Adhesion mechanisms and bacteriocins in Staphylococcus haemolyticus - New targets for the prevention and treatment of infections

Abstract

<i>Staphylococcus haemolyticus</i> er ein bakterie med mange eigenskapar. Han finst naturleg i mikrobiotaen vår, men kan også vere opportunistisk patogen. Evna til å danne biofilm, unngå immunsystemet og motstå antibiotikabehandling gjer at behandling er utfordrande. Målet med avhandlinga var å utvide forståinga av virulensfaktorar og bakteriosinproduksjon hos bakterien for å finne betre måtar å forhindre og behandle infeksjonar på. I artikkel I samanlikna vi adhesjon og danning av biofilm hos <i>S. haemolyticus</i> frå kliniske prøvar og friske vaksne. Vi fann at dei kliniske stammane danna sterkare biofilm. Overflateprotein speler ei avgjerande rolle i adhesjon og kan tene som mål for nye behandlingar. Ved å bruke ein teknikk som barberte overflata på ein klinisk stamme, identifiserte vi fleire bakterielle protein etter kontakt med menneskelege hudceller. Desse proteina kan påverke adhesjon, danning av biofilm og hjelpe til med å unngå immunforsvaret. I artikkel II undersøkte vi overflateproteinet SraP hos <i>S. haemolyticus</i> og sekresjonssystemet som høyrer til. Mutantar utan SraP viste redusert adhesjon og overleving i hud- og lungeceller frå menneske, og dei overlevde dårlegare i blod. Ingen av stammane utløyste ein sterk immunrespons. I artikkel III såg vi på bakteriosinproduksjon hos <i>S. haemolyticus</i>. Vi oppdaga eit nytt bakteriosin som vi kalla romsacin etter det samiske namnet på Tromsø, Romsa. Romsacin hemma vekst og fjerna biofilm frå klinisk relevante stammar, inkludert antibiotikaresistente <i>Staphylococcus aureus</i> og <i>Enterococcus faecium</i>. Alt i alt har forskinga vår på <i>S. haemolyticus</i> gjort at vi betre forstår bakteriosinproduksjon, virulensfaktorar og interaksjonar med menneske hos denne arten. Desse innsiktene kan bane veg for å finne meir effektive måtar å førebygge og behandle <i>S. haemolyticus</i>-infeksjonar, i tillegg til å sjå på den potensielle terapeutiske bruken av romsacin.

<i>Staphylococcus haemolyticus</i> is a multifaceted bacterium that exists naturally in our microbiota but can also act as an opportunistic pathogen. Its ability to form biofilm, evade the immune system, and resist antimicrobials makes treatment challenging. This thesis aimed to deepen our understanding of its virulence factors and bacteriocin production to improve strategies for preventing and treating infections. In paper I, we compared adhesion and biofilm formation of clinical and commensal <i>S. haemolyticus</i> strains, finding that clinical strains formed stronger biofilms. Surface proteins play a crucial role in adhesion and may serve as targets for new treatments. Using a surface shaving technique on a clinical strain, we identified several bacterial proteins after contact with human skin cells that could influence adhesion, biofilm formation, and immune evasion. In paper II, we examined the SraP <i>S. haemolyticus</i> surface protein and its accessory secretion system. Mutants lacking SraP showed reduced adhesion and survival in human skin and lung cells, and decreased survival in blood. None of the strains triggered a strong immune response. In paper III, we explored bacteriocin production in <i>S. haemolyticus</i>. We discovered a new bacteriocin, named romsacin after the Sami name for Tromsø, Romsa. Romsacin inhibited growth and eradicated biofilms of clinically relevant strains, including antibiotic-resistant <i>Staphylococcus aureus</i> and <i>Enterococcus faecium</i>. In conclusion, our research has deepened the understanding of <i>S. haemolyticus</i> by exploring its bacteriocin production, virulence factors, and interactions with the human host. These insights could pave the way for more effective preventing and treatment strategies for <i>S. haemolyticus</i> infections and the potential therapeutic use of romsacin.