Working together for a green, competitive and inclusive Europe
Tytuł: Badania nad opracowaniem składu preparatu bakteriofagowego aktywnego wobec wielolekoopornych szczepów klinicznych Acinetobacter baumannii (ACIPHAGE)
numer umowy: NOR/SGS/ACIPHAGE/0192/2020-00
Słowa kluczowe: bakteriofagi, Acinetobacter baumannii, terapia fagowa, wielolekooporność (MDR), krytyczny priorytet
Okres realizacji projektu: 01.06.2021- 30.11.2023
Badania finansowane z Funduszy Norweskich 2014 -2021 za pośrednictwem Narodowego Centrum Badań i Rozwoju.
Łączna kwota dofinansowania: 800 000 zł (175816.45 €)
Bakterie Acinetobacter baumannii znajdują się na liście dziesięciu najpoważniejszych zagrożeń dla zdrowia publicznego. Są szeroko rozpowszechnione w środowisku szpitalnym. Jako patogen oportunistyczny, wysoce zjadliwy i zdolny do wytwarzania biofilmów stwarzają poważne trudności w eradykacji, zwłaszcza wśród pacjentów długo hospitalizowanych, w tym przebywających na oddziałach intensywnej terapii. A. baumannii może także stanowić jedną z przyczyn trudnych do wyleczenia infekcji dróg moczowych. Infekcje tego typu to ogromny problem społeczny, w znacznym stopniu obniżający jakość życia zwłaszcza wśród kobiet. Ze względu na to, że wśród szczepów A. baumannii obserwowana jest oporność na antybiotyki ostatniej szansy (karbapenemy i cefalosporyny III generacji) nie można ich uznać za skuteczny środek do leczenia zakażeń bakteryjnych wywołanych przez te patogeny, a tym samym istnieje ogromne zapotrzebowanie na skuteczny środek terapeutyczny.
Celem projektu jest wyizolowanie, scharakteryzowanie i przygotowanie składu koktajlu fagowego o szerokim spektrum, aktywnego wobec antybiotykoopornych szczepów A. baumannii wywołujących zakażenie dróg moczowych. W celu wyizolowania nowych fagów aktywnych przeciwko A. baumannii kolekcjonowane będą zarówno wielolekooporne szczepy szpitalne, jak i różne próbki (np. ścieki, woda).
Nowo wyizolowane fagi zostaną szczegółowo scharakteryzowane (planowane jest badanie morfologii i ultrastruktury oraz taksonomii fagów, spektrum litycznego oraz ich stabilności w różnych warunkach przechowywania; w celu potwierdzenia litycznego charakteru fagów ich materiał genetyczny zostanie poddany sekwencjonowaniu). Ponadto, fagi dostępne i scharakteryzowane wcześniej, znajdujące się w kolekcji Laboratorium Bakteriofagowego wraz z nowo wyizolowanymi fagami w ramach projektu, zostaną wykorzystane do badań nad opracowaniem składu preparatu fagowego np. możliwej synergii fagów w potencjalnym preparacie docelowym. Zarówno różne warianty koktajli, jak i pojedyncze fagi zostaną wykorzystane do badania skuteczności fagów in vitro. Preparaty fagowe, które wykażą największą skuteczność w zwalczaniu biofilmu bakteryjnego zostaną wykorzystane do badań in vivo, które będą obejmowały określenie skuteczności preparatów fagowych w wywołanym eksperymentalnie zakażeniu dróg moczowych u myszy (zakażonych opornymi na antybiotyki szczepami A. baumannii). Opracowanie preparatu aktywnego wobec wielolekoopornych szczepów A. baumannii w leczeniu infekcji dróg moczowych mogą przyczynić się zarówno do rozwoju fagoterapii, jak i do znalezienia skutecznego środka pozwalającego na walkę z ogromnym problemem zdrowotnym o dużym zasięgu społecznym, jakim są zakażenia dróg moczowych.
Badania przeprowadzone w ramach projektu „Study of the composition of a bacteriophage preparation specific to multi-drug resistant Acinetobacter baumannii clinical strains” NOR/SGS/ACIPHAGE/0192/2020 finansowanego przez NCBR).
- W celu poszukiwania aktywnych fagów swoistych wobec A. baumannii przebadano łącznie 461 próbek wody (w tym próbki ścieków środowiskowych i komunalnych) oraz 97 szczepów należących do Acinetobacter spp. i 16 szczepów należących do innych gatunków.
- Wyizolowano dwa nowe fagi swoiste wobec Acinetobacter spp.
- Przeprowadzono badania genetyczne (sekwencjonowanie genomów oraz ich analizę bioinformatyczną) osiemnastu wcześniej wyizolowanych fagów. Badania genetyczne potwierdziły izolację dwunastu bakteriofagów.
- Dla wyizolowanych fagów określono następujące parametry:
-
- spektrum lityczne,
- procent adsorpcji do komórek gospodarza,
- MOI (ang. Multiplicity of Infection) czyli stosunkiem liczby cząstek wirusa do liczby komórek docelowych obecnych w określonej przestrzeni. Określenie najlepszego MOI pozwala na optymalizację amplifikacji fagów.
- stabilność w różnych warunkach przechowywania (temperatury, pH, wybrane media),
- morfologię wirionów oraz ich wymiary,
- na podstawie badań genetycznych określono długość genomów fagowych, podobieństwo do już zbadanych fagów oraz ich przynależność systematyczną,
- zbadano aktywność 12 fagów jak i koktajli fagowych na biofilmie bakteryjnym produkowanym przez uropatogenne szczepy baumannii,
- wybrano preparaty do badań in vivo.
Research conducted as part of the project “Study of the composition of a bacteriophage preparation specific to multi-drug resistant Acinetobacter baumannii clinical strains” NOR/SGS/ACIPHAGE/0192/2020 financed by the National Center for Research and Development).
- In order to search for active phages specific for A. baumannii, a total of 461 water samples (including environmental and municipal wastewater samples) and 97 strains belonging to Acinetobacter spp. and 16 strains belonging to other species were tested.
- Two new phages specific for Acinetobacter spp. were isolated.
- Genetic studies (genome sequencing and their bioinformatics analysis) were performed on eighteen previously isolated phages. Genetic studies confirmed the isolation of twelve bacteriophages.
- The following parameters were determined for the isolated phages:
- lytic spectrum,
- percentage of adsorption to host cells,
- MOI (Multiplicity of Infection), ie the ratio of the number of virus particles to the number of target cells present in a specific space. Determining the best MOI allows optimization of phage amplification,
- stability in various storage conditions (temperatures, pH, selected media),
- morphology of virions and their dimensions,
- on the basis of genetic studies, the length of phage genomes, similarity to already examined phages and their systematic affiliation were determined,
- effectiveness of the 12 characterized phages and phage cocktails on biofilm produced by uropathogenic strains of baumannii was tested,
- phage preparations for in vivo studies were selected.