Construction of Platform for Antibiotics-sensitivity Control by Bacteriophages against Antimicrobial-resistant Bacteria

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15985
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: Rakuno Gakuen University
• Principal Investigator: Fujiki Jumpei 酪農学園大学, 獣医学群, 講師 (30805114)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ファージセラピー / バクテリオファージ / 細菌特異的ウイルス / ファージ耐性 / 薬剤耐性 / 緑膿菌 / トレードオフ / Fitness-cost

Outline of Final Research Achievements

In this study, we assessed the approach to control antibiotics-sensitivity of antimicrobial-resistant bacteria by bacteriophages (phages).
As the result of Pseudomonas phages isolation, we isolated multiple phages which recognize lipopolysaccharide （LPS） of P. aeruginosa. In addition, we clearly demonstrated that when P. aeruginosa acquires LPS-targeting phage resistance via large chromosomal deletions, these fluctuating deleted regions contain the gene encoding multi drug efflux pump. This kind of phage-resistance resulted in restoration of sensitivity toward antibiotics which are substrates for the multi drug efflux pump. This approach would contribute to developing phage therapy, notably in occurrence of phage-resistant variants.

Free Research Field

ウイルス学・感染症学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

抗菌薬の効かない薬剤耐性菌が人や動物の健康を脅かす中で、薬剤耐性菌を殺菌できるファージセラピーに対する期待は非常に高い。一方で、細菌は抗菌薬に耐性化した様にファージに対しても耐性化してしまう。すなわち、効果的なファージセラピーの展開には、ファージ耐性菌の制御が鍵である。そのアプローチとして、ファージ耐性化自体を阻止することも重要であるが、耐性化してしまったとしても治療上有利に細菌を制御する方策も大切である。本成果は、細菌がファージに耐性化してしまったとしても、これまで効きにくかった抗菌薬が効きやすくなるシステムを見出したものであり、ファージセラピーの社会実装に向けて新たな選択肢を提示できた。