Isolation and application of bacteriophages alone or in combination with nisin against planktonic and biofilm cells of Staphylococcus aureus.

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2020
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Abstract
Staphylococcus aureus is a notorious foodborne pathogen since it has ability to produce variety of toxins including heat-stable enterotoxin, form biofilm, and acquire resistance to antibiotics. Biocontrol of foodborne pathogens by lytic bacteriophages garners increasing interest from both researchers and food industry. In the present study, 29 phages against S. aureus were successfully isolated from chicken, pork, and fish. Characterization of the isolates revealed that phage SA46-CTH2 belonging to Podoviridae family had a number of features suitable for food industry applications such as wide host range, short latent period, large burst size, high stress tolerance, and a genome free of virulence genes. Furthermore, phage SA46-CTH2 alone or in combination with nisin exhibited great efficacy in reducing planktonic and biofilm cells of S. aureus at various conditions tested. The combination of phage SA46-CTH2 and nisin was also found to be able to inhibit the regrowth of S. aureus at both 37 and 24 °C.Key points • A total of 29 S. aureus phages were successfully isolated from fish, pork, and chicken products. • Phage SA46-CTH2 was characterized by host range, morphology, and genome sequencing. • SA46-CTH2 significantly reduced both planktonic and biofilm cells of S. aureus. • Combination of SA46-CTH2 and nisin inhibited the regrowth of S. aureus.
*Staphylococcus aureus* est un agent pathogène d'origine alimentaire notoire en raison de sa capacité à produire diverses toxines, notamment des entérotoxines thermostables, à former des biofilms et à acquérir une résistance aux antibiotiques. Le biocontrôle des pathogènes d'origine alimentaire par des bactériophages lytiques suscite un intérêt croissant, tant de la part des chercheurs que de l'industrie agroalimentaire. Dans la présente étude, 29 phages dirigés contre *S. aureus* ont été isolés avec succès à partir de poulet, de porc et de poisson. La caractérisation des isolats a révélé que le phage SA46-CTH2, appartenant à la famille des *Podoviridae*, présentait plusieurs caractéristiques propices à des applications dans l'industrie agroalimentaire, telles qu'un large spectre d'hôtes, une courte période de latence, une taille de salve élevée, une forte tolérance au stress et un génome exempt de gènes de virulence. De plus, le phage SA46-CTH2, seul ou en association avec la nisine, a démontré une grande efficacité pour réduire les cellules planctoniques et sessiles (biofilm) de *S. aureus* dans les différentes conditions testées. Il a également été observé que l'association du phage SA46-CTH2 et de la nisine était capable d'inhiber la repousse de *S. aureus* à la fois à 37 et à 24 °C. Points clés • Un total de 29 phages ciblant *S. aureus* ont été isolés avec succès à partir de produits à base de poisson, de porc et de poulet. • Le phage SA46-CTH2 a été caractérisé par son spectre d'hôtes, sa morphologie et le séquençage de son génome. • SA46-CTH2 a réduit de manière significative tant les cellules planctoniques que les cellules en biofilm de *S. aureus*. • L'association de SA46-CTH2 et de nisine a inhibé la repousse de *S. aureus*.
Reference Key
duc2020isolationapplied Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Duc, Hoang Minh;Son, Hoang Minh;Ngan, Pham Hong;Sato, Jun;Masuda, Yoshimitsu;Honjoh, Ken-Ichi;Miyamoto, Takahisa;
Journal Applied microbiology and biotechnology
Year 2020
DOI
10.1007/s00253-020-10581-4
URL
Keywords
staphylococcus aureus biofilm bacteriophage bio-control

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