Produkce cytokinů v důsledku antigenních stimulů při fágové terapii

Bc. Kateřina Franzová

Master's thesis

Cytokine production due to antigenic stimuli during phage therapy

Abstract:

Vzhledem k nárůstu multirezistence k antibiotikům u kmenů klinicky významných bakterií stoupá zájem o využití bakteriofágové terapie. Před uvedením bakteriofágové terapie do běžné praxe je však nezbytné porozumět všem interakcím bakteriofágů v makroorganismu včetně imunogenicity bakteriofágů. Hlavním cílem této diplomové práce bylo pomoci objasnit imunogenicictu bakteriofágů a ověřit úspěšnost bakteriofágové terapie na zvířecím modelu prasete domácího. U prasat byly sledovány změny imunitního systému na infekci bakteriálním kmenem Staphylococcus aureus a na podávání gelových bakteriofágových přípravků a samotných bakteriofágových lyzátů. V odebraných vzorcích krve byla stanovena spontánní a aktivovaná produkce ROS pomocí chemiluminiscence, bakteriolytická aktivita klasické cesty komplementu, krevní diferenciál a s využitím metody ELISA byly detekovány cytokiny TNFα a IL-10. Kvůli nedostatečné imunitní reakci prasat na infekci nebyly detekovány žádné statisticky průkazné rozdíly mezi jednotlivými skupinami na žádné vyšetřované úrovni. Skupiny, jímž byl podáván bakteriofágový lyzát a bakteriofágový přípravek z nepurifikovaného lyzátu, nevykazovaly na podávané bakteriofágy žádnou imunitní reakci. V případě bakteriofágového přípravku z purifikovaného lyzátu jevil jeden jedinec opakovaně zvýšenou produkci ROS. U tohoto jedince se mohlo jednat o nežádoucí vedlejší účinek přípravku. Výsledky této diplomové práce přináší nové poznatky umožňující optimalizovat návrh dalších preklinických a klinických studií, jak ve veterinární, tak humánní klinické praxi. Mimo jiné ukazuje značnou odolnost prasat vůči infekci meticilin - rezistentním S. aureus z klonální linie ST398, která naznačuje, že prasata nejsou vhodným zvířecím modelem pro navazující experimenty.

Abstract:

Due to the increase in multiresistance to antibiotics in strains of clinically significant bacteria, interest in the use of bacteriophage therapy is increasing. However, prior to the introduction of bacteriophage therapy into normal practice, it is necessary to understand all the bacteriophage interactions in the macroorganism including the immunogenicity of the bacteriophages. The main aim of this diploma thesis was to help elucidate the immunogenicity of bacteriophages and to verify the success of bacteriophage therapy on the animal model of the domestic pig. The pigs were monitored for changes in the immune system caused by infection with the bacterial strain Staphylococcus aureus and by administration of gel bacteriophage preparations and bacteriophage lysates. In the blood samples taken, there was determined the spontaneous and activated production of ROS by chemiluminescence, also the bacteriolytical activity of the classical complement pathway, blood differential and cytokines TNFα and IL-10 which were detected using ELISA. Due to the insufficient immune response of the pigs to the infection, no statistically significant differences were found between the groups at any level investigated. Groups using the bacteriophage lysate and bacteriophage preparation from the unpurified lysate did not show any immune response to the bacteriophage administered. In the case of a bacteriophage preparation from the purified lysate, one individual repeatedly showed increased production of ROS. This could be caused by undesirable side effects of the this preparation on the individual. The results of this diploma work bring new knowledge to optimize the design of other preclinical and clinical studies, both in veterinary and human clinical practice. It shows, among other things, the considerable resistance of pigs to methicillin - resistant S. aureus from clonal line ST398, which suggests that pigs are not a suitable animal model for follow-up experiments.

Keywords

bakteriofág, bakteriofágová terapie, cytokiny, komplement, biologická léčba, imunogenicita bakteriofágů, antibiotická rezistence, bacteriophage, bacteriophage therapy, cytokines, complement system, biological therapy, immunogenicity of bacteriophages, antibiotic resistance

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 1. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 6. 2. 2019
• Supervisor: doc. RNDr. Roman Pantůček, Ph.D.
• Reader: RNDr. Milan Číž, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology