Podrobno

Vpliv litičnih bakteriofagov na biofilme bakterij rodu Staphylococcus
ID Bošnik, Kasper (Avtor), ID Podgornik, Aleš (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (2,35 MB)
MD5: 8EA82F0D52C163A4D2C8C01C01444919

Izvleček
Bakterijski biofilmi predstavljajo kompleksen in dinamičen sistem, v katerem so bakterijske celice med seboj in na podlago povezane in vgrajene v matriks zunajcelične polimerne snovi (EPS). Biofilmska rast predstavlja prevladujočo obliko mikrobnega življenja na Zemlji in ključno preživetveno strategijo bakterij, za katero so značilni upočasnjen metabolizem, spremenjeno izražanje genov in sinteza proteinov ter povečana sinteza EPS. Zaradi tega večplastnega obrambnega sistema biofilmi izkazujejo izjemno odpornost proti fizikalnim, kemičnim in biološkim dejavnikom, njihova odstranitev pa predstavlja velik izziv v kliničnem in industrijskem okolju. Omejena učinkovitost kemičnih pristopov ter naraščajoče število bakterij, odpornih na antibiotike, sta v zadnjih letih usmerila raziskovalno pozornost v razvoj alternativnih metod. Med najbolj obetavnimi se kaže uporaba litičnih bakteriofagov – virusov, ki specifično okužijo bakterijske celice in jih v končni fazi svojega litičnega cikla uničijo. V eksperimentalnem delu smo za preučevanje tvorbe, stabilnosti in odstranjevanja biofilmov bakterij Staphylococcus epidermidis in Staphylococcus capitis vzpostavili kontinuiren sistem mešalnega (kemostat) in cevnega bioreaktorja pri definiranih pogojih (konstantna temperatura, tlak, linearna hitrost in s konstantno hitrostjo redčenja, konstantno fiziološko stanje bakterij). Rezultati so pokazali, da S. epidermidis tvori bolj kompakten, homogeno porazdeljen in stabilen biofilm kot S. capitis, pri kateri je bila zaradi slabše adsorpcije celic na površino v fazi spiranja opažena povečana koncentracija celic v iztočnem toku. Litični bakteriofagi (fag COP-80B za S. epidermidis in fag Kayvirus kay za S. capitis) so učinkovito lizirali planktonske bakterije, vendar niso pokazali učinkovitosti na že tvorjen biofilm, ne glede na njegovo starost in medij dovajanja. Rezultati eksperimentalnega dela tako potrjujejo visoko odpornost biofilmov in omejitve uporabe bakteriofagov kot samostojnega pristopa za njihovo odstranjevanje. Hkrati smo pokazali tudi ključne omejitve metode štetja kolonij za določitev koncentracije bakterij, ki zaradi prisotnosti nekultivabilnih celic in celičnih agregatov podceni dejansko velikost biofilmske populacije.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:biofilm, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus capitis, pretočni cevni bioreaktor, bakteriofagi.
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-176928 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:15.12.2025
Število ogledov:50
Število prenosov:10
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Effect of lytic bacteriophages on biofilms of Staphylococcus bacteria
Izvleček:
Bacterial biofilms represent a complex and dynamic system in which bacterial cells are interconnected with each other and attached to a surface, embedded within a matrix of extracellular polymeric substances (EPS). Biofilm growth represents the predominant form of microbial life on Earth and a key survival strategy of bacteria, characterized by reduced metabolic activity, altered gene expression and protein synthesis, as well as increased EPS production. Due to this multilayered defense system, biofilms exhibit remarkable resistance to physical, chemical, and biological factors, making their removal a major challenge in both clinical and industrial environments. Limited efficiency of chemical approaches and the increasing number of antibiotic-resistant bacteria have recently directed growing attention toward alternative strategies. Among the most promising are lytic bacteriophages—viruses that specifically infect bacterial cells and destroy them in the final stage of their lytic cycle. In the experimental part of this study, we established a continuous system consisting of a stirred (chemostat) and tubular bioreactor under defined conditions (constant temperature, pressure, linear velocity, dilution rate, and physiological state of the bacteria) to investigate the formation, stability, and removal of Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus capitis biofilms. The results showed that S. epidermidis formed a more compact, homogeneously distributed, and stable biofilm compared to S. capitis, which exhibited weaker cell adhesion and higher cell release in the outlet section during the rinsing phase. Lytic bacteriophages (phage COP-80B for S. epidermidis and phage Kayvirus kay for S. capitis) effectively lysed planktonic bacteria but showed no activity against preformed biofilms, regardless of their age or the medium used for phage delivery. The experimental findings thus confirm the high resistance of biofilms and the limitations of using bacteriophages as a standalone approach for their removal. At the same time, we also demonstrated key limitations of the colony‑forming unit method for determining bacterial concentration, as the presence of non-cultivable cells and cellular aggregates leads to an underestimation of the actual size of the biofilm population.

Ključne besede:biofilm, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus capitis, continuous tubular bioreactor, bacteriophages.

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj