Vliv quorum sensing na průběh fágové infekce u Staphylococcus aureus

Bc. Kateřina Vašatová

Diplomová práce

The role of quorum sensing on the phage infection in Staphylococcus aureus

Anotace:

V souvislosti s narůstající celosvětovou krizí antibiotické rezistence a šířením multirezistentních kmenů jako je Staphylococcus aureus se pozornost moderní vědy stále častěji obrací k alternativním terapeutickým přístupům, jako je fágová terapie. Staphylococcus aureus je oportunní patogen, jehož virulence je úzce regulována systémem quorum sensing, konkrétně systémem agr (accesssory gene regulator). Mechanismy interakce mezi lytickými fágy a quorum sensing systémem zůstávají nedostatečně popsány, a to zejména v kontextu reálné infekce, kde se dynamika těchto vztahů výrazně liší od kontrolovaných laboratorních podmínek in vitro. V rámci této diplomové práce byly ke studiu těchto interakcí využity metody analýzy růstových křivek pomocí spektrofotometrie pro sledování dynamiky fágové infekce a také qPCR pro sledování exprese klíčových genů agr quorum sensing systému, a také fágových genů během infekce. Výsledky naznačují, že aktivita quorum sensing systému u Staphylococcus aureus vede k ovlivnění fágové infekce. Získané poznatky zdůrazňují potřebu zohledňovat bakteriální komunikaci při návrhu fágových preparátů, neboť aktivace quorum sensing může paradoxně usnadňovat šíření fágů v populaci, což lze využít k cílenému posílení lytického účinku fágové terapie. Tato práce otevírá prostor pro další výzkum zaměřený na bližší pochopení interakcí mezi fágy a quorum sensing

Abstract:

In the context of the growing global crisis of antibiotic resistance and the spread of multiresistant strains such as Staphylococcus aureus, the attention of modern science is increasingly turning to alternative therapeutic approaches, such as phage therapy. Staphylococcus aureus is an opportunistic pathogen whose virulence is closely regulated by the quorum sensing system, specifically the agr (accessory gene regulator) system. The mechanisms of interaction between lytic phages and the quorum sensing system remain insufficiently described, particularly in the context of real infection, where the dynamics of these relationships differ significantly from controlled laboratory in vitro conditions. Within this master's thesis, methods of growth curve analysis using spectrophotometry were used to study these interactions by monitoring the dynamics of phage infection, as well as qPCR to monitor the expression of key genes of the agr quorum sensing system and phage genes during infection. The results suggest that the activity of the quorum sensing system in Staphylococcus aureus leads to the modulation of phage infection. The findings highlight the need to take bacterial communication into account when designing phage preparations, as quorum sensing activation may paradoxically facilitate the spread of phages within a population, which can be utilized for the targeted enhancement of the lytic effect of phage therapy. This work opens up space for further research aimed at a closer understanding of the interactions between phages and quorum sensing.

Klíčová slova

Staphylococcus aureus, quorum sensing, lytická infekce, bakteriofág, agr systém, lytic infection, bacteriophage

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 5. 2026

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 5. 6. 2026
• Vedoucí: Mgr. Lucie Kuntová, Ph.D.
• Oponent: Mgr. Hana Šimečková, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Molekulární biologie a genetika / Molekulární biologie a genetika