All posts by Postępy Mikrobiologii

THANATOMICROBIOME – STATE OF THE ART AND FUTURE DIRECTIONS

TANATOMIKROBIOM – AKTUALNY STAN WIEDZY I PRZYSZŁE KIERUNKI
Joanna Wójcik, Marcin Tomsia, Artur Drzewiecki, Rafał Skowronek

PDF

Abstract: Microbiological studies show that there is a possibility of PMI estimation in reference to presence of typical bacteria and fungi on cadaver or in soil beneath. Microbiome after death (thanatomicrobiome) changes and depends on time since death, temperature, sea-sons and environment- if human remains are covered, buried, placed in ice or left on the surface. To enlarge current knowledge, some of studies are conducted on animal models with further comparison thanatomicrobiome of different animals-pig, rats- to human cadaver thanatomicrobiome. This study collects different branches of thanatomicrobiome studies as a review to summarize current knowledge.

1. Introduction 2. Living host microbiome and mycobiome. 3. Diseases-related differences. 4. Thanatomicrobiome – human cadavers studies. 5. Fungi presence – thanatomycobiome. 6. Thanatomicrobiome of frozen cadavers. 7. Soil microbial communities changes. 8. Sea-sons related microbial changes. 9. Thanatomicrobiome and entomology correlation. 10. Conclusions

 

Streszczenie: Prowadzone badania mikrobiologiczne pokazują, że istnieje możliwość szacowania czasu zgonu na podstawie obecności cha-rakterystycznych bakterii i grzybów na zwłokach, jak również na glebie pod szczątkami. Mikrobiom człowieka po śmierci (tanatomikro-biom) zmienia się i jest zależny od czasu jaki upłynął od śmierci, od temperatury, pory roku i środowiska – od tego czy zwłoki były przy-kryte, zakopane, pozostawione w lodzie czy zostawione na świeżym powietrzu. Aby poszerzyć obszar badań, część z nich przeprowadzana jest na modelach zwierzęcych (świnie, szczury), których zmiany tanatomikrobiomu następnie porównywane są do zmian zachodzących w tanatomikrobiomie ludzkim. Ta praca gromadzi szereg różnych obszarów badań dotyczących mikrobiomu człowieka po śmierci, jako przegląd i podsumowanie dotychczasowej wiedzy i osiągnięć.

1. Wstęp. 2. Mikrobiom i mykobiom żywego organizmu. 3. Różnice związane z chorobami. 4. Tanatomikrobiom – badania na zwłokach ludzkich. 5.Obecność grzybów – tanatomykobiom. 6. Tanatomikrobiom zamrożonych zwłok. 7. Zmiany społeczności bakteryjnych w gle-bie. 8. Zmiany mikrobiomu związanie z porami roku. 9. Związek tanatomikrobiomu z entomologią. 10.Wnioski

LUDZKI MYKOBIOM W STANACH NORMOBIOZY I DYSBIOZY – CHARAKTERYSTYKA I METODY ANALIZY

HUMAN MYCOBIOME IN NORMOBIOSIS AND DYSBIOSIS STATES CHARACTERISTICS AND ANALYSIS METHODS
Sebastian Gnat, Dominik Łagowski, Mariusz Dyląg, Aneta Nowakiewicz

PDF

Streszczenie: Choroby grzybicze dotykają rocznie ponad 300 milionów ludzi na całym świecie, powodując ponad 1,6 miliona zgonów. Nawet przy tak wysokim współczynniku chorobowości infekcji grzybiczych, stosunkowo niewiele gatunków grzybów jest patogenami, a inwazyjne infekcje grzybicze u zdrowych osób są rzadkością. Analizy porównawcze mykobiomów ujawniają, że ludzki organizm kolonizowany jest przez odpowiednie grzyby wkrótce po urodzeniu, a ilościowy i jakościowy skład tej mykobioty zmienia się w trakcie życia. W ostatnich latach prowadzone są analizy korelacji między strukturą mykobiomu i stanem zdrowia, jak również w kontekście stanów chorobowych, na poziomie interakcji grzyb-mykobiom-gospodarz. Zależność pomiędzy zasiedlanym przez grzyby obszarem ludzkiego ciała tzw. lokalizacją anatomiczną, a swoistymi dla tego obszaru gatunkami grzybów, pozwala wnioskować o istnieniu silnej presji selekcyjnej wybiórczo promującej rozwój gatunków swoistych dla danej niszy ekologicznej w obrębie organizmu. Inną kwestię stanowi walidacja i standaryzacja metod analizy mykobiomów. W tym aspekcie szczególnym zainteresowaniem cieszą się obecnie metody sekwencjonowania metagenomicznego. W tej pracy została zaprezentowana aktualna wiedza na temat mykobiomu w stanach fizjologicznych i chorobowych mających źródło w dysbiozie ukształtowanego już mikrobiomu. Omówione zostały również metody i wyzwania diagnostyczne w ilościowej i jakościowej analizie mykobiomów.

1. Wprowadzenie. 2. Mykobiom w zdrowiu i chorobie. 2.1. Mykobiom płuc. 2.2. Mykobiom jelit. 2.3. Mykobiom skóry. 2.4. Mykobiom a zaburzenia neurologiczne. 2.5. Mykobiom środowiskowy. 3. Badania nad mykobiomem w praktyce klinicznej. 4. Analiza mykobiomów: metodologie i wyzwania. 4.1. Przetwarzanie próbki. 4.2. Sekwencjonowanie amplikonów. 4.3. Sekwencjonowanie metagenomiczne. 4.4. Wyzwania bioinformatyczne. 5. Podsumowanie

 

Abstract: Fungal diseases affect over 300 million people worldwide each year and cause over 1.6 million deaths. Even with such a high prevalence of fungal infections, relatively few fungal species are pathogens, and invasive fungal infections are rarely diagnosed in healthy subjects. Comparative analyses of mycobiomes reveal that the human organism is colonized by specific fungi soon after birth, and the quantitative and qualitative composition of the mycobiota changes throughout life. In recent years, correlations between the mycobiome structure and health
status, also in disease conditions, have been analyzed at the level of fungus-mycobiome-host interactions. The relationship between the colonized area of the human body defined as anatomical location, and fungal species specific for this area, indicates a strong selective pressure that promotes the growth of species specific for a given ecological niche within the organism. Another issue is the validation and standardization of mycobiome analysis methods. In this respect, metagenomic sequencing methods are currently arousing considerable interest. The review presents the current knowledge about the mycobiome in physiological and disease states induced by the dysbiosis of the existing microbiome. The methods and diagnostic challenges in the quantitative and qualitative analysis of mycobiomes are discussed as well.

1. Introduction. 2. Mycobiome in health and disease states. 2.1. Pulmonary mycobiome. 2.2. Intestinal mycobiome. 2.3. Skin mycobiome. 2.4. Mycobiome and neurological disorders. 2.5. Environmental mycobiome. 3. Mycobiome studies in clinical practice. 4. Analysis of mycobiomes: methodologies and challenges. 4.1. Sample processing. 4.2. Amplicon sequencing. 4.3. Metagenomic sequencing. 4.4. Bioinformatics challenges. 5. Summary

MIESZANY BIOFILM JAMY USTNEJ

MIXED ORAL BIOFILM
Paula Bigos, Róża Czerwińska, Magdalena Pajączkowska, Joanna Nowicka

PDF

Streszczenie: Jama ustna jest skolonizowana przez ponad 700 gatunków bakterii. Występują one pod postacią pojedynczych komórek lub tworzą wielogatunkowe biofilmy. Tworzenie biofilmu, jego nieprawidłowy rozrost w połączeniu z zaburzonym funkcjonowaniem mechanizmów obronnych naszego organizmu oraz zaburzeń w składzie ilościowym i jakościowym mikrobioty jamy ustnej może prowadzić do rozwoju próchnicy, zapalenia dziąseł, parodontozy czy peri-implantitis. W pracy omówiono etapy tworzenia biofilmu oraz wzajemne oddziaływania mikroorganizmów w tej zorganizowanej społeczności. Omówiono również znaczenie wielogatunkowego biofilmu w zakażeniach jamy ustnej i co bardzo istotne, metody jego zwalczania.

1. Biofilm – definicja, etapy tworzenia, porozumiewanie się mikroorganizmów w biofilmie. 2. Biofilm w różnych częściach ciała organizmu człowieka. 3. Wielogatunkowy biofilm jamy ustnej. 4. Zakażenia jamy ustnej związane z biofilmem wielogatunkowym. 5. Zapobieganie i metody zwalczania biofilmu jamy ustnej. 5.1. Profilaktyka i właściwa higiena jamy ustnej. 5.2. Terapia alternatywna zakażeń jamy ustnej związanych z tworzeniem biofilmu. 6. Podsumowanie

Abstract: The oral cavity is colonized by more than 700 bacterial species. They occur in the form of individual cells or form multispecies biofilms. The formation of biofilm, its abnormal growth combined with impaired functioning of the defense mechanisms of the body and disorders in the quantitative and qualitative composition of the oral microbiota can lead to the development of caries, gingival inflammation, parodontosis or peri-implantitis. The paper discusses the stages of biofilm formation as well as microbial interactions within this organized community. It also addresses the significance of multispecies biofilm in oral infections and, very importantly, the methods to combat it.

1. Biofilm – definition, formation stages, microbial communication within biofilm. 2. Biofilm in different parts of the human body. 3. Multispecies oral biofilm. 4. Oral infections associated with multispecies biofilm. 5. Prevention and methods of combating oral biofilm. 5.1. Prophylaxis and proper oral hygiene. 5.2. Alternative therapy of biofilm-related oral infections. 6. Summary

TECHNOLOGIE „FOOD-OMICS” W PROFILOWANIU METAGENOMU ŻYWNOŚCI

“FOOD-OMICS” APPLICATIONS IN THE FOOD METAGENOM PROFILING
Edyta Juszczuk-Kubiak, Monika Greguła-Kania, Barbara Sokołowska

PDF

Streszczenie: Nowoczesne badania w dziedzinie nauk o żywności i żywieniu przechodzą od klasycznych metodologii do zaawansowanych strategii molekularnych, w których kluczową rolę odgrywa technologia sekwencjonowania następnej generacji (NGS). Foodomika, która została niedawno zdefiniowana jest nowym, globalnym podejściem wykorzystującym zaawansowane technologie „omics” w analizach żywności. W ostatnich latach technologie „food-omics” są szeroko stosowane w mikrobiologii żywności w kierunku identyfikacji, kwantyfikacji i śledzenia mikrobiologicznych konsorcjów żywnościowych oraz oceny jakości i bezpieczeństwa żywności. Metagenomika, zwana
genomiką populacji drobnoustrojów jest opartą na sekwencji niezależną od hodowli analizą zbiorowych genomów mikroorganizmów obecnych w danym środowisku. Ta szybko rozwijająca się technika dostarczyła nowych informacji na temat różnorodności taksonomicznej i dynamiki społeczności mikroorganizmów na poziomie rodzaju, gatunku a nawet szczepu. Zintegrowane podejście metagenomiczne okazało się potężnym narzędziem w profilowaniu ekologii mikrobiologicznej złożonych ekosystemów takich jak żywność fermentowana. Obecne kierunki badań koncentrują się na zrozumieniu i możliwości kontroli procesu fermentacji w celu zapewnienia stałych właściwości sensorycznych produktów, zwiększenia bezpieczeństwa i ograniczenia psucia się żywności. Celem niniejszego przeglądu jest przedstawienie najnowszych osiągnięć w zakresie wykorzystania technologii „food-omics” w analizach bioróżnorodności i funkcjonalności metagenomu produktów żywnościowych, bezpieczeństwa żywności i kontroli jakości oraz bieżących wyzwań i potencjalnych zastosowań.

1. Wstęp. 2. Metodologie i technologie w dziedzinie „food-omics”. 3. Zastosowanie technologii „food-omics” w analizach żywności. 3.1. Metagenomika jako narzędzie do monitorowania procesu fermentacji. 3.2. Monitorowanie warunków przechowywania żywności. 3.3. Monitorowanie bezpieczeństwa żywności. 4. Podsumowanie


Abstract: Modern research in food science and nutrition is transferring from classical methodologies to advanced molecular strategies in which next-generation sequencing (NGS) technology plays a crucial role. In this context, Foodomics has been recently defined as a new and global field using advanced “omics” technologies in food analysis. In recent years, “food-omics” technologies are widely applicated in food microbiology to identify, quantify and to track food microbial consortia in the food chain, as well as in the food safety and quality assessment. Metagenomics, referred to as community genomics is a sequence-based analysis of the collective genomes of microorganisms present in a given environment. This rapidly developing technique has provided new knowledge about taxonomic diversity and the dynamics of microbial communities at the genus, species and even strain level. An comprehensive metagenomic approach has proven to be a powerful tool in profiling the microbial ecology of complex ecosystems such as fermented foods. Currently, research focuses on understanding and controlling the fermentation process to ensure the consistent sensory properties of food products, increase safety and reduce food spoilage. The goal of this review is to provide an overview of the latest achievements of the “food-omics” technologies applied to biodiversity and functionality of food microflora, food safety and quality control. Furthermore, we discuss current challenges and future applications of “food-omics” technologies in the food industry.

1. Introduction. 2. Methodologies and technologies in the field of food-omics. 3. Application of “food-omics” technology in food analysis. 3.1. Metagenomics as a tool for monitoring the fermentation process. 3.2. Monitoring food storage conditions. 3.3. Food safety monitoring. 4. Summary

PIASKOWNICE JAKO POTENCJALNE ŹRÓDŁO ZAGROŻENIA LEKOOPORNYMI SZCZEPAMI ESCHERICHIA COLI ORAZ STAPHYLOCOCCUS AUREUS

SANDBOXES AS A POTENTIAL SOURCE OF DENGEROUS DRUG-RESISTANT ESCHERICHIA COLI AND STAPHYLOCOCCUS AUREUS STRAINS
Edyta Mazur, Maria Jolanta Chmiel

PDF

Streszczenie: Piaskownice obecne są prawie na każdym placu zabaw. Cieszą się niesłabnąca popularnością wśród najmłodszych. Zastanawiamy się czasem kto odpowiada za ich stan sanitarny albo czy zabawa w nich może być zagrożeniem dla dzieci? W niniejszym artykule poruszony zostanie temat monitorowania stanu sanitarnego piaskownic. Przedstawione zostanie również zagrożenie mikrobiologiczne jakie niesie za sobą kontakt ze skażonym piaskiem. Bateriami, które stanowią zagrożenie dla zdrowia i mogą zasiedlać piaskownice są m.in. Escherichia coli oraz Staphylococcus aureus. Oba te mikroorganizmy nie powinny występować w środowisku naturalnym. Ich obecność świadczy o skażeniu piasku, a kontakt z nim może być niebezpieczny dla zdrowia człowieka. Co więcej bakterie te coraz częściej wykazują oporność na antybiotyki stosowane rutynowo w leczeniu zakażeń. Problem oporności mikroorganizmów na terapeutyki jest bardzo istotny, gdyż liczba lekoopornych szczepów rośnie alarmująco. Pula skutecznych antybiotyków maleje, a nowych nie przybywa. W niniejszej pracy zostaną przedstawione antybiotyki, wykorzystywane podczas leczenia, są to aminoglikozydy, ansamycyny, antybiotyki
β-laktamowe, chinolony, fusydany, grupa MLS, sulfonoamidy oraz tetracykliny. W pracy przedstawiono również informacje dotyczące poznanych dotychczas mechanizmów działania antybiotyków: W artykule przestawiono również mechanizmy oporności pałeczek
Enterobacteriaceae; mechanizm ESBL (extended-spectrum β-lactamases), produkcja MBL (metallo-β-lactamase), CRE (carbapenem-resistant Enterobacteriaceae) oraz mechanizmy oporności Staphylococcus aureus na penicylinę, MRSA – methicillin-resistant S. aureus i wankomycynę VRSA – vancomycin-resistant S. aureus. Lekooporności stała się problemem o znaczeniu globalnym. Obecność szczepów lekoopornych niesie za sobą ryzyko rozprzestrzeniania się opornych na działanie antybiotyków szczepów mikroorganizmów w środowiskach naturalnych m.in. wodzie, powietrzu, glebie a także w piasku. Zakażenia powodowane przez takie drobnoustroje są bardzo trudne w leczeniu, gdyż maleje pula antybiotyków możliwych do zastosowania w czasie kuracji, a tym samym zmniejsza się skuteczność terapii.

1. Wstęp. 2. Monitorowanie stanu sanitarnego piaskownic. 3. Bakterie E. coli i S. aureus jako potencjalny czynnik zagrożenia dla zdrowia. 4. Charakterystyka antybiotyków. 4.1. Grupy antybiotyków. 4.2. Mechanizm działania antybiotyków. 5. Oporność bakterii na antybiotyki. 5.1. Oporność pałeczek Enterobacteriaceae. 5.2. Oporność S. aureus. 6. Oporność jako problem o znaczeniu globalnym. 7. Podsumowanie. 8. Bibliografia


Abstract: Sandboxes are present on almost every playground. They enjoy constant popularity among the youngest. Are we sometimes wonder who is responsible for their sanitary condition? Play in them can be a threat to children? This article will discuss the subject of monitoring the sanitary condition of sandboxes. The microbiological threat of contact with contaminated sand will also be presented. Escherichia coli and Staphylococcus aureus are bacteria that can inhabit sandboxes and pose a threat to health. Both of these microorganisms should not be found in the environment. Their presence means contamination of sand, and contact with it can be hazardous to human health. What’s more, these bacteria increasingly show resistance to antibiotics routinely used to treat infections. The problem of microorganism resistance to therapeutics is very important because the number of drug-resistant strains is growing alarmingly. The pool of effective antibiotics is contracting and new ones are not developing. In this work, antibiotics used during the treatment will be presented: aminoglycosides, ansamycins, β-lactam antibiotics, quinolones, fusidans, MLS group, sulfonamides, and tetracyclines. The paper also presents information concerning so far known mechanisms of antibiotic action. The article also presents the resistance mechanisms of Enterobacteriaceae; ESBL mechanism (extended-spectrum β-lactamases), production of MBL (metallo-β-lactamase), CRE (carbapenem-resistant Enterobacteriaceae) and resistance mechanisms of S. aureus, to penicillin, MRSA – methicillin-resistant S. aureus, and for vancomycin VRSA resistant S. aureus. Drug resistance has become a global problem. The presence of drug-resistant strains carries the risk of spreading antibiotic-resistant strains
of microorganisms in natural environments like water, air, soil and sand. Infections caused by such microorganisms are very difficult to treat, because the small pool of antibiotics that can be used during treatment, and thus reduces the effectiveness of therapy.


1. Introduction. 2. Monitoring of the sandboxes sanitary condition. 3. 3. Bacteria
E. coli and S. aureus as a potential health hazard factor. 4. Antibiotics characteristic. 4.1. Antibiotics grups. 4.2. Mechanism of antibiotics action. 5. Antibiotic resistance. 5.1. Resistance of Enterobacteriaceae. 5.2. Resistance of S. aureus 6. Resistance as a global problem. 7. Conclusions. 8. Bibilography