Vliv restrikčně-modifikačních systémů na rezistenci kmenů Staphylococcus aureus k polyvalentním bakteriofágům

Bc. Markéta Štreitová

Master's thesis

Influence of restriction-modification systems on resistance of Staphylococcus aureus strains to polyvalent bacteriophages.

Anotácia:

Staphylococcus aureus je oportunním patogenem, často tvořícím součást mikroflóry člověka. Určité, zejména toxigenní kmeny, mohou způsobovat velmi závažná onemocnění nebo pooperační komplikace v důsledku kontaminace operačních ran. Počet kmenů S. aureus rezistentních k antibiotikům roste a jednou z alternativ antibiotické léčby je použití bakteriofágů. Polyvalentní stafylofágy jsou účinné až proti 95% S. aureus, včetně MRSA. Zbývajících 5% kmenů však může způsobovat komplikace v léčbě. Obecně jsou za hlavní příčinu rezistence S. aureus k bakteriofágům považovány restrikčně-modifikační systémy. Vliv R-M systémů typu II je dle výzkumů zanedbatelný, proto se tato práce zaměřila na nově objevený R-M systém typu I – Sau1, kódovaný chromozomálními geny S. aureus. Tento R-M systém brání horizontálnímu přenosu DNA mezi liniemi S. aureus, proto byl testování podroben soubor klinických izolátů MRSA zařazených do odlišných klonálních linií. Izoláty byly testovány na citlivost k polyvalentním bakteriofágům a pomocí PCR byla u vybraných izolátů určena specifita Sau1. Následně byla provedena izolace variant fága Φ812, které byly schopny množení na necitlivých kmenech. Nejednalo se však o modifikované fágy, ale fágové mutanty. Fág tedy překonal jiný mechanismus rezistence, než je klasický R-M systém. Výsledky této práce prokazují, že R-M systém Sau1 nemá vliv na rezistenci S. aureus k polyvalentním bakteriofágům.

Abstract:

As an opportunistic pathogene, Staphylococcus aureus is often a part of the natural human microflora. Some strains, ecpecially the toxin-producing ones, can cause very serious diseaseas or post-operative complications in consequence of surgical wounds contamination. Due to an increase in number of antibiotic-resistant strains, there is a tendency to turn to an alternative treatment method using bacteriophages. Although 95% of S. aureus strains (including MRSA) are sensitive to polyvalent staphylophages, the remaining 5% could lead to complications in treatment. Generally, restriction-modification systems are considered to be a main cause of resistance to bacteriophages. The impact of type II R-M systems is insignificant according to earlier research. Thus this work has focused on a recently discovered type I R-M system Sau1, encoded by chromosomal genes of S. aureus.This R-M system acts as a barrier of horizontal gene transfer between S. aureus lineages. Therefore we tested well-chracterized clinical MRSA isolates classified into different clonal lineages. In these isolates their sensitivity to polyvalent phages as well as their Sau1 specifity were tested. Subsequently, variants of phage Φ812 capable of growing on resistant S. aureus strains were isolated. It was found that these were mutated phages not just modified ones which means that they overcame a different resistance mechanism than a classical R-M system. Thus this work proves no impact of R-M system Sau1 on a resistance of S. aureus to polyvalent bacteriophages.

Kľúčové slová

Staphylococcus aureus, bakteriofágy, polyvalentní bakteriofágy, fágová terapie, rezistence, restrikčně-modifikační systémy, RM testy, Sau1, bacteriophages, polyvalent bacteriophages, phage therapy, resistance, restriction-modification systems, RM tests

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 15. 5. 2013

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 11. 6. 2013
• Vedúci: prof. RNDr. Jiří Doškař, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Experimental Biology / Special Biology