Phages are viruses which can specifically infect bacteria, resulting in their destruction. Bacterial infections are a common complication of wound healing, and experimental evidence from animal models demonstrates promising potential for phage-dependent eradication of wound-associated infections. The studies discussed suggest that phage therapy may be an effective treatment, with important advantages over some current antibacterial treatments. Phage cocktails, as well as co-administration of phages and antibiotics, have been reported to minimise bacterial resistance. Further, phage-antibiotic synergism has been reported in some studies. The ideal dose of phages is still subject to debate, with evidence for both high and low doses to yield therapeutic effects. Novel delivery methods, such as hydrogels, are being explored for their advantages in topical wound healing. There are more and more Good Manufacturing Practice facilities dedicated to manufacturing phage products and phage therapy units across the world, showing the changing perception of phages which is occurring. However, further research is needed to secure the place of phages in modern medicine, with some scientists calling upon the World Health Organisation to help promote phage therapy.
- MeSH
- antibakteriální látky terapeutické užití MeSH
- Bacteria MeSH
- bakteriální infekce * terapie MeSH
- bakteriofágy * MeSH
- fágová terapie * metody MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- přehledy MeSH
Závěrečná zpráva o řešení grantu Agentury pro zdravotnický výzkum MZ ČR
Nestr.
The increasing resistance in agents of nosocomial infections is one of the main problems of current medicine. The efficient treatment is also complicated by their ability to form biofilm. One of perspective alternatives to the treatment of these infections is the use of bacteriophages. The project is focused on the isolation of new phages and their subtypes effective against multiresistant strains of staphylococci and pseudomonades. Phages will be biologically and genetically characterized, including complete genome sequence. Capillary electrophoresis methods will be employed for the detection of phages in cultures. The lytic effect of the virulent phages as well as the synergistic effect of bacteriophages with antimicrobials will be assessed on nosocomial isolates. Within the analysis of tested phages and their ability to induce infections in bacteria persisting intracellulary in macrophages and bacteria growing in biofilm, the optimal therapeutic strategy for the treatment of chronic infections caused by intracellular-living and/or biofilm-forming bacteria will be proposed.
Rostoucí výskyt rezistencí u původců nozokomiálních infekcí je jedním z hlavních problémů současné medicíny. Úspěšnou léčbu dále komplikuje schopnost těchto bakterií růst ve formě biofilmu. Mezi perspektivní alternativy léčby takových infekcí patří využití bakteriofágů. V rámci projektu budou izolovány nové fágy či jejich subtypy účinné vůči nozokomiálním kmenům stafylokoků a pseudomonád. Fágy budou podrobně charakterizovány z hlediska jejich biologických a genetických vlastností, včetně kompletní sekvence genomu. Pomocí metod kapilární elektroforézy bude ověřena možnost jejich kvantifikace ve vzorku pro účely kontroly kvality fágové kultury. Účinky těchto fágů či jejich synergické kombinace s antimikrobiálními látkami budou ověřovány na nozokomiálních izolátech, zejm. na multirezistentních kmenech. Na základě analýzy schopnosti testovaných fágů infikovat bakterie perzistující uvnitř makrofágů a bakterie rostoucí ve formě biofilmu bude navržena optimální terapeutická strategie pro léčbu chronických infekcí spojených s intracelulárním přežíváním bakterií či s tvorbou biofilmu.
- MeSH
- antiinfekční látky terapeutické užití MeSH
- biofilmy účinky léků MeSH
- elektroforéza MeSH
- fágová terapie metody MeSH
- infekce spojené se zdravotní péčí terapie MeSH
- lidé MeSH
- mnohočetná bakteriální léková rezistence účinky léků MeSH
- Pseudomonas aeruginosa izolace a purifikace MeSH
- Staphylococcus aureus izolace a purifikace MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Konspekt
- Patologie. Klinická medicína
- NLK Obory
- infekční lékařství
- NLK Publikační typ
- závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR
Mastitis in dairy cows is generally considered to be the most expensive disease for dairy farmers worldwide. The overuse of antibiotics is a major problem in the treatment of bovine mastitis, and bacteriophage therapy is expected to provide an alternative treatment. The primary aim of this study was to evaluate the efficacy of a phage cocktail against mastitis in a mouse model. First, a Staphylococcus aureus strain was isolated from milk samples taken from mastitis cows from dairy farms in Xinjiang, China, and it was designated as Sau-XJ-21. Next, two phages (designated as vBSM-A1 and vBSP-A2) with strong lytic activity against Sau-XJ-21 were isolated from mixed sewage samples collected from three cattle farms in Xinjiang. Phages vBSM-A1 and vBSP-A2 were identified as members of the Myoviridae and Podoviridae families, respectively. The two phages exhibited a wide range of hosts, especially phage vBSM-A1. To evaluate the effectiveness of the two phages in the treatment against mastitis, female lactating mice were used 10-14 days after giving births. The mice were divided into six groups; one group was kept as healthy control, while the remaining five groups were inoculated with the isolated S. aureus strain to induce mastitis. Four hours after bacterial inoculation, mice in these groups were injected with 25 μL phosphate buffer saline (negative control), ceftiofur sodium (positive control), or phage, either individually or as a cocktail. The mice were sacrificed 20 h later, and the mammary glands were removed and subjected to further analysis, including the quantitation of colony-forming units (CFU), plaque-forming units (PFU), and gross macroscopic as well as histopathology observation. Mice with induced mastitis exhibited significantly improved mastitic pathology and decreased bacterial counts after they had been given phage treatments, with the phage cocktail being more superior than either phage alone. Furthermore, the cocktail treatment also maintained the highest intramammary phage titer without spreading systemically. The effectiveness of the phage cocktail was comparable to that produced by ceftiofur sodium. According to the data obtained for the mouse model of mastitis, phage therapy could be considered as an innovative alternative to antibiotics for the treatment of bovine mastitis.
- MeSH
- bakteriofágy fyziologie MeSH
- fágová terapie metody veterinární MeSH
- mastitida skotu mikrobiologie terapie MeSH
- mléko mikrobiologie MeSH
- Myoviridae fyziologie MeSH
- myši MeSH
- Podoviridae fyziologie MeSH
- skot MeSH
- stafylokokové infekce mikrobiologie veterinární MeSH
- Staphylococcus aureus fyziologie virologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- myši MeSH
- skot MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- hodnotící studie MeSH
- Geografické názvy
- Čína MeSH
Cíl práce: Kmeny Staphylococcus aureus patří mezi obávané bakteriální původce nozokomiálních i komunitních infekcí, a to hlavně tehdy, jsou-li rezistentní k antibiotikům, či mají-li významné faktory patogenity, nebo jsou schopny tvořit odolný biofilm. Hledání nových terapeutik, účinných na takové kmeny, je jednou z hlavních priorit medicíny a vědeckého výzkumu. Cílem studie bylo popsat výskyt S. aureus a podíl kmenů rezistentních k methicilinu (MRSA) diagnostikovaných v laboratořích Mikrobiologického ústavu Lékařské fakulty Masarykovy univerzity (LF MU) a Fakultní nemocnice (FN) u sv. Anny v Brně v letech 2011–2018. U vybraných kmenů S. aureus byla studována schopnost tvorby biofilmu, testována citlivost k antibiotikům a k fágovému přípravku Stafal®. Podmínkou bylo navrhnout metodu vhodnou pro jednoduché rutinní testování citlivosti bakterií k fágům. Materiál a metody: U 867 klinických izolátů S. aureus a u 132 kmenů náležících k dalším druhům rodu Staphylococcus (izolovaných v letech 2011–2017) byla testována citlivost k fágovému preparátu Stafal® za použití metody dvouvrstevného agaru. U všech kmenů S. aureus byla testována schopnost tvorby biofilmu modifikovanou Christensenovou metodou využívající mikrotitrační destičky a citlivost k protistafylokokovým antibiotikům (Diskovým difuzním testem). U 95 kmenů S. aureus byla metoda dvouvrstevného agaru (MDA) porovnána s námi navrženou metodou, která je založena na úbytku optické denzity (MOZ) bakteriální suspenze. Výsledky: Ve sledovaném období bylo v laboratořích LF MU a FN u sv. Anny v Brně diagnostikováno průměrně 2 900 kmenů S. aureus ročně. V hemokulturách a venózních katetrech s nálezem S. aureus byl podíl kmenů MRSA 8,8–15,2 %. Bylo potvrzeno, že kmeny S. aureus izolované z venózních katetrů a hemokultur byly silnějšími producenty biofilmu než kmeny z jiných klinických materiálů. Kmeny MRSA produkovaly biofilm silněji než kmeny methicilin citlivé (MSSA). K preparátu Stafal® bylo citlivých 90,4 % kmenů S. aureus. V souboru MRSA to bylo dokonce 99,0 % citlivých kmenů. Nebyla prokázána souvislost mezi citlivostí ke Stafalu® a schopností tvořit biofilm. Přesto, že jde o preparát zaměřený na S. aureus, byla určitá citlivost (26,5 %) prokázána i u dalších druhů stafylokoků. Nová jednoduchá metoda navržená pro rutinní testování citlivosti k fágovým preparátům pomocí MOZ byla srovnatelně citlivá a spolehlivá jako běžně používaná metoda MDA, kromě jednoduchosti a časové nenáročnosti přináší výhodu také v tom, že po prodloužení kultivace suspenze a frekvence měření můžeme sledovat i dynamiku působení fágů. Závěry: Ukázalo se, že podíl diagnostikovaných kmenů MRSA odpovídá výskytu kmenů v celé České republice a že zjištění týkající se produkce biofilmu jsou v souladu s dosavadními vědeckými poznatky. Hostitelské spektrum přípravku Stafal® je relativně široké a zahrnuje většinu kmenů S. aureus i některé koaguláza-negativní stafylokoky. Nejvyšší účinnost vykazuje na kmeny MRSA s další přidruženou rezistencí k antibiotikům (99,4 %). Na základě testování 867 kmenů S. aureus a 132 jiných druhů stafylokoků in vitro bylo prokázáno, že fágový preparát Stafal® je vhodným kandidátem pro léčbu stafylokokových infekcí i tam, kde klasická antibiotika selhávají. Navíc byla navržena jednoduchá metoda, jak rutinně testovat citlivost k fágům u klinických bakteriálních izolátů, což je nezbytným předpokladem terapeutické aplikace.
Aim: Staphylococcus aureus strains are the cause of frightening hospital and community infections, especially when they are resistant to antimicrobials, have important pathogenicity factors, or have biofilm production ability. Looking for novel therapeutic options which would be effective against such strains is one of the highest priorities of medicine and medical research. The study aim was to describe the occurrence of S. aureus strains and proportion of methicillin resistant strains (MRSA) detected in laboratories of the Microbiological Institute, Faculty of Medicine, Masaryk University (FM MU) and St. Anne's University Hospital, Brno in 2011-2018. Selected strains of S. aureus were tested for biofilm production ability and susceptibility to antimicrobials and Stafal®, a phage therapeutic agent. A prerequisite was to develop a simple routine method suitable for phage susceptibility testing of bacteria. Material and methods: Altogether 867 clinical isolates of S. aureus and 132 strains of other species of the genus Staphylococcus (isolated in 2011-2017) were tested for susceptibility to the phage therapy preparation Stafal® using the double-layer agar method. All strains of S. aureus were tested for biofilm production ability by the modified Christensen method with the use of titration microplates and for susceptibility to antistaphylococcal antibiotics by the disk diffusion test. For 95 S. aureus strains, the outcome of the double-layer agar method (DAM) was compared with that of our newly designed method (ODM) based on optical density decrease of the bacterial suspension. Results: During the study period, the laboratories of the Faculty of Medicine, Masaryk University (FM MU) and St. Anne's University Hospital, Brno detected 2900 strains of S. aureus per year on average. The proportion of MRSA among S. aureus isolates from blood culture and venous catheters ranged between 8.8-15.2 %. S. aureus strains recovered from venous catheters and blood culture were confirmed as stronger biofilm producers than those from other clinical specimens. MRSA strains showed higher biofilm production than methicillin susceptible strains (MSSA). As many as 90.4 % of S. aureus strains tested susceptible to the Stafal® preparation. Even a higher proportion, i.e. 99.0 %, of MRSA strains were Stafal® susceptible. No relationship was found between Stafal® susceptibility and biofilm production ability. Although Stafal® targets primarily S. aureus, some susceptibility (26.5 %) was also found for other staphylococcal species. A novel simple method designed for routine testing of susceptibility to phage therapy preparations based on optical density decrease was comparably sensitive and reliable as the commonly used double-layer agar method (DAM) and, in addition to being easy and rapid to perform, after prolonged suspension culture and at higher measurement frequency, it has an extra advantage of providing the possibility for monitoring also phage action dynamics. Conclusions: The proportion of MRSA strains detected in this study is comparable to that reported for the whole Czech Republic, and the biofilm production data are consistent with scientific evidence. The host range of the Stafal® preparation is relatively wide and covers most strains of S. aureus and some coagulase negative staphylococci. The highest efficiency of Stafal® (99.4 %) was observed against MRSA strains with multiple types of antibiotic resistance. In vitro testing of 867 strains of S. aureus and 132 other staphylococcal species has shown the phage therapy preparation Stafal® to be a suitable candidate therapeutic option for the treatment of staphylococcal infections, especially in case of failure of conventional antibiotic therapy. Moreover, a simple method for routine phage susceptibility testing of clinical bacterial isolates has been designed, which is an essential tool to be used in phage therapy.
Phage therapy is increasingly put forward as a "new" potential tool in the fight against antibiotic resistant infections. During the "Centennial Celebration of Bacteriophage Research" conference in Tbilisi, Georgia on 26-29 June 2017, an international group of phage researchers committed to elaborate an expert opinion on three contentious phage therapy related issues that are hampering clinical progress in the field of phage therapy. This paper explores and discusses bacterial phage resistance, phage training and the presence of prophages in bacterial production strains while reviewing relevant research findings and experiences. Our purpose is to inform phage therapy stakeholders such as policy makers, officials of the competent authorities for medicines, phage researchers and phage producers, and members of the pharmaceutical industry. This brief also points out potential avenues for future phage therapy research and development as it specifically addresses those overarching questions that currently call for attention whenever phages go into purification processes for application.
- MeSH
- Bacteria genetika virologie MeSH
- bakteriální infekce mikrobiologie terapie MeSH
- bakteriofágy fyziologie MeSH
- fágová terapie * metody MeSH
- lidé MeSH
- mikrobiologie životního prostředí MeSH
- potravinářská mikrobiologie MeSH
- znalecký posudek MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- kongresy MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Bacteriophages (or phages), the most abundant viral entity of the planet, are omni-present in all the ecosystems. On the basis of their unique characteristics and anti-bacterial property, phages are being freshly evaluated taxonomically. Phages replicate inside the host either by lytic or lysogenic mode after infecting and using the cellular machinery of a bacterium. Since their discovery by Twort and d'Herelle in the early 1900s, phage became an important agent for combating pathogenic bacteria in clinical treatments and its related research gained momentum. However, due to recent emergence of bacterial resistance on antibiotics, applications of phage (phage therapy) become an inevitable option of research. Phage particles become popular as a biotechnological tool and treatment of pathogenic bacteria in a range of applied areas. However, there are few concerns over the application of phage-based solutions. This review deals with the updated phage taxonomy (ICTV 2015 Release and subsequent revision) and phage biology and the recent development of its application in the areas of biotechnology, biosensor, therapeutic medicine, food preservation, aquaculture diseases, pollution remediation, and wastewater treatment and issues related with limitations of phage-based remedy.
- MeSH
- bakteriální infekce terapie MeSH
- bakteriofágy klasifikace fyziologie MeSH
- biomedicínský výzkum trendy MeSH
- biotechnologie metody MeSH
- fágová terapie metody MeSH
- lidé MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- přehledy MeSH
