 existentes. Por conseguinte, o objetivo consistiu em isolar novos fagos de gama de hospedeiros mais ampla (ou seja, independentes de Dpo) que supostamente não dependem da cápsula e podem infetar vários serotipos bacterianos. O estudo começou por analisar a diversidade dos genomas de fagos de K. pneumoniae e A. baumannii. Os resultados mostraram que a maioria dos fagos (>55%) codifica Dpo, demonstrando que os fagos independentes de Dpo, embora raramente caracterizados, existem na natureza. Assim, foi utilizada uma abordagem não normalizada para isolar fagos independentes de Dpo, utilizando estirpes deficientes em cápsulas, geradas por uma coleção de fagos dependentes de Dpo, e selecionando pequenas placas de fagos sem halos. Estes mutantes são conhecidos por terem cápsulas reduzidas, sendo confirmado pelas densidades celulares mais elevadas observadas e pela taxa de sobrevivência mais baixa contra o sistema de complemento de soro. Em alternativa, também se tentou a remoção das cápsulas através da edição do genoma mediada por CRISPR-Cas9, no entanto a abordagem não foi sucedida. De um modo geral, as estratégias utilizadas resultaram no isolamento de três novos fagos independentes de Dpo (2012, 2013 e SF) que têm como alvo A. baumannii e K. pneumoniae. O espetro lítico e a eficiência de infeção confirmaram que o fago SF era o mais polivalente e podia infetar mutantes de tipo selvagem e deficientes em cápsulas de A. baumannii e K. pneumoniae. Quando os cocktails de fagos combinaram um fago dependente de Dpo com um fago independente de Dpo (SF), observou-se um aumento da taxa de morte bacteriana e uma redução do aparecimento de mutantes resistentes. Isto realça o valor da seleção iterativa para o isolamento de fagos independentes de Dpo e a sua potencial utilização na terapia com fagos. |
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