Acinetobacter Baumannii Maintains Its Virulence After Long-Time Starvation

Acinetobacter baumannii is a cause of healthcare-associated infections. Although A. baumannii is an opportunistic pathogen, its infections are notoriously difficult to treat due to intrinsic and acquired antimicrobial resistance, often limiting effective therapeutic options. A. baumannii can survive for long periods in the hospital environment, particularly on inanimate surfaces. Such environments may act as a reservoir for cross-colonization and infection outbreaks and should be considered a substantial factor in infection control practices. Moreover, clothing of healthcare personnel and gadgets may play a role in the spread of nosocomial bacteria. A link between contamination of hospital surfaces and A. baumannii infections or between its persistence in the environment and its virulence has not yet been established. Bacteria under stress (i.e., long-term desiccation in hospital setting) could conserve factors that favor infection. To investigate whether desiccation and/or starvation may be involved in the ability of certain strains of A. baumannii to retain virulence factors, we have studied five well-characterized clinical isolates of A. baumannii for which survival times were determined under simulated hospital conditions. Despite a considerable reduction in the culturability over time (up to 88% depending on strain and the condition tested), some A. baumannii strains were able to maintain their ability to form biofilms after rehydration, addition of nutrients, and changing temperature. Also, after long-term desiccation, several clinical strains were able to grow in the presence of non-immune human serum as fine as their non-stressed homologs. Furthermore, we also show that the ability of bacterial strains to kill Galleria mellonella larvae does not change although A. baumannii cells were stressed by long-term starvation (up to 60 days). This means that A. baumannii can undergo a rapid adaptation to both the temperature shift and nutrients availability, conditions that can be easily found by bacteria in a new patient in the hospital setting.Research in our laboratory is supported by the Spanish Instituto de Salud Carlos III, Spain (grant PI16/01103 to José Ramos-Vivas) and the Plan Nacional de I+D+i 2008-2011 and Instituto de Salud Carlos III, Subdirección General de Redes y Centros de Investigación Cooperativa, Ministerio de Economía y Competitividad, Spanish Network for Research in Infectious Diseases (REIPI RD12/0015) - co-financed by European Development Regional Fund "A way to achieve Europe" ERDF. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript

Mechanisms involved in Escherichia coli and Serratia marcescens removal during activated sludge wastewater treatment

Wastewater treatment reduces environmental contamination by removing gross solids and mitigating the effects of pollution. Treatment also reduces the number of indicator organisms and pathogens. In this work, the fates of two coliform bacteria, Escherichia coli and Serratia marcescens, were analyzed in an activated sludge process to determine the main mechanisms involved in the reduction of pathogenic microorganisms during wastewater treatment. These bacteria, modified to express green fluorescent protein, were inoculated in an activated sludge unit and in batch systems containing wastewater. The results suggested that, among the different biological factors implied in bacterial removal, bacterivorous protozoa play a key role. Moreover, a representative number of bacteria persisted in the system as free-living or embedded cells, but their distribution into liquid or solid fractions varied depending on the bacterium tested, questioning the real value of bacterial indicators for the control of wastewater treatment process. Additionally, viable but nonculturable cells constituted an important part of the bacterial population adhered to solid fractions, what can be derived from the competition relationships with native bacteria, present in high densities in this environment. These facts, taken together, emphasize the need for reliable quantitative and qualitative analysis tools for the evaluation of pathogenic microbial composition in sludge, which could represent an undefined risk to public health and ecosystem functions when considering its recycling.This work was supported by the research projects CTM2006-09532/TECNO from the Science and Technology Ministry of Spain, EHU08/56 from the Basque Country University and Basque Government Predoctoral Grant BF109.103 to I. Garaizabal

Respuesta bacteriana al estrés. Identificación de los factores celulares y moleculares que controlan la respuesta al estrés ambiental en bacterias autóctonas y alóctonas en los sistemas acuáticos

Poster presentado a la Rodríguez 1ª Jornadas de Investigación de la Facultad de Ciencia y Tecnología celebrada en Leioa del 21 a 23 de mayo de 2008

Estrategias de supervivencia de Acinetobacter baumannii en el ámbito hospitalario.

209 p.Acinetobacter baumannii es un importante patógeno nosocomial responsable de un gran número debrotes epidémicos en los hospitales de todo el mundo. Este microorganismo es capaz de persistir bajocondiciones adversas durante largos periodos de tiempo debido a su resistencia a la desecación y a losantimicrobianos. Este trabajo doctoral pretende profundizar, desde un enfoque ecológico, en elconocimiento de la respuesta de Acinetobacter baumannii ATCC 19606T al estrés inducido por factoresabióticos y establecer las estrategias de supervivencia que le permiten persistir en condiciones propias delambiente hospitalario. Los resultados de este estudio indicaron que cuando esta bacteria se encuentrasobre superficies sólidas es capaz de preservar su cultivabilidad y otras características celulares durante almenos 30 días. Sin embargo, la supervivencia como células en suspensión es dependiente de latemperatura que, a 37°C, induce un gran número de cambios en diferentes características celulares, comocultivabilidad, integridad de la membrana citoplasmática, morfología, tamaño o adherencia. Además, elanálisis del subproteoma de las envueltas celulares de este microorganismo durante su exposición acondiciones adversas reveló, en términos generales, una gran estabilidad en las proteínas asociadas con elmetabolismo, la estructura, la respuesta al estrés o la patogenicidad. Por otro lado, se analizó el efecto dela exposición de A. baumannii a la radiación (visible o UV-C) y la acción de diferentes desinfectantes,agentes que indujeron la entrada de A. baumannii en el estado Viable No Cultivable. Aunque ninguno delos desinfectantes estudiados eliminó totalmente a este microorganismo, los resultados demostraron quela lejía fue el desinfectante más eficaz, sin embargo, los productos de amonio cuaternario testadospodrían considerarse más adecuados al carecer de efectos negativos para los pacientes y personalhospitalario

Estrategias de supervivencia de Acinetobacter baumannii en el ámbito hospitalario.

209 p.Acinetobacter baumannii es un importante patógeno nosocomial responsable de un gran número debrotes epidémicos en los hospitales de todo el mundo. Este microorganismo es capaz de persistir bajocondiciones adversas durante largos periodos de tiempo debido a su resistencia a la desecación y a losantimicrobianos. Este trabajo doctoral pretende profundizar, desde un enfoque ecológico, en elconocimiento de la respuesta de Acinetobacter baumannii ATCC 19606T al estrés inducido por factoresabióticos y establecer las estrategias de supervivencia que le permiten persistir en condiciones propias delambiente hospitalario. Los resultados de este estudio indicaron que cuando esta bacteria se encuentrasobre superficies sólidas es capaz de preservar su cultivabilidad y otras características celulares durante almenos 30 días. Sin embargo, la supervivencia como células en suspensión es dependiente de latemperatura que, a 37°C, induce un gran número de cambios en diferentes características celulares, comocultivabilidad, integridad de la membrana citoplasmática, morfología, tamaño o adherencia. Además, elanálisis del subproteoma de las envueltas celulares de este microorganismo durante su exposición acondiciones adversas reveló, en términos generales, una gran estabilidad en las proteínas asociadas con elmetabolismo, la estructura, la respuesta al estrés o la patogenicidad. Por otro lado, se analizó el efecto dela exposición de A. baumannii a la radiación (visible o UV-C) y la acción de diferentes desinfectantes,agentes que indujeron la entrada de A. baumannii en el estado Viable No Cultivable. Aunque ninguno delos desinfectantes estudiados eliminó totalmente a este microorganismo, los resultados demostraron quela lejía fue el desinfectante más eficaz, sin embargo, los productos de amonio cuaternario testadospodrían considerarse más adecuados al carecer de efectos negativos para los pacientes y personalhospitalario

Tratamiento de aguas residuales mediante fangos activados: importancia de los mecanismos de reducción de enterobacterias

Presentación de la la comunicación al IX Congreso de Microbiología del Medio Acuático celebrado en Barcelona del 13 al 15 de septiembre de 2012.El tratamiento de las aguas residuales mediante fangos activados está orientado a reducir la fracción orgánica asimilable y el número de microorganismos en los efluentes. La reducción de la fracción microbiana se atribuye a eliminación por depredación, concentración en los fangos y vertido en los efluentes. En este trabajo se ha comprobado la evolución de dos Enterobacterias (Escherichia coli y Serratia marcescens) a las que se ha insertado el gen gfp. Ambas cepas, que expresan la proteína fluorescente GFP, pueden distinguirse en el conjunto de la población del agua residual y no difieren en su comportamiento respecto a las cepas parentales. Las experiencias se realizaron en microcosmos de agua residual y en una planta de tratamiento miniaturizada. Los resultados obtenidos en planta han mostrado que, una vez alcanzado el equilibrio, E. coli permanece mayoritariamente (60-70%) en la fracción sólida tanto en el reactor biológico (flóculos) como en el clarificador secundario (fango). La eliminación atribuible a depredación afecta al 30-40% de las células introducidas mientras que en los efluentes apenas se recoge el 0,12%. Sin embargo, Serratia se distribuye de forma equitativa entre las fracciones líquidas y sólidas (12-15% en cada fracción considerada). Las células vertidas en los efluentes suponen el 1,5-2% de la población del influente. Para este microorganismo, podemos considerar la depredación como el principal factor implicado en su eliminación (70% aprox.). Estos resultados ponen de manifiesto que si bien los mecanismos de eliminación de bacterias introducidas en el sistema son los mismos, la importancia de cada uno de ellos en el proceso global difiere con la bacteria estudiada

Respuesta bacteriana al estrés. Identificación de los factores celulares y moleculares que controlan la respuesta al estrés ambiental en bacterias autóctonas y alóctonas en los sistemas acuáticos

Poster presentado a la Rodríguez 1ª Jornadas de Investigación de la Facultad de Ciencia y Tecnología celebrada en Leioa del 21 a 23 de mayo de 2008