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No estamos solos. Bacterias, hongos, parásitos y virus habitan cualquier parte de nuestro organismo y pueden cumplir funciones biológicas importantes, bien sea benéficas o dañinas. Conocerlos es fundamental para un manejo adecuado. Con las herramientas que utiliza el Grupo de Investigaciones Microbiológicas se pueden identificar la presencia del microorganismo y los marcadores moleculares de interés para la salud, como los relacionados con la resistencia a antibióticos, lo que aporta una información muy útil para el manejo de los pacientes. We are not alone. Bacteria, fungi, parasites and viruses inhabit any part of our body and can perform important biological functions, either beneficial or harmful. Knowing them is essential for proper management. With the tools used by the Microbiological Research Group, the presence of the microorganism and molecular markers of interest for health, such as those related to antibiotic resistance, can be identified, which provides very useful information for patient management.

[ES] Actualmente el consumo de vegetales orgánicos presenta una tendencia creciente, debido a una mayor preocupación por el medio ambiente. Sin embargo, al no utilizar fertilizantes, herbicidas o pesticidas químicos, este tipo de cultivos puede conllevar un riesgo asociado debido a la posible presencia de ciertos organismos como las amebas de vida libre (free-living amoebae, FLA). Estos protozoos pueden actuar como reservorios de microorganismos vivos, pudiendo ser algunos de estos, patógenos humanos. Las técnicas microbiológicas convencionales como el cultivo permiten la detección de microorganismos, pero resultan poco específicas, y, en ocasiones, los organismos pueden adoptar el estado viable no cultivable (VBNC), no pudiéndose detectar mediante este método. Por ese motivo, se decidió analizar el contenido bacteriano del interior de estas FLA por medio de la técnica molecular DVC-FISH, que permite la detección de formas bacterianas viables debido a la preincubación en el medio DVC (favorece el crecimiento, pero no permite la división celular) combinándose con la técnica de hibridación fluorescente in situ (FISH) que emplea sondas fluorescentes específicas. Este método permite diferenciar el género o incluso la especie de las bacterias que se quieren identificar y además confirmar la viabilidad de estas. Se analizaron diversas muestras de vegetales y frutas orgánicas para, en primer lugar, determinar cualitativamente la presencia de FLA, y posteriormente, detectar la presencia y viabilidad de bacterias de los géneros Pseudomonas, Salmonella, Listeria y Helicobacter como parte del microbioma de las FLA aisladas de dichos vegetales y frutas orgánicas. Se procesaron un total de 35 muestras representativas de vegetales y fresas ecológicas, pertenecientes al proyecto `ECOFOOD¿. En todas las muestras se recuperaron FLA por cultivo (100%). Los resultados del DVC-FISH indicaron la presencia de células viables de Pseudomonas spp. en un 88,57% de las muestras y, de Salmonella spp. en un 2,86% de las muestras como parte del microbioma de las FLA aisladas. En cambio, no se detectó Helicobacter spp., ni Listeria monocytogenes. La presencia de ciertas bacterias internalizadas de interés para la salud pública, indica que las FLA son posibles vehículos de transmisión de patógenos, ofreciéndoles protección y favoreciendo su diseminación., [EN] Currently organic vegetables consumption presents a growing trend, due to higher concern about environment. However, as chemical fertilizers, herbicides and pesticides are not used, this type of cultivation may carry an associated risk due to the possible presence of certain organisms, such as free-living amoebae (FLA). These protozoa can act as reservoirs of alive microorganisms, some of which may be human pathogens. Conventional microbiological techniques such as culture allow the detection of microorganisms, but they result not very specific, and occasionally, organisms can adopt the viable non-culturable state (VBNC) and cannot be detected by this method. For this reason, analysing the internal content of this dangerous amoeba was decided through the molecular technique of DVC-FISH, that allows the detection of viable bacterial forms due to preincubation in DVC medium (it promotes cell growth, but it does not permit cell division) combined with the fluorescent in situ hybridization (FISH) technique that uses specific fluorescent probes. This method allows to differentiate the genus or even the bacterial specie that wants to be identified and it enables to confirm their viability. Organic vegetable and fruit samples were studied in order to firstly, qualitatively establish the presence of FLA, and subsequently, determining the presence and viability of bacteria from the genus of Pseudomonas, Salmonella, Listeria and Helicobacter as a part of isolated FLA microbiome from the organic vegetables mentioned. A total of 35 representative samples of organic vegetables and strawberries were processed from the 'ECOFOOD' project. In all samples FLA were recovered by culture (100%). Results of DVC-FISH indicated the presence of viable cells of Pseudomonas spp. in 88,57% of the samples and Salmonella spp. in 2,86% of samples as part of microbiome isolated from FLA. In contrast, neither Helicobacter spp. nor Listeria monocytogenes was detected. The presence of certain internalized bacteria of interest for public health indicates that FLA are possible vehicles for the transmission of pathogens, offering them protection and favouring their dissemination.

Trabajo Integrador Final (Especialista en Bioquímica Clínica Área Bacteriología) -- Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2022. Los antibióticos son fundamentales para el abordaje terapéutico exitoso de las enfermedades infecciosas. Sin embargo, su uso masivo ha traído aparejado un creciente aumento de la resistencia. Actualmente la resistencia a los antibióticos es un grave problema de salud pública a nivel global. Mitigar la diseminación de microorganismos resistentes a los antimicrobianos (MRAM), requiere un abordaje integral que estudie la circulación de los mismos tanto en humanos, como en el ambiente y en animales. Entre los principales MRAM se encuentran los Enterobacterales productores de beta-lactamasas de espectro extendido (E-BLEE). Estas confieren resistencia a penicilinas, cefalosporinas de 1ª a 4ª generación y monobactams y se asocian a resistencia a múltiples antibióticos. En este trabajo se estudió, a nivel fenotípico y molecular, la presencia de E-BLEE en el Río Suquía (RS) y en aguas residuales (AR) del ambiente urbano y periurbano de la ciudad de Córdoba. 2024-06-30 Fil: Bujedo, María José. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.

Este artículo se encuentra disponible en la siguiente URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/tbed.13737 En este artículo de investigación también participan: Marta Cerdà Cuéllar, Teresa Ayats, Jaume Jordá, Clara Marín y Santiago Vega. This is the pre-peer reviewed version of the following article: Sevilla-Navarro, S., Cerdà-Cuéllar, M., Ayats, T., Jordá, J., Marin, C., & Vega, S. (2021). Characterization of "Salmonella Frintrop" isolated from dromedary camels (Camelus dromedarius). Transboundary and Emerging Diseases, vol. 68, i. 2 (mar.), pp. 742?746, which has been published in final form at https://doi.org/10.1111/tbed.13737. This article may be used for non-commercial purposes in accordance with Wiley Terms and Conditions for Use of Self-Archived Versions. Este es el pre-print del siguiente artículo: Sevilla-Navarro, S., Cerdà-Cuéllar, M., Ayats, T., Jordá, J., Marin, C., & Vega, S. (2021). Characterization of "Salmonella Frintrop" isolated from dromedary camels (Camelus dromedarius). Transboundary and Emerging Diseases, vol. 68, i. 2 (mar.), pp. 742?746, que se ha publicado de forma definitiva en https://doi.org/10.1111/tbed.13737. Different studies have reported the prevalence and antibiotic resistance of Salmonella in dromedaries’ camels and its role in camelid-associated salmonellosis in humans, but little is known about the epidemiology of Campylobacter in dromedaries. Here we investigate the prevalence, genetic diversity and antibiotic resistance of Campylobacter and Salmonella in dromedary camels (Camelus dromedarius). A total of 54 individuals were sampled from two unique dromedary farms located in Tenerife (Canary Islands, Spain). Whilst all the samples were Campylobacter-negative, Salmonella prevalence was 5.5% (3/54) and the only serovar isolated was S. Frintrop. The pulsed field gel electrophoresis analysis revealed a low genetic diversity, with all isolates showing a nearly identical pulsotype (similarity > 95%). Our results indicate that dromedaries’ camels could not be a risk factor for Campylobacter human infection, but seems to be a reservoir for Salmonella transmission. Since camel ride has become one of the main touristic attractions in several countries and its popularity has considerably risen in the last years, a mandatory control, especially for zoonotic pathogens, such as Campylobacter and Salmonella should be implemented. Preprint

[ES] Actualmente el consumo de vegetales orgánicos presenta una tendencia creciente, debido a una mayor preocupación por el medio ambiente. Sin embargo, al no utilizar fertilizantes, herbicidas o pesticidas químicos, este tipo de cultivos puede conllevar un riesgo asociado debido a la posible presencia de ciertos organismos como las amebas de vida libre (free-living amoebae, FLA). Estos protozoos pueden actuar como reservorios de microorganismos vivos, pudiendo ser algunos de estos, patógenos humanos. Las técnicas microbiológicas convencionales como el cultivo permiten la detección de microorganismos, pero resultan poco específicas, y, en ocasiones, los organismos pueden adoptar el estado viable no cultivable (VBNC), no pudiéndose detectar mediante este método. Por ese motivo, se decidió analizar el contenido bacteriano del interior de estas FLA por medio de la técnica molecular DVC-FISH, que permite la detección de formas bacterianas viables debido a la preincubación en el medio DVC (favorece el crecimiento, pero no permite la división celular) combinándose con la técnica de hibridación fluorescente in situ (FISH) que emplea sondas fluorescentes específicas. Este método permite diferenciar el género o incluso la especie de las bacterias que se quieren identificar y además confirmar la viabilidad de estas. Se analizaron diversas muestras de vegetales y frutas orgánicas para, en primer lugar, determinar cualitativamente la presencia de FLA, y posteriormente, detectar la presencia y viabilidad de bacterias de los géneros Pseudomonas, Salmonella, Listeria y Helicobacter como parte del microbioma de las FLA aisladas de dichos vegetales y frutas orgánicas. Se procesaron un total de 35 muestras representativas de vegetales y fresas ecológicas, pertenecientes al proyecto `ECOFOOD¿. En todas las muestras se recuperaron FLA por cultivo (100%). Los resultados del DVC-FISH indicaron la presencia de células viables de Pseudomonas spp. en un 88,57% de las muestras y, de Salmonella spp. en un 2,86% de las muestras como parte del microbioma de las FLA aisladas. En cambio, no se detectó Helicobacter spp., ni Listeria monocytogenes. La presencia de ciertas bacterias internalizadas de interés para la salud pública, indica que las FLA son posibles vehículos de transmisión de patógenos, ofreciéndoles protección y favoreciendo su diseminación. [EN] Currently organic vegetables consumption presents a growing trend, due to higher concern about environment. However, as chemical fertilizers, herbicides and pesticides are not used, this type of cultivation may carry an associated risk due to the possible presence of certain organisms, such as free-living amoebae (FLA). These protozoa can act as reservoirs of alive microorganisms, some of which may be human pathogens. Conventional microbiological techniques such as culture allow the detection of microorganisms, but they result not very specific, and occasionally, organisms can adopt the viable non-culturable state (VBNC) and cannot be detected by this method. For this reason, analysing the internal content of this dangerous amoeba was decided through the molecular technique of DVC-FISH, that allows the detection of viable bacterial forms due to preincubation in DVC medium (it promotes cell growth, but it does not permit cell division) combined with the fluorescent in situ hybridization (FISH) technique that uses specific fluorescent probes. This method allows to differentiate the genus or even the bacterial specie that wants to be identified and it enables to confirm their viability. Organic vegetable and fruit samples were studied in order to firstly, qualitatively establish the presence of FLA, and subsequently, determining the presence and viability of bacteria from the genus of Pseudomonas, Salmonella, Listeria and Helicobacter as a part of isolated FLA microbiome from the organic vegetables mentioned. A total of 35 representative samples of organic vegetables and strawberries were processed from the 'ECOFOOD' project. In all samples FLA were recovered by culture (100%). Results of DVC-FISH indicated the presence of viable cells of Pseudomonas spp. in 88,57% of the samples and Salmonella spp. in 2,86% of samples as part of microbiome isolated from FLA. In contrast, neither Helicobacter spp. nor Listeria monocytogenes was detected. The presence of certain internalized bacteria of interest for public health indicates that FLA are possible vehicles for the transmission of pathogens, offering them protection and favouring their dissemination.

[Resumen] Klebsiella pneumoniae es un patógeno nosocomial que empeora el pronóstico de la gran mayoría de pacientes inmunocomprometidos. En líneas generales, se trata de una bacteria patógena oportunista capaz de colonizar una gran variedad de ambientes, especialmente los hospitalarios. Pertenece al grupo de bacterias gram-negativas y, debido a su elevada patogenicidad, es capaz de provocar cuadros clínicos graves que aumentan las tasas de mortalidad y morbilidad. El creciente incremento del número de bacterias multirresistentes a antibióticos de amplio espectro, como β-lactámicos o carbapenémicos, ha supuesto la búsqueda de nuevos métodos para combatir estas bacterias. En este contexto, la experimentación con fagoterapia está despertando un gran interés, gracias a su eficacia y seguridad, que se traducen en un incremento de las tasas de supervivencia. Es por ello que el presente TFM se centra en la caracterización de la actividad antimicrobiana de dos fagos líticos vB_KpnS_VAC35 y vB_KpnM_VAC36, así como de la combinación de estos fagos con inhibidores del QS, mecanismo de comunicación bacteriano que favorece la resistencia a los fagos. Para el desarrollo de este trabajo, en primer lugar, se realizó un análisis del genoma de los fagos con el objetivo de asegurar la ausencia de genes potencialmente virulentos. En segundo lugar, se caracterizó la capacidad de infección de los fagos vB_KpnS_VAC35 y vB_KpnM_VAC36 frente a sus sus cepas huésped: K3574 y K3573. Para ello se ha determinó la familia a la que pertenecen los fagos mediante el estudio morfológico empleando la técnica de Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) y se han determinado diversos parámetros de infección, como el tiempo de adsorción, el tamaño de explosión (burst size) o el período de latencia. Por último, se realizó el ensayo de infección e inhibición de QS empleando la molécula furanona 4-Metoxi-2(5H) con el objetivo de aumentar la capacidad de infección de los fagos frente a K. pneumoniae y mejorar su potencial uso en fagoterapia. [Resumo] Klebsiella pneumoniae é un patóxeno nosocomial que empeora o pronóstico da gran maioría de pacientes inmunocomprometidos. En liñas xerais, trátase dunha bacteria patóxena oportunista capaz de colonizar unha gran variedade de ambientes, especialmente os hospitalarios. Pertenece ao grupo de bacterias gram-negativas e, debido a súa elevada patogenicidade, é capaz de provocar cadros clínicos graves que aumentan as tasas de mortalidade e morbilidade. O crecente incremento do número de bacterias multirresistentes a antibióticos de amplo espectro, como β-lactámicos ou carbapenémicos, supuxo a búsqueda de novos métodos para combater estas bacterias. Neste contexto, a experimentación con fagoterapia está despertando unha gran interese, grazas á súa eficacia e seguridade que se traduce nun incremento das taxas de supervivencia. É por isto que o presente TFM se centra na caracterización da actividade antimicrobiana dos fagos líticos vB_KpnS_VAC35 e vB_KpnM_VAC36, así como da combinación destes fagos con inhibidores do Quorum sensing, mecanismo de comunicación bacteriano que favorece a resistencia aos fagos. Para o desenvolvemento deste traballo, no primeiro lugar realizóuse unha análise do xenoma dos fagos co obxectivo de asegurar a ausencia de xenes potencialmente virulentos. En segundo lugar, caracterizóuse a capacidade de infección dos fagos vB_KpnS_VAC35 e vB_KpnM_VAC36 fronte as súas cepas huésped: K3574 e K3573. Para elo se determinou a familia á que pertencen os fagos mediante o estudio morfológico empregando a técnica de Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) e se han determinado diversos parámetros de infección, como o tempo de adsorción, o tamaño de explosión (burst size) o período de latencia. Por último, realizouse o ensayo de infección e inhibición de Quorum Sensing empregando a molécula furanona 4-Metoxi-2(5H) co obxectivo de aumentar a capacidade de infección dos fagos fronte a K. pneumoniae e mellorar o seu potencial uso en fagoterapia. [Abstract] Klebsiella pneumoniae is a nosocomial pathogen that worsens the prognosis of the vast majority of immunocompromised patients. In general, it is an opportunistic pathogenic bacterium capable of colonizing a wide variety of environments, especially hospital ones. It belongs to the group of gram-negative bacteria and, due to its high pathogenicity, is able to cause serious clinical conditions that increase mortality and morbidity rates. The growing number of multidrug-resistant antibiotic-resistant bacteria, such as β-lactams or carbapenems, has led to the search for new methods to combat these bacteria. In this context, experimentation with phage therapy.is arousing great interest, thanks to its effectiveness and safety which translate into an increase in survival rates. This is why the present TFM focuses on the characterization of the antimicrobial activity of two lytic phages vB_KpnS_VAC35 and vB_KpnM_VAC36, as well as the combination of these phages with inhibitors of Quorum sensing, a bacterial communication mechanism that promotes resistance to phages. For the development of this work, an analysis of the phage genome was first performed with the aim of securing the lack of potentially virulent genes. Second, the infection capacity of the phages vB_KpnS_VAC35 and vB_KpnM_VAC36 was characterized against their host strains: K3574 and K3573. To this end, the family to which the phages belong has been determined by morphological study using the technique of Transmission Electron Microscopy (TEM) and various infection parameters have been determined, such as adsorption time, burst size. or the latency period. Finally, the Quorum Sensing infection and inhibition assay was performed using the furanone 4-Methoxy-2 (5H) molecule with the aim of increasing the infectivity of phages against K. pneumoniae and improving their potential use in phage therapy. Traballo fin de mestrado (UDC.CIE). Bioloxía molecular, celular e xenética. Curso 2021/2022

Pernambuco has a large availability of solar energy and high temperatures, and is well known for the natural beauty of its beaches, which are frequented for leisure activities, such as: walks, diving, swimming lessons and the performance of various sports. With this, the beaches end up becoming an environment of great circulation, contributing to the impact of ecosystems, in addition to this factor we can report the expansion of industries, livestock, agriculture, and urban centers. All these factors influence the rise in the rate of sand contamination, due to the disposal of inorganic waste on the beaches or that brought by seawater. Thus, the present study aimed to identify and characterize potentially pathogenic bacteria isolated on the beaches of Itamaracá and Olinda, on the northern coast of Pernambuco.The bacterial isolates were submitted to biochemical tests, gram test and catalase. At Olinda beach, the bacteria Escherichia coli, Staphylococcus spp, Staphylococcus aureus, Streptococcus spp and Vibrio cholerae were identified. At Itamaracá beach, Escherichia coli, Klesbsiella pneumonia, Staphylococcus spp, Staphylococcus aureus, Streptococcus spp, and Vibrio cholerae were identified. However, the microbiological analyses showed that there is a high level of contamination in the beach sand, especially in the dry sand where there is more contact with bathers. Therefore, a monitoring of the sand is necessary to guarantee a sanitary quality. Pernambuco tiene una gran disponibilidad de energía solar y altas temperaturas, y es conocido por la belleza natural de sus playas, que son frecuentadas para actividades de ocio, como: paseos, buceo, clases de natación y diversos deportes. Con esto, las playas acaban convirtiéndose en un entorno de gran circulación contribuyendo al impacto de los ecosistemas, además de este factor podemos reportar la expansión de las industrias, la ganadería, la agricultura y los centros urbanos. Todos estos factores influyen en el aumento de la tasa de contaminación de la arena, debido al vertido de residuos inorgánicos en las playas o a los aportados por el agua del mar. Así, el presente estudio tuvo como objetivo identificar y caracterizar bacterias potencialmente patógenas aisladas en las playas de Itamaracá y Olinda, en la costa norte de Pernambuco. Los aislados bacterianos fueron sometidos a pruebas bioquímicas, prueba de Gram y catalasa. En la playa de Olinda se identificaron las bacterias Escherichia coli, Staphylococcus spp, Staphylococcus aureus, Streptococcus spp y Vibrio cholerae. En la playa de Itamaracá se identificaron Escherichia coli, Klesbsiella pneumonia, Staphylococcus spp, Staphylococcus aureus, Streptococcus spp y Vibrio cholerae. Sin embargo, los análisis microbiológicos mostraron que hay un alto nivel de contaminación en la arena de la playa, principalmente en la arena seca, donde hay un mayor contacto con los bañistas. Por lo tanto, es necesario controlar la arena para garantizar su calidad sanitaria. Pernambuco possui uma grande disponibilidade de energia solar e altas temperaturas, e é bastante conhecido pela beleza natural de suas praias, que são frequentadas para a realização de atividades de lazer, como: passeios, mergulhos, aulas de natação e a realização de diversos esportes. Com isso, as praias acabam se tornando um ambiente de grande circulação contribuindo para o impacto dos ecossistemas, além desse fator podemos relatar a expansão das indústrias, pecuária, agricultura e centros urbanos. O conjunto desses fatores influenciam na ascensão da taxa de contaminação da areia, em razão do descarte de resíduos inorgânicos nas praias ou os que são trazidos pela água do mar. Desta forma, o presente estudo objetivou identificar e caracterizar bactérias potencialmente patogênicas isoladas nas praias de Itamaracá e Olinda, do litoral norte de Pernambuco. As coletas foram realizadas nos meses de janeiro e maio, onde foram retiradas amostras de areias úmidas e seca correspondentes a 10cm e a 20 cm de profundidade, no qual posteriormente passaram por um processo de suspensão em água fosfatada e diluídas a 10-3 que por sequência foram semeadas em meio Ágar sangue. Os isolados bacterianos, foram submetidos a testes bioquímicos, teste de Gram e catalase. Na praia de Olinda, foi identificada a existência das bactérias Escherichia coli, Staphylococcus spp, Staphylococcus aureus, Streptococcus spp e Vibrio cholerae. Na praia de Itamaracá foi identificada a existência da Escherichia coli, Klesbsiella pneumonia, Staphylococcus spp, Staphylococcus aureus, Streptococcus spp e Vibrio cholerae. Contudo, as análises microbiológicas mostraram que existe um alto nível de contaminação na areia de praia, principalmente na areia seca onde tem maior contato com os banhistas. Portanto, é necessário um monitoramento da areia para garantir uma qualidade sanitária.

[Resumen]: Aeromonas salmonicida subsp salmonicida es una bacteria Gram negativa de interés para la industria de la acuicultura, por su papel como agente etiológico de la forunculosis. Esta enfermedad afecta a los peces y provoca una alta mortalidad, lo que se refleja en una disminución de la producción y grandes pérdidas económicas. El mecanismo por el que la bacteria patógena causa esta enfermedad está relacionado con sus sistemas de captación de hierro, concretamente con la producción y liberación del sideróforo amonabactina al medio extracelular. Los sideróforos actúan como quelantes de Fe (III), un elemento esencial para el metabolismo, y son internalizados de nuevo a través de receptores de membrana externa, como FstC, y otros presentes en la membrana interna. El objetivo de este trabajo es la producción y purificación de la proteína FstC para emplearla como componente activo en la formulación de una vacuna contra la forunculosis, mediante su encapsulación en liposomas. El desarrollo de esta vacuna permitiría luchar contra la enfermedad de forma preventiva, asegurando un mayor bienestar animal y aumentando el rendimiento del proceso de producción piscícola. [Resumo]: Aeromonas salmonicida subsp salmonicida é unha bacteria Gram negativa de interés para a industria da acuicultura, polo seu papel como axente etiolóxico da forunculose. Esta enfermidade afecta aos peixes e provoca una elevada mortalidade, o que se reflicte nunha disminución da producción e grandes perdas económicas. O mecanismo polo que a bacteria patóxena causa esta enfermidade está relacionado cos seus sistemas de captación de ferro, concretamente coa producción e liberación do sideróforo amonabactina ao medio extracelular. Os sideróforos actúan como quelantes de Fe (III), un elemento esencial para o metabolismo, e entran de novo na célula mediante receptores da membrana externa, como FstC, e outros da membrana interna. O obxectivo deste traballo é a producción e purificación da proteína FstC para empregala como componente activo na formulación dunha vacina contra a forunculose, mediante a súa encapsulación en liposomas. O desenvolvemento desta vacina permitiría loitar contra a enfermidade de forma preventiva, garantizando un maior benestar animal e aumentando o rendemento do proceso da producción piscícola. [Abstract]: Aeromonas salmonicida subsp salmonicida is a Gram negative bacterium of interest to the aquaculture industry, due to its role as an etiological agent of furunculosis. This disease affects fish and causes high mortality, which is reflected in a decrease in production and large economic losses. The mechanism by which the pathogenic bacteria cause this disease is related to their iron uptake systems, specifically with the production and release of the amonabactin siderophore to the extracellular environment. Siderophores act as chelators of Fe (III), an essential element for metabolism, and are internalized again through outer membrane receptors, such as FstC, and others inners membrane receptors. The aim of this work is the production and purification of the FstC protein, in order to use it as an active component in the formulation of a furunculosis vaccine, by means of its encapsulation in liposomes. The development of this vaccine would make possible to fight against the disease in a preventive way, ensuring greater animal welfare and increasing the performance of the fish production process. Traballo fin de mestrado (UDC.CIE). Biotecnoloxía avanzada. Curso 2020/2021

The emergence of new pathogens is a major threat to public and veterinary health. Changes in bacterial habitat such as a switch in host or disease tropism are typically accompanied by genetic diversification. Staphylococcus aureus is a multi-host bacterial species associated with human and livestock infections. A microaerophilic subspecies, Staphylococcus aureus subsp. anaerobius, is responsible for Morel’s disease, a lymphadenitis restricted to sheep and goats. However, the evolutionary history of S. aureus subsp. anaerobius and its relatedness to S. aureus are unknown. Population genomic analyses of clinical S. aureus subsp. anaerobius isolates revealed a highly conserved clone that descended from a S. aureus progenitor about 1000 years ago before differentiating into distinct lineages that contain African and European isolates. S. aureus subsp. anaerobius has undergone limited clonal expansion, with a restricted population size, and an evolutionary rate 10-fold slower than S. aureus. The transition to its current restricted ecological niche involved acquisition of a pathogenicity island encoding a ruminant host-specific effector of abscess formation, large chromosomal re-arrangements, and the accumulation of at least 205 pseudogenes, resulting in a highly fastidious metabolism. Importantly, expansion of ~87 insertion sequences (IS) located largely in intergenic regions provided distinct mechanisms for the control of expression of flanking genes, including a novel mechanism associated with IS-mediated anti-anti-sense decoupling of ancestral gene repression. Our findings reveal the remarkable evolutionary trajectory of a host-restricted bacterial pathogen that resulted from extensive remodelling of the S. aureus genome through an array of diverse mechanisms in parallel., Author summary The emergence of new pathogens is a major threat to public and veterinary health. Some bacteria such as Staphylococcus aureus, have the capacity to infect many different host species including humans and livestock while others such as the closely-related S. aureus subsp. anaerobius, associated with a single type of pathology called Morel’s disease in small ruminants, are highly niche-restricted. However, our understanding of the genetic basis for such differences in bacterial host-tropism is very limited. Here, we discovered that S. aureus subsp. anaerobius evolved from an S. aureus ancestor and underwent an array of extensive changes to its genome that accompanied the transition to its current restricted lifestyle. We observed genome decay involving loss of function of hundreds of genes, large intra-chromosomal rearrangements affecting most of the genome, acquisition of a pathogenicity island, and expansion of large numbers of insertion sequences that are inserted at intergenic sites around the genome. Importantly, we found that IS elements affect the expression of neighbouring genes in different ways including a novel mechanism of IS-enabled disruption of ancestral gene repression. Taken together, we provide a remarkable example of radical genomic changes associated with evolutionary transition from a multi-host to highly restricted host ecology.

Tesis doctoral.-- Universidad de Barcelona. Programa de doctorado en biotecnología., Mycoplasma pneumoniae y Mycoplasma genitalium son dos patógenos humanos que infectan tejido pulmonar y urogenital respectivamente. El mecanismo principal para llevar a cabo la infección es a través de la adhesión a las células huésped por una pequeña protuberancia llamada Organela terminal (OT). En la membrana de esta OT se encuentra un complejo multiproteico, denominado Nap, compuesto por un dímero de heterodímeros de las proteínas P1 y P40/P90 en M. pneumoniae, o P140 y P110 en M. genitalium. P1 ha sido el foco de numerosos estudios, identificándola como la adhesina principal del complejo Nap en M. pneumoniae. Además de la función de adhesión, las proteínas de los Naps también participan en otros procesos esenciales para la patogenicidad, como son la motilidad y la evasión del sistema inmune. En nuestro laboratorio se determinó hace unos años la estructura del ectodominio de la proteína P110 de M. genitalium (Aparicio et al., Nature comm. 2018). Continuando la investigación sobre las proteínas que componen el Nap, el objetivo principal de esta Tesis doctoral ha sido determinar la estructura tridimensional de P140 (M. genitalium) y de P1 y P40/P90 (M. pneumoniae), estudiando también el papel que desempeñan estas proteínas en adhesión, motilidad e inmunogenicidad. El primer capítulo presenta la obtención, mediante cristalografía de rayos X, de la estructura del dominio C de P140. La estructura se resolvió en dos grupos espaciales cristalográficos diferentes: I) tetragonal I422, a 1.43 Å de resolución, con una molécula en la unidad asimétrica y II) monoclínico C2, a 1.92 Å, con ocho moléculas en la unidad asimétrica. El análisis estructural ha proporcionado dos resultados que cabe destacar aquí: I) El dominio C de P140 puede formar oligómeros (octámeros) compactos; II) Por otro lado, las grandes diferencias entre las diversas conformaciones halladas del dominio C, cuando a posteriori se pudo disponer de la estructura del ectodominio completo de P140, indican la gran plasticidad de este dominio y sugieren un papel importante de esa plasticidad en el funcionamiento del Nap. El segundo capítulo corresponde a la determinación de la estructura de P140 y del complejo P110-P140. P140 se resolvió a través de un procedimiento en el cual fue crítica la información proporcionada por crio-tomografía electrónica (crio-ET) del Nap y por diversos cristales tanto de P140 como de P1. En este trabajo también se pudieron modelar diversas conformaciones del Nap a través del “docking” de las estructuras de P140 y P110 en los correspondientes mapas de crio-ET y de crio-microscopía electrónica (crio-EM).

Conjugation has classically been considered the main mechanism driving plasmid transfer in nature. Yet bacteria frequently carry so-called non-transmissible plasmids, raising questions about how these plasmids spread. Interestingly, the size of many mobilisable and non-transmissible plasmids coincides with the average size of phages (~40 kb) or that of a family of pathogenicity islands, the phage-inducible chromosomal islands (PICIs, ~11 kb). Here, we show that phages and PICIs from Staphylococcus aureus can mediate intra- and inter-species plasmid transfer via generalised transduction, potentially contributing to non-transmissible plasmid spread in nature. Further, staphylococcal PICIs enhance plasmid packaging efficiency, and phages and PICIs exert selective pressures on plasmids via the physical capacity of their capsids, explaining the bimodal size distribution observed for non-conjugative plasmids. Our results highlight that transducing agents (phages, PICIs) have important roles in bacterial plasmid evolution and, potentially, in antimicrobial resistance transmission., Nature Communications, 12, ISSN:2041-1723

La revolución genómica, a través del desarrollo de las tecnologías de secuenciación masiva (o de alto rendimiento, HTS), ha beneficiado enormemente a la Microbiología. Gracias a las posibilidades que ofrece esta tecnología, en los últimos años se ha incrementado en gran medida el número de estudios en microbiología clínica y epidemiología que la aplican. Sin embargo, su implementación rutinaria en clínica aún está lejos de ser una realidad en muchos países, por lo que se requiere de más investigación para madurar su uso y solventar los obstáculos que presenta. En este trabajo, el objetivo principal es mostrar la utilidad de esta tecnología para el estudio de tres patógenos bacterianos y su epidemiología, mediante su aplicación en cuatro casos distintos. En el primer capítulo se aborda el estudio de la epidemiología genómica de Neisseria gonorrhoeae en tres regiones españolas. Gracias a la obtención de los genomas completos, se pudo profundizar en su estructura poblacional y en su epidemiología. Asimismo, se pudo llevar a cabo la detección de determinantes de resistencia a antibióticos presentes en la población gonocócica en España. En el segundo capítulo se aplica por primera vez esta tecnología para la resolución de un caso de transmisión de gonorrea en el contexto de un caso forense de posibles abusos a una menor. Gracias a su poder de resolución, se pudo discriminar entre los aislados de los implicados en el caso y los aislados procedentes de pacientes control. Esto no fue posible con técnicas clásicas de biología molecular, por lo que se evidencia la utilidad de la HTS en este tipo de casos. En el tercer capítulo se investiga la relación genética entre los aislados de dos brotes nosocomiales producidos por Serratia marcescens. En esta ocasión, evaluamos el impacto de la elección de un genoma de referencia para investigar un brote. Si la referencia usada es demasiado cercana genéticamente a los aislados del brote no se podrá definir al brote como tal. Finalmente, en el cuarto capítulo se investiga la recombinación de Lactococcus garvieae a varios niveles taxonómicos. Su secuenciación usando reads largos permitió el ensamblado completo de su genoma, permitiendo un análisis más completo. The genomic revolution, through the development of the high-throughput, sequencing (HTS) technologies, has greatly benefited Microbiology. Thanks to the possibilities offered by HTS, in recent years the number of studies in clinical microbiology and epidemiology that apply it has increased. However, its routine implementation in the clinic is still far from being a reality in many countries, so more research is required to mature its use and solve the obstacles it presents. In this work, the main objective is to show the usefulness of this technology for the study of three bacterial pathogens and their epidemiology, through its application in four different cases. The first chapter addresses the study of the genomic epidemiology of Neisseria gonorrhoeae in three Spanish regions. Thanks to obtaining the complete genomes, it was possible to delve into its population structure and its epidemiology. Likewise, it was possible to carry out the detection of determinants of resistance to antibiotics present in the gonococcal population in Spain. In the second chapter, HTS is applied for the first time to solve a case of transmission of gonorrhea in the context of a forensic case of possible abuse of a minor. Thanks to its resolution power, it was possible to discriminate between isolates from those involved in the case and those from control patients. This was not possible with the classical molecular biology techniques. These results show the usefulness of HTS in this type of cases. The third chapter investigates the genetic relationship between the isolates of two nosocomial outbreaks produced by Serratia marcescens. On this occasion, we evaluate the impact of choosing a reference genome to investigate an outbreak. If the reference used is too close genetically to the isolates of the outbreak, the outbreak cannot be defined as such. Finally, the fourth chapter investigates the recombination of Lactococcus garvieae at different taxonomic levels. Its sequencing using long reads technology allowed the complete assembly of its genome, allowing a more complete analysis.

"En nuestro grupo de investigación se ha trabajado con una cepa de Bacillus thuringiensis ELI 52 cuya actividad bactericida fue evaluada contra varias bacterias de interés clínico. En este trabajo se obtendrán y purificarán algunos compuestos de tipo indólicos además de compuesto ftalato y se realizará la evaluación biológica de todos los compuestos contra hongos y bacterias. Estos compuestos fueron aislados e identificados mediante técnicas de separación por columna, técnicas espectométricas y espectroscópicas. Cabe destacar que del compuesto de tipo ftalato se obtuvo un enantiómero de forma pura y por ello se decidió realizar la síntesis asimétrica de los dos estereoisómeros. Este compuesto tuvo poco poder inhibitorio a diferentes bacterias y hongos de interés clínico y agrícola respectivamente. Respecto a los compuestos de tipo indólico mostraron alto poder inhibitorio ante diferentes bacterias y hongos."

Este artículo se encuentra disponible en la siguiente URL: https://academic.oup.com/jid/advance-article/doi/10.1093/infdis/jiaa367/5862450 En esta investigación también participan: Nathalie Aulner, Anne Danckaert, Alain Charbit, Jost Enninga, Pascale Cossart y Javier Pizarro Cerdá. The bacterial pathogen Listeria monocytogenes invades host cells, ruptures the internalization vacuole, and reaches the cytosol for replication. A high-content small interfering RNA (siRNA) microscopy screen allowed us to identify epithelial cell factors involved in L. monocytogenes vacuolar rupture, including the serine/threonine kinase Taok2. Kinase activity inhibition using a specific drug validated a role for Taok2 in favoring L. monocytogenes cytoplasmic access. Furthermore, we showed that Taok2 recruitment to L. monocytogenes vacuoles requires the presence of pore-forming toxin listeriolysin O. Overall, our study identified the first set of host factors modulating L. monocytogenes vacuolar rupture and cytoplasmic access in epithelial cells.

El conocimiento de la comunicación bacteriana, o quorum sensing (QS), es crucial para el desarrollo de nuevos agentes antimicrobianos. Esta tesis ofrece un enfoque novedoso para explicar la regulación del QS dependiente de proteínas LuxR bajo el marco de la teoría de la percolación. Además, propone nuevos mecanismos de inactivación de estos sistemas. En concreto, se centra sobre el diseño y optimización de nanopartículas a base de quitosano (CS NPs) para interferir con el QS. Un hallazgo clave de la tesis es que las CS NPs interaccionan con las bacterias e inhiben el QS en momentos específicos del crecimiento. El trabajo plasmado en esta tesis abre el horizonte para la aplicación de CS NPs al control de la virulencia de bacterias patógenas.

The abuse and misuse of antibiotics, such as through self-medication, treatment dropout, or cattle fattening, result in the emergence of resistant or multi-resistant pathogenic bacteria. This emergence could be due to an increased selective pressure that kills sensitive strains, new antibiotic resistances appearing at a faster rate than in nature, with higher minimum inhibitory concentrations (MICs), and than the drug discovery process. Awareness and a drop in consumption seem essential to slow down this rate of increased resistance. In this study, we asked ourselves if controlling the use of antibiotics and, hence, a drop in selective pressure are sufficient for resistant pathogenic bacteria to revert to their sensitive condition. To answer this question, we carried out a bibliographic review. The analyzed data suggests that bacteria will compensate for the fitness cost due to their high adaptive capacity. Therefore, bacterial resistance will not be reverted just by lowering the selective pressure. We suggest further research on bacterial evolution at the molecular level is necessary in order to find a solution to this problem as soon as possible. El abuso y el mal uso de los antibióticos como, por ejemplo, la automedicación, el abandono de tratamientos o su utilización para el engorde de animales de granja, da como resultado la aparición de bacterias patógenas resistentes o multirresistentes a antibióticos. Posiblemente, esto se deba a un exceso de presión selectiva que permite eliminar la competencia de cepas sensibles, apareciendo nuevas resistencias a antibióticos a una velocidad mayor que en la naturaleza, con concentraciones mínimas inhibitorias (CMI) más altas y en menos tiempo que el requerido para crear nuevos fármacos. Para frenar este avance, la sensibilización, la concienciación y la bajada en el consumo parecen fundamentales. En este estudio, nos preguntamos si el control del uso de los antibióticos y, por tanto, la bajada en la presión selectiva es suficiente para que las bacterias patógenas resistentes o multirresistentes reviertan a su condición de sensibles. Para dar respuesta a esta pregunta, hemos llevado a cabo un análisis bibliográfico. Tras analizar los datos, todo parece indicar que las bacterias resistentes no van a revertir al estado de sensibles tras bajar solamente la presión selectiva debido a su gran capacidad de adaptación. Sugerimos, entre otras cosas, una mayor investigación sobre la evolución bacteriana a nivel molecular, para encontrar cuanto antes una solución a este problema. O abuso e uso indevido de antibióticos, como por exemplo, a automedicação, o abandono de tratamentos ou o uso para engordar animais de criação, têm como resultado o aparecimento de bactérias patogénicas resistentes ou multirresistentes aos antibióticos. Provavelmente, devido ao excesso de pressão seletiva que permite eliminar a competência de cepas sensíveis, aparecendo novas resistências aos antibióticos com uma rapidez superior à que ocorre na natureza, com concentrações mínimas inibitórias (CIM) mais altas e em menos tempo do que o necessário, para a criação de novos medicamentos. Para conter este avanço é fundamental, a sensibilização, a conscientização e a diminuição do consumo. Neste estudo, questionamos se o controle do uso de antibióticos e portanto, a redução da pressão seletiva é suficiente, para que as bactérias patogénicas resistentes ou multirresistentes voltem à sua condição de sensíveis. Para responder a esta pergunta, realizamos uma análise bibliográfica. Depois de analisar os dados, tudo parece indicar que depois de baixar apenas a pressão seletiva, as bactérias resistentes não voltarão ao seu estado sensível, devido à sua grande adaptabilidade. Sugerimos, entre outras coisas, estudos adicionais sobre a evolução bacteriana a nível molecular, para encontrar uma solução para este problema, o mais breve possível.