Host range expansion of phage cocktails: automation and study of Appelmans protocol

Imens antibiotikaresistens sprer seg globalt, har bakteriofager fått fornyet oppmerksomhet som alternativ behandlingsmåte for bakterielle infeksjoner. Dette prosjektet tar for seg to aspekter i utviklingen av bakteriofager (også kalt fager) for fagterapi; isolering av bakteriofager, og adapsjon av fag-blandinger til nye bakterielle stammer. Fem fager ble isolert fra et kloakkrenseanlegg ved å bruke Escherichia coli-stammer fra ECOR-samlingen som verter. Sammen med fem andre fager fra et tidligere prosjekt, ble vertsbreddene til alle fagene testet på alle de 72 stammene i ECOR. Interaksjonsnetterket ble analysert, og ECOR-stammer isolert fra ikke-menneskelige verter var i større grad immune mot fagene enn stammer isolert fra menneskelige verter. Tre fager ble så kombinert i en cocktail som ble evolvert på 10 utvalgte ECOR-stammer gjennom en automatisert protokoll basert på Appelmansprotokollen. Disse ECOR-stammene ble også sjekket for profager. Etter 30 runder av protokollen hadde vertsbredden til cocktailen økt fra 3/10 til 5/10 utvalgte stammer, og i tillegg utvidet seg 44% på hele ECOR-samlingen. To vertsbreddemutanter ble isolert fra den evolverte cocktailen og sammenlignet med de originale cocktailfagene ved bruk av elektronmikroskop (TEM). Basert på disse resultatene er det sannsynlig at vertsbreddemutantene stammer, enten helt eller delvis, fra profager i ECOR-stammene. Tidligere studier av Appelmansprotokollen har ikke undersøkt effekten av profager. I tillegg til disse resultatene ble et inkuberingsskap med UV-sterilisering og temperaturog fuktighetskontroll designet og konstruert rundt en Opentrons OT-1 robot som ble programmert til a utføre protokollen. Dette designet kan være nyttig for andre prosjekter.