All posts by Postępy Mikrobiologii

VACCINES AGAINST ANTHRAX – SELECTED RESEARCH

SZCZEPIONKI PRZECIWKO WĄGLIKOWI – WYBRANE BADANIA
Dorota Żakowska, Bożena Wlizło-Skowronek, Patrycja Wójcicka, Małgorzata Stawecka-Hamerla, Katarzyna Naylor

PDF

 

Abstract: New strategies in the development of anthrax vaccines and therapeutics have been presented. Recently, considerable progress has been made in the finding of new drugs and suitable therapy for anthrax. Very promising research considers the use of antimicrobials against selected bacteria species, including antibiotic-resistant strains. However, alternative therapeutic options should also be considered, among them vaccines. Bacillus anthracis spores are still the most dangerous weapon amongst pathogens which can be used in a bio-terror attack. In this case, research for new anti-anthrax preparations is of primary importance for the protection of humans and animals. The overview of the most recent data shows the many new and promising possibilities for effective strategies in the development of vaccines and anti-anthrax preparations. The most effective of them should be available in the National Stockpile in the event of a biological crisis.

1. Introduction. 2. Bacillus anthracis virulence factors. 3. Current anthrax vaccines. 4. Immunogenicity of anthrax vaccine candidates. 5. Bivalent vaccines. 6. Capsule conjugate vaccines. 7. Domain’s and epitopes of PA. 8. Summary

THE ROLE OF THE BACTEROIDES SPP. IN BACTERAEMIA

ROLA BACTEROIDES SPP. W BAKTERIEMII
Mateusz Wysocki, Marta Kierzkowska, Edyta Podsiadły

PDF

 

Abstract: Anaerobic bacteraemia is not frequent (1.2–13.7%), but is associated with a high mortality rate of 16–27%. Anaerobic infections including bacteraemia nearly always arise from contamination by endogenous bacteria into contiguous or other sites like gastrointestinal tracts, genito-urinary tracts, abscesses etc. Factors leading to anaerobic bacteraemia are mainly surgical procedures, crush injuries, the presence of foreign bodies, tissue necrosis, tumours, diabetes. The most common infectious anaerobic agents are Gram-negative bacilli belonging to the Bacteroides/Parabacteroides, which under normal conditions constitute the natural human microflora. An important factor in the virulency of B. fragilis is the ability to form abscesses; a limited infection may progress to bacteraemia and then systemic inflammatory response syndrome and sepsis. Anaerobic bacteraemia mainly affects adults, with elderly patients over 65 years with underlying diseases. The importance of anaerobic bacteria in neonatal bacteraemia and sepsis is a relatively new phenomenon. In contrast the prevalence of anaerobes in bloodstream infections in children is extremely rare with children between 2 and 6 years of age having the least risk ranging 0–0.5% overall. The incidence of recovery of anaerobes in neonatal bacteraemia varies between 1.8% and 12.5%. The majority of cases reported in the literature were due to Bacteroides spp. (41%) other cultured anaerobes belonged to Clostridium spp. (32%), Peptostreptococcus spp. (20%).
Blood cultures remain the gold standard for detection of the etiologic both anaerobes and aerobes agent of bloodstream infection. In recent years significant progress has been made in the methods used in the diagnosis of anaerobes, which significantly reduced the time and cost of the examination. Currently, the mass spectometry MALDI-TOF MS and 16S rRNA sequencing are increasingly used for anaerobic bacteria identification. In 2022, EUCAST published standardized disk diffusion method for the drug susceptibility testing of Bacteroides spp. and other 4 clinically significant anaerobes. Determining the sensitivity of anaerobes to antibiotics is important due to the increasing drug resistance in this group. Number of B. fragilis strains resistant to clindamycin and moxifloxacin is increasing. According to the published studies sensitivity to clindamycin and moxifloxacin is significantly rare and occurs in 64% and 68% of isolates and in 50.8%
and 58.2% respectively. Carbapenems and metronidazole continue to be the most effective active antibiotics to be used in the empirical therapy of anaerobic bacteraemia. There are case reports of infections caused by multidrug-resistant strains of Bacteroides spp, meaning resistant to at least three antibiotics from different groups. Rapid microbial diagnosis, targeted therapy and surgical treatment of a possible source of infection are crucial in treatment of sepsis caused by anaerobic bacteria.

1. Introduction. 2. The genus Bacteroides. 3. Risk factors of anaerobic bacteraemia. 4. Microbiological diagnosis of anaerobic bacteraemia. 5. Treatment of anaerobic bacteraemia. 6. Development of resistance to recognised antimicrobial agents in strains of Bacteroides spp. 7. Summary

Streszczenie: Bakteriemia o etiologii beztlenowcowej nie jest częsta (1,2–13,7%), ale wiąże się z wysoką śmiertelnością, sięgającą 16–27%. Zakażenia bakteriami beztlenowymi, w tym bakteriemia, prawie zawsze powstają w wyniku zakażenia endogennego bakteriami bytującymi na przylegających tkankach lub innych miejscach, takich jak przewód pokarmowy, układ moczowo-płciowy, ropnie itp. Czynniki prowadzące do beztlenowej bakteriemii to głównie zabiegi chirurgiczne, zmiażdżenia, obecność ciał obcych, martwica tkanek, guzy nowotworowe, cukrzyca. Najczęstszymi bakteriami beztlenowymi powodującymi zakażenia krwi są pałeczki Gram-ujemne należące do rodzaju Bacteroides/Parabacteroides, które w normalnych warunkach stanowią naturalną mikroflorę człowieka. Ważnym czynnikiem zjadliwości B. fragilis jest zdolność do tworzenia ropni. Ta ograniczona infekcja może prowadzić do bakteriemii, a następnie do zespołu ogólnoustrojowej odpowiedzi zapalnej i sepsy. Bakteriemia beztlenowa dotyka głównie dorosłych, w tym starszych pacjentów w wieku powyżej 65 lat z chorobami podstawowymi. W przeciwieństwie do tego, występowanie bakterii beztlenowych w zakażeniach krwi u dzieci jest niezwykle rzadkie, z najniższym poziomem ryzyka u dzieci w wieku od 2 do 6 lat wynoszącym 0–0,5%. Znaczenie bakterii beztlenowych w bakteriemii i posocznicy noworodków jest zjawiskiem stosunkowo nowym. Częstość wyhodowań beztlenowców z krwi u noworodków waha się od 1,8% do 12,5%. Za większość przypadków opisanych w piśmiennictwie odpowiada Bacteroides spp. (41%), inne hodowane beztlenowce należą do Clostridium spp. (32%), Peptostreptococcus spp. (20%). Posiewy krwi pozostają złotym standardem w wykrywaniu czynnika etiologicznego zakażenia krwi, zarówno beztlenowego, jak i tlenowego. W ostatnich latach odnotowano znaczący postęp w metodach stosowanych w diagnostyce beztlenowców, co znacząco skróciło czas i koszt badania. Obecnie, coraz częściej do identyfikacji tych bakterii wykorzystuje się spektometrię masową MALDI-TOF MS i sekwencjonowanie 16S rRNA. W 2022 EUCAST opublikował wytyczne dla znormalizowanej metody dyfuzyjno-krążkowej do badania lekowrażliwości Bacteroides spp. oraz innych 4 innych ważnych gatunków bakterii beztlenowych. Oznaczanie wrażliwości beztlenowców na antybiotyki jest ważne ze względu na rosnącą w tej grupie lekooporność. Najbardziej znaczące zmiany dotyczą wzrastającej liczby szczepów B. fragilis opornych na klindamycynę i moksyfloksacynę. Według opublikowanych badań wrażliwość na klindamycynę i moksyfloksacynę występuje tylko u odpowiednio 64– 68% i 50,8–58,2% szczepów. Karbapenemy i metronidazol nadal pozostają najskuteczniejszymi środkami przeciwdrobnoustrojowymi przeciwko tym bakteriom i mogą być stosowane w empirycznej terapii bakteriemii beztlenowej. Pojawiają się kazuistyczne doniesienia o zakażeniach wywołanych przez wielolekooporne szczepy Bacteroides spp tzn. oporne na co najmniej trzy antybiotyki z różnych grup. Szybka diagnostyka drobnoustrojów, chirurgiczne leczenie infekcji mają kluczowe znaczenie w terapii celowanej w przypadkach sepsy wywołanej przez bakterie beztlenowe.

1. Wprowadzenie. 2. Rodzaj Bacteroides. 3. Czynniki sprzyjające zakażeniom beztlenowcami. 4. Diagnostyka mikrobiologiczna posiewów krwi w kierunku beztlenowców. 5. Leczenie bakteriemii o etiologii beztlenowcowej. 6. Rozwój oporności u szczepów Bacteroides spp. na uznawane środki przeciwko beztlenowcom. 7. Podsumowanie

BAKTERIE MODYFIKOWANE GENETYCZNIE – PERSPEKTYWY ZASTOSOWANIA W PROFILAKTYCE, DIAGNOSTYCE I TERAPII

GENETICALLY MODIFIED BACTERIA – THE PERSPECTIVE OF APPLICATION IN PREVENTION, DIAGNOSTICS AND THERAPY
Barbara Macura, Aneta Kiecka, Marian Szczepanik

PDF

 

Streszczenie: Prawidłowy stan mikrobioty warunkuje wiele efektów prozdrowotnych w organizmie człowieka. Zaburzenia w równowadze mikrobioty mogą być regulowane poprzez dostarczanie do organizmu probiotyków. Niestety, ich podawanie wiąże się z pewnymi ograniczeniami. Probiotyki są głównie wykorzystywane w profilaktyce wielu schorzeń, a w terapii wykazują jedynie działanie wspomagające. Ponadto probiotyki w czasie obróbki technologicznej oraz w czasie przechodzenia przez przewód pokarmowy mogą tracić swoją biologiczną aktywność. Ograniczenia te mogą zostać pokonane dzięki wprowadzeniu modyfikacji genetycznych do komórek bakteryjnych. Aktualne badania wykazują, że takie modyfikacje mogą zmienić właściwości biologiczne bakterii i znacznie rozszerzyć zakres ich wykorzystania w medycynie o właściwości diagnostyczne i terapeutyczne.

1. Wprowadzenie. 2. Rola prawidłowej mikrobioty w organizmie człowieka. 3. Probiotyki naturalne w profilaktyce i terapii. 4. Probiotyki naturalne – korzyści i ograniczenia. 5. Modyfikacje genetyczne bakterii – perspektywy i zagrożenia. 6. Bakterie modyfikowane genetycznie w diagnostyce i terapii. 7. Wykorzystanie bakterii modyfikowanych genetycznie w medycynie. 8. Podsumowanie

Abstract: The microbiota plays an important role in human health. Disturbance in microbiota composition can be compensated by administration of probiotic microorganisms. However, their application is associated with some constraints. Probiotics are commonly used in disease prevention, whereas they play only a supportive role in disease therapy. Moreover, probiotics during technological processes and gastrointestinal tract passage may lose their beneficial properties. These constraints can be overcome by genetic modification of bacteria. The current research shows that genetically modified bacteria can have new biological properties and can be used in diagnostics and therapy.

1. Introduction. 2. The role of microbiota in human body. 3. Natural probiotics in disease prevention and therapy. 4. Natural probiotics – advantages and limitations. 5. Engineering bacteria – prospects and threats. 6. Genetically modified bacteria in diagnostics and therapy. 7. Usage of genetically modified bacteria in medicine. 8. Summary

POTENCJALNE MOŻLIWOŚCI WYKRYWANIA DNA HPV W PŁYNNEJ BIOPSJI I DIAGNOSTYCE RAKA GŁOWY I SZYI

POTENTIAL POSSIBILITIES OF HPV DNA DETECTION IN LIQUID BIOPSY FOR DIAGNOSIS OF PATIENTS WITH HEAD AND NECK CANCER
Barbara Masarczyk, Tomasz W. Rutkowski, Agnieszka M. Mazurek

PDF

 

Streszczenie: Płynna biopsja polega na badaniu krążącego we krwi, pozakomórkowego DNA (cfDNA, circulating cell-free DNA) pochodzącego z komórek prawidłowych lub nowotworowych. Analiza małej ilości krwi może być bogatym źródłem informacji o stanie zdrowia pacjenta chorującego na nowotwór. Płynna biopsja może być alternatywą do biopsji z guza, ale przedstawia szczególną wartość w przypadkach niedostępności materiału tkankowego oraz możliwości wielokrotnego jej powtarzania. Frakcja cfDNA pochodząca z guza nazywana jest w onkologii ctDNA (circulating tumor DNA). Przykładem ctDNA mogą być sekwencje genomu wirusa brodawczaka ludzkiego (HPV, Human Papillomavirus), który jest czynnikiem etiologicznym niektórych raków regionu głowy i szyi (RRGiSz), a w szczególności gardła środkowego (RGŚ). Najczęstszym genotypem występującym w RGŚ jest HPV16. Bezinwazyjne i częste oznaczanie DNA HPV16 we krwi (ctHPV16, circulating tumor HPV type 16) daje możliwość monitorowania przebiegu choroby w trakcie leczenia i po jego zakończeniu. Bardzo dobrymi narzędziami do detekcji DNA HPV są techniki bazujące na reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR), do których należy ilościowy PCR w czasie rzeczywistym (qPCR, quantitative polymerase chain reaction) i cyfrowy emulsyjny PCR (ddPCR, digital droplet PCR). Użycie tych technik do oznaczania DNA wirusa daje wysoką specyficzność i czułość badania. Wykrywanie ctHPV16 po zakończonym leczeniu może być pomocne w rozpoznaniu choroby resztkowej, którą trudno ocenić w obrazowaniu radiologicznym. Biomarker jakim jest ctHPV16 można z powodzeniem zastosować do diagnostyki efektów leczenia chorych na RGŚ, który w przyszłości może być pomocny w podejmowaniu decyzji terapeutycznych.

1. Wprowadzenie. 2. Proces onkogenezy z udziałem ludzkiego wirusa brodawczaka (HPV). 3. Płynna biopsja i pozakomórkowy nowotworowy DNA we krwi. 4. Metody detekcji krążącego DNA HPV we krwi. 5. Krążące DNA HPV w monitorowaniu przebiegu chemioradioterapii i wczesnej ocenie stanu wyleczenia chorych na raka gardła środkowego. 6. Podsumowanie

Abstract: Liquid biopsy involves testing extracellular DNA (cfDNA – circulating, cell-free DNA) circulating in the blood and deriving from normal or cancer cells. Analysis of a small amount of blood can be a rich source of information about the health status of cancer patient. Liquid biopsy may be an alternative to tumor biopsy, but it presents particular value in cases of inaccessibility of tissue samples and the possibility of repeating it many times. The tumor-derived cfDNA fraction is called circulating tumor DNA (ctDNA) in oncology. An example of ctDNA may be the genome sequences of the Human Papillomavirus (HPV), which is the etiological factor of some head and neck cancers (HNC), in particular of the oropharyngeal cancer (OPC). HPV16 is the most common genotype found in OPC. Noninvasive and frequent determination of HPV16 DNA (ctHPV16) in the blood gives the opportunity to monitor the course of the disease during and after treatment. Very good tools for HPV DNA detection are techniques based on polymerase chain reaction (PCR) like quantitative real-time PCR (qPCR) and digital droplet PCR (ddPCR). The use of these techniques for virus DNA detection in the blood gives high specificity and sensitivity of the analysis. Determination of ctHPV16 after treatment may be helpful in diagnosis of residual disease, which is difficult to assess in radiological imaging. The ctHPV16 biomarker can be successfully used to diagnose the effects of treatment of patients with OPC, which in the future may be helpful in making therapeutic decisions.

1. Introduction. 2. The process of oncogenesis involving the human papillomavirus (HPV). 3. Liquid biopsy and tumor cell-free DNA in the blood . 4. Methods of ctHPV detection in blood. 5. ctHPV in monitoring of chemoradiotherapy and early assessment of treatment results of patients with oropharyngeal cancer. 6. Summary

COLIFAGI SOMATYCZNE JAKO WSKAŹNIK W OCENIE JAKOŚCI WODY DO PICIA

SOMATIC COLIPHAGES AS AN INDICATOR IN DRINKING WATER QUALITY ASSESSMENT
Marta Bartosik, Łukasz Mąka, Renata Matuszewska

PDF

 

Streszczenie: Colifagi są wirusami bakteryjnymi, które od wielu lat są przedmiotem badań mających na celu między innymi określenie ich przydatności i zastosowania jako wskaźników zanieczyszczenia kałowego oraz obecności wirusów chorobotwórczych w wodzie. Retrospektywne badania występowania epidemii chorób wodopochodnych wykazały, że opieranie się jedynie na założeniach związanych z brakiem lub obecnością bakterii Escherichia coli, może nie być wystarczające do oceny bezpieczeństwa wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Colifagi w porównaniu ze wskaźnikami bakteryjnymi, wykazują większą odporność na dezynfekcję i utrzymywanie się w znacznych odległościach od źródła zanieczyszczenia. Ich zastosowanie w celu wzmocnienia kontroli i bezpieczeństwa wody do picia zostało zarekomendowane przez ekspertów WHO i wprowadzone w dyrektywie (UE) 2020/2184. Colifagi somatyczne są nowym wskaźnikiem jakości mikrobiologicznej wody, w tym występowania wirusów jelitowych i mogą służyć do weryfikacji procesów uzdatniania wody i oceny ich skuteczności w usuwaniu chorobotwórczych wirusów.

1. Wprowadzenie. 2. Colifagi somatyczne. 3. Występowanie colifagów somatycznych w środowisku. 4. Wrażliwość na wybrane czynniki środowiskowe. 4.1. Temperatura. 4.2. Promieniowanie słoneczne. 4.3. Zasolenie. 4.4. Kwasowość (pH) środowiska. 5. Odporność colifagów somatycznych na procesy oczyszczania i dezynfekcji wody oraz ścieków. 6. Metody badań colifagów somatycznych w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi. 6.1. Hodowlane metody oznaczania colifagów somatycznych. 6.2. Szybkie testy do badań colifagów somatycznych. 7. Zastosowanie colifagów somatycznych w ocenie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi

Abstract: Coliphages are bacterial viruses that have been tested for many years to dermine their usefulness as indicators of faecal contamination and presence of human viral pathogens in water. Retrospective analyzes of water-borne outbreaks have shown that E. coli tests are not enough to assure the safety of water intended for human consumption. Coliphages are more resistant to disinfection in comparison with bacterial indicators and are able to survive at considerable distance from source of contamination. Using of coliphages as indicators, to ensure better control and safety of drinking water had been recommended by WHO experts and introduced in Directive (EU) 2020/2184. Somatic coliphages are new indicators of water microbiological quality assessment, including indication of intestinal viruses. They can be used to verify processes of water treatment and to assess efficiency of removing intestinal viruses.

1. Introduction. 2. Somatic coliphages. 3. Occurrence of somatic coliphages in the environment. 4. Susceptibility to environmental factors. 4.1. Temperature. 4.2. Sunlight. 4.3. Salinity. 4.4. Acidity of the environment. 5. Resistance to the processes of disinfection and treatment of wastewater and water. 6. Testing methods in water intended for human consumption. 6.1. Culture methods for somatic coliphages. 6.2. Rapid tests for somatic coliphages. 7. Somatic coliphages in quality assessment of water intended for human consumption

1 5 6 7 8 9 88