In vitro evaluation of specific phages against Pseudomonas aeruginosa otitis isolates from dogs

Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária, área científica de Sanidade Animal

Canine otitis externa (OE) secondarily caused by Pseudomonas aeruginosa is a concerning issue in Veterinary Medicine, due to P. aeruginosa’s high biofilm-forming ability and multidrug resistance profile, being classified by WHO as a critical priority pathogen for the development of new antimicrobials. Considering that, it is mandatory to find innovative antimicrobial strategies, such as bacteriophage therapy. Lytic bacteriophages are viruses able to infect bacteria, with high specificity to their target hosts, making them an excellent choice for therapeutic application, in both Human and Veterinary Medicine. This study aimed to evaluate the inhibitory potential of bacteriophages JG005 and JG024 against P. aeruginosa isolates obtained from dogs with OE (n=49), first characterized with respect to biofilm-forming ability and susceptibility profile to 11 antibiotics. The two bacteriophages were characterized with respect to their titer, host range and activity against P. aeruginosa biofilms. JG024 showed lytic activity against 61.2% (n=30/49) of the isolates, while JG005 showed lytic activity only against 38.8% (n=19/49) of the isolates. The use of Alamar Blue as a method to quantify biofilm suppression by bacteriophages did not show strong microbial suppression, regardless of the phage and multiplicity of infection (MOI) used. Crystal Violet quantification allowed us to observe that JG005 showed strong microbial suppression for 60% (n=6/10) of the isolates when applied at MOI 10, and for 30% (n=3/10) of the isolates at MOI 100. JG024 showed strong microbial suppression for 10% (n=1/10) of the isolates regardless of the MOI tested. These phages showed interesting results in the present study and may be considered an innovative alternative with great potential for the treatment and prevention of OE by P. aeruginosa in the dog, suggesting the need to continue this line of research with the goal of its future use in clinical settings

RESUMO - Avaliação in vitro de fagos específicos contra isolados de otites por Pseudomonas aeruginosa obtidos de cães - A otite externa (OE) canina secundariamente causada por Pseudomonas aeruginosa é uma questão preocupante em Medicina Veterinária, devido à elevada capacidade de formação de biofilmes e ao perfil de multirresistência desta espécie bacteriana, classificada pela OMS como um agente patogénico de prioridade crítica para o desenvolvimento de novos antimicrobianos. Assim, é urgente encontrar estratégias antimicrobianas inovadoras, tais como a terapia fágica. Os bacteriófagos líticos são vírus capazes de infetar bactérias, com elevada especificidade para os seus hospedeiros alvo, o que faz com que sejam uma excelente escolha para aplicação terapêutica, tanto em Medicina Humana como Veterinária. Este estudo teve como objetivo avaliar o potencial inibitório dos bacteriófagos JG005 e JG024 relativamente a isolados de P. aeruginosa obtidos a partir de cães com OE (n=49), primeiramente caracterizados relativamente à capacidade de formar biofilme e ao perfil de suscetibilidade a 11 antibióticos. Os dois bacteriófagos foram caracterizados relativamente ao seu título, gama de hospedeiros e atividade contra biofilmes de P. aeruginosa. JG024 apresentou atividade lítica contra 61,2% (n=30/49) dos isolados, enquanto JG005 apresentou atividade lítica apenas contra 38,8% (n=19/49) dos isolados. A utilização de Alamar Blue como método de quantificação da supressão do biofilme pelos bacteriófagos não revelou forte supressão microbiana, independentemente do fago e da multiplicidade de infeção (MOI) utilizados. A quantificação por Cristal Violeta permitiu observar que JG005 apresentou forte supressão microbiana relativamente a 60% (n=6/10) dos isolados quando aplicado a MOI 10, e relativamente a 30% (n=3/10) dos isolados a MOI 100. JG024 apresentou forte atividade antimicrobiana relativamente a 10% (n=1/10) dos isolados independentemente da MOI testada. Os resultados obtidos permitiram observar que os fagos em estudo podem ser considerados uma alternativa inovadora com grande potencial para o tratamento e prevenção da OE por P. aeruginosa no cão, sugerindo a necessidade de continuar esta linha de investigação com o objetivo da sua utilização futura em ambientes clínicos