Role of sodium salicylate in Staphylococcus aureus quorum sensing, virulence, biofilm formation and antimicrobial susceptibility

The widespread threat of antibiotic resistance requires new treatment options. Disrupting bacterial communication, quorum sensing (QS), has the potential to reduce pathogenesis by decreasing bacterial virulence. The aim of this study was to investigate the influence of sodium salicylate (NaSa) on Staphylococcus aureus QS, virulence production and biofilm formation. In S. aureus ATCC 25923 (agr III), with or without serum, NaSa (10 mM) downregulated the agr QS system and decreased the secretion levels of alpha-hemolysin, staphopain A and delta-hemolysin. Inhibition of agr expression caused a downregulation of delta-hemolysin, decreasing biofilm dispersal and increasing biofilm formation on polystyrene and titanium under static conditions. In contrast, NaSa did not increase biofilm biomass under flow but caused one log10 reduction in biofilm viability on polystyrene pegs, resulting in biofilms being twice as susceptible to rifampicin. A concentrationdependent effect of NaSa was further observed, where high concentrations (10 mM) decreased agr expression, while low concentrations (≤0.1 mM) increased agr expression. In S. aureus 8325-4 (agr I), a high concentration of NaSa (10 mM) decreased hla expression, and a low concentration of NaSa (≤1 mM) increased rnaIII and hla expression. The activity of NaSa on biofilm formation was dependent on agr type and material surface. Eight clinical strains isolated from prosthetic joint infection (PJI) or wound infection belonging to each of the four agr types were evaluated. The four PJI S. aureus strains did not change their biofilm phenotype with NaSa on the clinically relevant titanium surface. Half of the wound strains (agr III and IV) did not change the biofilm phenotype in the 3D collagen wound model. In addition, compared to the control, ATCC 25923 biofilms formed with 10 mM NaSa in the collagen model were more susceptible to silver. It is concluded that NaSa can inhibit QS in S. aureus, decreasing the levels of toxin production with certain modulation of biofilm formation. The effect on biofilm formation was dependent on the strain and material surface. It is suggested that the observed NaSa inhibition of bacterial communication is a potential alternative or adjuvant to traditional antibiotics.This research was funded by the Swedish Foundation for Strategic Research (SSF; RMA15-0110 2016), Mölnlycke Health Care AB (Sweden), the European Commission within the H2020-MSCA grant agreement no. 861046 (BIOREMIA-ETN), the European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Program under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement No: 754412 (MoRE2020— Region Västra Götaland), CARe—Centre for Antibiotic Resistance Research at University of Gothenburg; Swedish Research Council (2018–02891), the Swedish state under the agreement between the Swedish government and the county councils, the ALF agreement (ALFGBG-725641), the IngaBritt and Arne Lundberg Foundation (LU2021- 0048), the Hjalmar Svensson Foundation; the Doctor Felix Neuberghs Foundation, the Adlerbertska Foundation, and the Area of Advance Materials of Chalmers/GU Biomaterials within the Strategic Research Area initiative launched by the Swedish government

An in vitro collagen perfusion wound biofilm model; with applications for antimicrobial studies and microbial metabolomics

BackgroundThe majority of in vitro studies of medically relevant biofilms involve the development of biofilm on an inanimate solid surface. However, infection in vivo consists of biofilm growth on, or suspended within, the semi-solid matrix of the tissue, whereby current models do not effectively simulate the nature of the in vivo environment. This paper describes development of an in vitro method for culturing wound associated microorganisms in a system that combines a semi-solid collagen gel matrix with continuous flow of simulated wound fluid. This enables culture of wound associated reproducible steady state biofilms under conditions that more closely simulate the dynamic wound environment. To demonstrate the use of this model the antimicrobial kinetics of ceftazidime, against both mature and developing Pseudomonas aeruginosa biofilms, was assessed. In addition, we have shown the potential application of this model system for investigating microbial metabolomics by employing selected ion flow tube mass spectrometry (SIFT-MS) to monitor ammonia and hydrogen cyanide production by Pseudomonas aeruginosa biofilms in real-time. ResultsThe collagen wound biofilm model facilitates growth of steady-state reproducible Pseudomonas aeruginosa biofilms under wound like conditions. A maximum biofilm density of 1010 cfu slide-1 was achieved by 30 hours of continuous culture and maintained throughout the remainder of the experiment. Treatment with ceftazidime at a clinically relevant dose resulted in a 1.2 – 1.6 log reduction in biofilm density at 72 hours compared to untreated controls. Treatment resulted in loss of complex biofilm architecture and morphological changes to bacterial cells, visualised using confocal microscopy. When monitoring the biofilms using SIFT-MS, ammonia and hydrogen cyanide levels peaked at 12 hours at 2273 ppb (±826.4) and 138 ppb (±49.1) respectively and were detectable throughout experimentation. ConclusionsThe collagen wound biofilm model has been developed to facilitate growth of reproducible biofilms under wound-like conditions. We have successfully used this method to: (1) evaluate antimicrobial efficacy and kinetics, clearly demonstrating the development of antimicrobial tolerance in biofilm cultures; (2) characterise volatile metabolite production by P. aeruginosa biofilms, demonstrating the potential use of this method in metabolomics studies

The limitations of in vitro experimentation in understanding biofilms and chronic infection

We have become increasingly aware that during infection, pathogenic bacteria often grow in multi- cellular biofilms which are often highly resistant to antibacterial strategies. In order to understand how biofilms form and contribute to infection, in vitro biofilm systems such as microtitre plate as- says and flow cells, have been heavily used by many research groups around the world. Whilst these methods have greatly increased our understanding of the biology of biofilms, it is becoming increasingly apparent that many of our in vitro methods do not accurately represent in vivo conditions. Here we present a systematic review of the most widely used in vitro biofilm systems, and we discuss why they are not always representative of the in vivo biofilms found in chronic infections. We present examples of methods that will help us to bridge the gap between in vitro and in vivo biofilm work, so that our bench-side data can ultimately be used to improve bedside treatment

Optimised chronic infection models demonstrate that siderophore ‘cheating’ in Pseudomonas aeruginosa is context specific

The potential for siderophore mutants of Pseudomonas aeruginosa to attenuate virulence during infection, and the possibility of exploiting this for clinical ends, have attracted much discussion. This has largely been based on the results of in vitro experiments conducted in iron-limited growth medium, in which siderophore mutants act as social ‘cheats:’ increasing in frequency at the expense of the wild type to result in low-productivity, low-virulence populations dominated by mutants. We show that insights from in vitro experiments cannot necessarily be transferred to infection contexts. First, most published experiments use an undefined siderophore mutant. Whole-genome sequencing of this strain revealed a range of mutations affecting phenotypes other than siderophore production. Second, iron-limited medium provides a very different environment from that encountered in chronic infections. We conducted cheating assays using defined siderophore deletion mutants, in conditions designed to model infected fluids and tissue in cystic fibrosis lung infection and non-healing wounds. Depending on the environment, siderophore loss led to cheating, simple fitness defects, or no fitness effect at all. Our results show that it is crucial to develop defined in vitro models in order to predict whether siderophores are social, cheatable and suitable for clinical exploitation in specific infection contexts

The work of the Swedish National Board of Forestry to conserve key habitats and the significance of using satellite images in this work

Nyckelbiotoperna utgör en betydande del av skogens biologiska mångfald. Detta gör att Skogsvårdsstyrelsens arbetemed att bevara dessa är av stor vikt. Det har visat sig vara möjligt för Skogsvårdsstyrelsen att med hjälp av satellitbilder och förändringsanalysteknik följa upp vad som har hänt med de nyckelbiotoper som tidigare har inventerats. Denna studie syftar till att analysera Skogsvårdsstyrelsens nuvarande arbete med att skydda och bevara nyckelbiotoper och vidare analysera innebörden av en användning av satellitbilder i detta arbete. Studien baserades på intervjuer med fem anställda från fyra olika distriktskontor, alla tillhörande Skogsvårdsstyrelsen i Östra Götaland. Intervjumaterialet analyserades med hjälp av helhetsanalys. Resultatet visar hur bevarandearbetet präglas av skogspolitikens fokus på frihet, kunskap och ansvar för skogsägaren. Slutsatsen har dragits att det i och med skogspolitikens betoning på informativa styrmedel är av stor vikt att en god kontakt kan upprätthållas mellan Skogsvårdsstyrelsen och skogsägarna. Studien visar även på att 1990-talets resursindragningar präglar Skogsvårdsstyrelsens arbetet med att bevara nyckelbiotoperna. Vidare har slutsatsen dragits att en satellitbildsanvändning i bevarandearbetet skulle kunna öka Skogsvårdsstyrelsens möjligheter att verka för att skogsägaren genom frihet, kunskap och ansvar anstränger sig för att uppfylla de skogspolitiska målen för nyckelbiotoper. Studien visar också att en satellitbildsanvändning skulle kunna sägas effektivisera Skogsvårdsstyrelsens bevarandearbete, och kompensera för delar som minskade resurser försämrat i Skogsvårdsstyrelsens arbete med att bevara nyckelbiotoperna. En koppling har identifierats mellan indragningar i Skogsvårdsstyrelsens personalstyrka under 1990-talet och en minskning i dess kontakt med skogsägare. Slutsatsen har dragits att en satellitbildsanvändning inte skulle bidra till att öka denna kontakt mellan Skogsvårdsstyrelsen och skogsägare utan skulle snarare riskera att reducera den ytterligare

From intention to practice : A case study about transfer of knowledge from training to the workplace

Bakgrund: Personalen är ett företags viktigaste resurs och tillgång sägs det ofta i företagsekonomiska diskussioner. Att kunskapsutveckla medarbetare och därmed kunskapsförsörja en organisation är av stor vikt av olika anledningar. Exempelvis är kunskapsutveckling avgörande för att en organisation ska förbli legitim på respektive marknad, att förbli en attraktiv arbetsgivare samt att förse medarbetare med kunskap för att undvika onödiga kostnader. Effekterna av kunskapsutvecklande insatser från organisatoriskt perspektiv är att dessa förmodligen skall ha en viss påverkan på organisationens framgång och resultat. Att studera hur mycket av dessa kunskapsutvecklande insatser som faktiskt kommer företagen till gagn är relevant och av vikt för flertalet intressenter då det är mycket resurskrävande för organisationerna som möjliggör dessa insatser. Syfte och metod: Syftet med studien är att bidra till att öka kunskapen om vilka organisatoriska faktorer som påverkar överföringen av kunskap från utbildningar till den utbildades arbetsmiljö. Studien har använt en kvalitativ metod för att besvara frågeställningen. Vid insamling till empiri genomfördes tio semistrukturerade intervjuer. Teori: Den teori som legat till grund för studien är transformationsprocessen och mer specifikt Grossman och Salas (2011) modell. Resultat och slutsats: Kunskapen om hur organisationen bäst utformar de organisatoriska faktorerna för att underlätta för kunskapsöverföring från lärmiljö till arbetsmiljö är svår att kommunicera internt. Medvetenheten inom organisationen om hur faktorerna påverkar överföring av kunskap existerar på övergripande nivå, dock visar resultatet att det finns en skillnad mellan hur organisationen arbetar och hur densamma ämnar arbeta

Circles on the water. A study of interorganizational network collaboration and learning for a sustainable development.

I forskning har betonats hur företag i högre grad behöver engageras i det lokala arbetet för en hållbar utveckling. Interorganisatoriska samarbeten av olika slag har i hållbarhetsdebatten kommit att framhävas som centrala för omvandlingen av begreppet hållbar utveckling till praktisk verklighet. Med detta som utgångspunkt är syftet med denna studie att nå fördjupade kunskaper om företags och organisationers motiv, förväntningar och erfarenheter av att delta i interorganisatoriskt nätverksarbete för hållbar utveckling på lokal nivå. Det interorganisatoriska nätverket – här exemplifierat med Alingsås miljönätverk – ses som ett potentiellt sätt att möjliggöra lokalt hållbarhetsarbete som överbryggar organisationer, branscher och sektorer. Halvstrukturerade intervjuer har genomförts med representanter från 13 deltagande företag och organisationer i Alingsås miljönätverk. En kortare telefonintervju har även genomförts med kommunens miljöchef, som är en av miljönätverkets samordnande aktörer. Resultatet indikerar att ett engagemang i denna typ av interorganisatoriskt hållbarhetsarbete främst grundar sig i företags och organisationers motiv att öka sin och i vissa fall även andras miljökompetens genom möten med andra aktörer. Hållbarhetsfrågans komplexitet verkar kunna framstå tydligare för aktörer när de deltar i ett interorganisatoriskt nätverk och med detta också betydelsen av interaktion med andra aktörer. Att nätverksdeltagarnas olikhet och varierande inställning balanseras av en gemensam grund för erfarenhetsutbyte och dialog, och att en tvåvägskommunikation sker mellan sändare och mottagare under nätverkets föreläsningar, verkar vara kritiska punkter för interorganisatoriskt lärande. Som ytterligare en kritisk punkt framstår att den kunskap som aktörerna kan få i nätverket tydligt kan kopplas till deras egen verksamhet. Det kan finnas ett behov av dialog i interorganisatoriska miljönätverk kring vad det som behandlas i nätverket kan leda till i form av praktiska resultat och hur detta kan genomföras. Vidare kan det i det specifika fallet Alingsås miljönätverk som ett interorganisatoriskt hållbarhetsarbete behövas ökad dialog för en gemensam vision kring hur ett hållbart företag kan skapas. Genom studiens resultat antyds att ett interorganisatoriskt nätverksarbete i sig själv kan skapa ringar på vattnet, genom att dess deltagare blir angelägna om att intresset för att interagera kring hållbarhetsfrågor skapas hos fler aktörer. Avslutningsvis verkar miljöskyddsmyndigheten kunna ha en viktig men krävande ny roll att spela när det gäller att engagera och samordna företag och organisationer i interorganisatoriskt hållbarhetsarbete på lokal nivå

Investeringsmodel för utvärdering av föränderliga tillverkningssystem

Purpose: The purpose of the study is to develop an investment model which can be applied during the design of a manufacturing system, that considers DMS, FMS, and RMS. With the aim of the developed model is to give decision makers monetary basis for the added from changeability. To fulfill the purpose three research questions was created:   What methods in academia are currently used to evaluate changeable manufacturing system investments?  What methods in industry are currently used to evaluate manufacturing system investments? How can an investment model be adapted to incorporate both academia and industry preferences? Method: A single-case-study was conducted within a company that is transitioning into a more reconfigurable manufacturing system. This created an empirical framework for a practical model. In parallel with the case study a literature study was conducted to attain a theoretical framework for the study. The first research question was answered with the literature study. The second research question was answered through the case study, including document studies, interviews, and a focus group, complemented with a literature study. From the theoretical and empirical framework, research question three was answered by developing the investment model following the model creation method suggested by Mitroff et al. (1974).  Implication: The wide adoption of the reconfigurable manufacturing system has yet to be fulfilled in industry, partially hinder by finding economic motivation at the investment evaluation of such a system. The focal company and most other western companies use a net present value to evaluate investments. This approach has been proved inadequate to describe the benefits of a changeable system. Literature suggests that a real option approach could successfully describe the benefits of changeability. However, the approach has been perceived by industry to be too complex. Therefore, a model needed to have enough complexity to comprehend aspect of changeability, while still be simplistic enough gain acceptance from industry. The developed model supplements traditional NPV evaluation with a real options approach, adding scenarios to incorporate uncertainties. The study indicates that it is possible to present the monetary value of added flexibility from changeable manufacturing systems in a simplistic way.