Effect of mucosal environment on phage resistance and subsequent infectivity of Pseudomonas aeruginosa - Suokko, Valtteri (2024)
Antibiooteille vastustuskykyisten bakteerien yleistyminen on noussut yhdeksi suurimmista maailmanlaajuisista terveysongelmista. Se on aikaansaanut tarpeen katsoa perinteisten hoitomenetelmien ulkopuolelle ja kehittää uusia menetelmiä vastustuskykyisiä bakteeri-infektioita vastaan. Faagiterapia eli bakteerien omien virusten käyttäminen isäntäspesifisesti infektioita vastaan on yksi lupaavimmista menetelmistä. Tämän tutkielman tavoitteena oli selvittää, miten limakalvoympäristö vaikuttaa faagiresistenssin syntyyn Pseudomonas aeruginosa PA14 -bakteereissa ja miten syntynyt resistenssi vaikuttaa bakteerien virulenssiin. Lisätavoitteena oli selvittää musiinin vaikutusta PA14-bakteerien biofilmimuodostukseen. Resistenssikehitykselle optimaalisimmat ravinneolosuhteet ja aikajana määritettiin kasvuanalyysillä ja faagiresistentit PA14-bakteerit tuotettiin kasvattamalla bakteereita faagien DMS3vir ja GEC-PNG14 ollessa läsnä. Resistenssimekanismeja vertailtiin spot-on-spot testillä sekä CRISPR PCR -kokeella. Lopuksi vastustuskykyisten bakteereiden virulenssi testattiin soluviljelymallilla hyödyntäen ihmisen keuhkosolulinjan A549-soluja. Musiinin odotettiin edistävän DMS3vir-resistenssin syntyä CRISPR-järjestelmän kautta, kun muutoin pintamodifikaatio olisi yleisempää. GEC-PNG14 oletettiin indusoivan resistenssiä vain pintamodifikaation kautta sen anti-CRISPR-ominaisuuksien ansiosta. Resistenssin odotettiin laskevan bakteerien virulenssia riippumatta mekanismista. Musiini edisti faagiresistenssikehitystä ja alensi bakteerien biofilmimuodostuskykyä, mutta ei vaikuttanut resistenssi-mekanismeihin. Resistenttien bakteerien virulenssi oli kuitenkin merkittävästi matalampi kuin villityypin bakteereilla. CRISPR-puolustuksen puutoksen syyt eivät selvinneet tässä tutkielmassa, mutta järjestelmä saattoi vain esimerkiksi olla epäsuotuisa pintamodifikaatioon verrattuna faagi-isäntä- ja ympäristötekijöiden takia. Virulenssimuutokset johtuivat luultavimmin pintamodifikaatioista, kun bakteerit muokkasivat solukalvon reseptoreitaan saavuttaakseen resistenttiyden. Viimeisimpänä, biofilmimuodostuksen muutokset johtuivat luultavimmin musiinin kyvystä edistää bakteerien liikehdintää.