Strain-specific predation of Bdellovibrio bacteriovorus on Pseudomonas aeruginosa with a higher range for cystic fibrosis than for bacteremia isolates

7 p.-1 fig.This work aimed to evaluate the predatory activity of Bdellovibrio bacteriovorus 109J on clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa selected from well-characterized collections of cystic fibrosis (CF) lung colonization (n = 30) and bloodstream infections (BSI) (n = 48) including strains selected by genetic lineage (frequent and rare sequence types), antibiotic resistance phenotype (susceptible and multidrug-resistant isolates), and colony phenotype (mucoid and non-mucoid isolates). The intraspecies predation range (I-PR) was defined as the proportion of susceptible strains within the entire collection. In contrast, the predation efficiency (PE) is the ratio of viable prey cells remaining after predation compared to the initial inoculum. I-PR was significantly higher for CF (67%) than for BSI P. aeruginosa isolates (35%) probably related to an environmental origin of CF strains whereas invasive strains are more adapted to humans. I-PR correlation with bacterial features such as mucoid morphotype, genetic background, or antibiotic susceptibility profile was not detected. To test the possibility of increasing I-PR of BSI isolates, a polyhydroxyalkanoate depolymerase deficient B. bacteriovorus bd2637 mutant was used. Global median I-PR and PE values remained constant for both predators, but 31.2% of 109J-resistant isolates were susceptible to the mutant, and 22.9% of 109J-susceptible isolates showed resistance to predation by the mutant, pointing to a predator–prey specificity process. The potential use of predators in the clinical setting should be based on the determination of the I-PR for each species, and the PE of each particular target strain.CH is supported by Comunidad Autónoma de Madrid (PEJD-2018-POST/BMD-8016). CS is granted by “Fundación Mutua Madrileña” achieved in 2017 call by RDC (AP165902017). SSB is a recipient of a predoctoral FPU grant (FPU17/03978) from the Spanish Ministry of Universities. This work was supported by the Instituto de Salud Carlos III, PI17/00115 and PI20/00164 to RdC, REIPI (RD16/0016/0011) actions, co-financed by the European Development Regional Fund “A way to achieve Europe” (ERDF), and Vertex Pharmaceuticals.Peer reviewe

Producción de la bacteria depredadora B. bacteriovorus HD100 en biorreactor: del laboratorio a la industria

1 p.La bacteria depredadora Bdellovibrio bacteriovorus ha despertado gran interés en los últimos años debido a su potencial uso como antibiótico vivo, ya que puede lisar otras bacterias Gram negativas incluyendo patógenos humanos. Su ciclo de vida está compuesto por una fase libre móvil o de ataque, en la que nada a gran velocidad hasta localizar a la presa, y una fase intraperiplásmica o de crecimiento, en la que consume los componentes celulares de la presa como paso previo a la lisis de ésta y liberación de la progenie. Además,en nuestro laboratorio se ha puesto de manifiesto la aplicación de B. bacteriovorus en el campo industrial para la purificación de productos intracelulares como los bioplásticos. Para llevar a cabo el procesado de bioproductos a escala industrial es necesario disponer de biomasa suficiente del depredador. En este trabajo,presentamos la optimización de la producción de B. bacteriovorus en biorreactores con un volumen de cultivo de 1 litro, empleando diferentes modos de operación y concentración de bacteria presa. La tasa de crecimiento y la biomasa final de B. bacteriovorus fueron los parámetros de optimización del escalado.Debido a la complejidad que dicha bacteria presenta para el seguimiento de su crecimiento, en este proceso se ha empleado una cepa modificada del depredador que es fluorescente y que permite la monitorización del número de células viables mediante citometría de flujo. Por último, con el fin de facilitar su conservación,transporte y comercialización, se ha puesto a punto un proceso de liofilización en diferentes condiciones.Peer reviewe

Desarrollo de herramientas genéticas modulares para la domesticación de la bacteria depredadora Bdellovibrio bacteriovorus HD100

1 p.Bdellovibrio bacteriovorus, depredador de otras bacterias Gram-negativas, ha despertado un enorme interés en terapia antimicrobiana y como herramienta lítica para la liberación de productos intracelulares como los bioplásticos o polihidroxialcanoatos. La reciente publicación de su modelo metabólico a escala genómica (iCH455) abre nuevas posibilidades en el estudio de su particular ciclo celular, compuesto por una fase natatoria de ataque a su presa, y una fase intraperiplásmica en la que degrada los componentes celulares de la presa para replicarse. Este modelo permite predecir requerimientos y auxotrofías nutricionales, así como rutas metabólicas incompletas cuya reconstrucción podría reducir dichos requisitos nutricionales o su dependencia de la presa. Sin embargo, a pesar del potencial de B. bacteriovorus, carecemos de herramientas genéticas que nos permitan su domesticación, limitándose principalmente a la interrupción de genes mediante recombinación homóloga y su complementación mediante plásmidos replicativos inestables. En este trabajo, hemos desarrollado plásmidos replicativos en B. bacteriovorus compatibles con el sistema de ensamblado modular GoldenGate-ModularCloning, que nos permite generar librerías genéticas intercambiables para controlar los niveles de expresión de proteínas heterólogas. Debido a las limitaciones de la expresión de proteínas en plásmidos replicativos, por su variable número de copias en B.bacteriovorus, hemos puesto a punto la integración cromosómica mediada por el transposón Tn7, caracterizada por localizarse en un punto concreto del genoma. La inserción en esta región de una proteína fluorescente fusionada a diferentes componentes de una unidad génica (promotores, RBS o terminadores) nos permite determinar rápidamente su influencia en los niveles de expresión y depredación.Este trabajo ha sido financiado gracias a la Ayuda FPU17/03978 y los proyectos H2020 Engicoin 760994 y BIO2017-83448-R.Peer reviewe

Providing new insights on the biphasic lifestyle of the predatory bacterium Bdellovibrio bacteriovorus through genome-scale metabolic modeling

© 2020 Herencias et al.In this study we analyze the growth-phase dependent metabolic states of Bdellovibrio bacteriovorus by constructing a fully compartmented, mass and charge-balanced genome-scale metabolic model of this predatory bacterium (iCH457). Considering the differences between life cycle phases driving the growth of this predator, growth-phase condition-specific models have been generated allowing the systematic study of its metabolic capabilities. Using these computational tools, we have been able to analyze, from a system level, the dynamic metabolism of the predatory bacteria as the life cycle progresses. We provide computational evidences supporting potential axenic growth of B. bacteriovorus’s in a rich medium based on its encoded metabolic capabilities. Our systems-level analysis confirms the presence of “energy-saving” mechanisms in this predator as well as an abrupt metabolic shift between the attack and intraperiplasmic growth phases. Our results strongly suggest that predatory bacteria’s metabolic networks have low robustness, likely hampering their ability to tackle drastic environmental fluctuations, thus being confined to stable and predictable habitats. Overall, we present here a valuable computational testbed based on predatory bacteria activity for rational design of novel and controlled biocatalysts in biotechnological/clinical applications.This work was supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness through the grants BIO2014-59528-JIN (JN), BIO2013-44878-R, and BIO2017-83448-R and H2020 Engicoin no 760994 (MAP). CH was supported by a FPI (Contratos predoctorales para la formación de doctores) fellowship (BES-2014-070856). SSB was supported by a FPU (Ayuda para la formación de profesorado universitario) fellowship (FPU17/03978) from the Spanish Ministry of Universities