Isolation and biocontrol of bacteriophages from wastewater in the city of Lomé, Togo: potential application as a novel source for antimicrobial therapy

Abstract

Background: Bacteriophages offer one of the most promising solutions to the challenges of antimicrobial resistance in bacteria. The aim of this study is to investigate bacteriophages as a source of new antimicrobial therapy. Methodology: Waste water samples were randomly collected from 8 different locations in the city of Lomé for bacteriophage isolation. The phages were isolated using multi-resistant clinical isolates (Escherichia coli 1642 and Staphylococcus aureus 0868) as hosts by means of a spot test. The host range of the phages was determined also by a spot test using 8 other clinical bacterial isolates including two reference strains (E. coli ATCC 25922 and S. aureus ATCC 29213). The virulence of the phages and their effects on bacterial growth were assessed by in vitro experiments using E. coli 1642 BBec phage suspension. Results: Isolation of phages by the spot test was positive only with the host E. coli 1642. A reduced host range was observed with the other bacteria. The BBec phage suspension showed a titer of 1.6 x 107 PFU/ml. Virulence studies revealed a latency time of less than 10 minutes, a degree of absorption of 87% and a burst size of 63 PFU/cell. The effect of BBec phage suspension on E. coli 1642 showed an almost total reduction in the population of E. coli 1642 after 4 hours. Conclusion: This study provided scientific data showing the antibacterial effect of a phage suspension (BBec) on a multi-resistant clinical isolate of E. coli 1642. This phage could therefore be explored as a candidate for the development of new antibacterial therapies. Contexte : Face aux problèmes de multirésistance des bactéries aux agents antimicrobiens, les bactériophages représentent l’une des solutions les plus prometteuses. L’objectif de ce travail est d’étudier les bactériophages en tant que source de nouvelles thérapies antimicrobiennes . Méthodologie : Des échantillons d'eaux usées ont été collectés de manière aléatoire dans 8 endroits différents de la ville de Lomé pour l'isolement des bactériophages. Les phages ont été isolés en utilisant comme hôtes, des isolats cliniques ( Escherichia coli 1642 et Staphylococcus aureus 0868 ) multirésistants par le biais d’un test ponctuel. La gamme d’hôte des phages a également été déterminée par un test ponctuel utilisant 8 autres isolats dont deux souches de référence ( E. coli ATCC 25922 et S. aureus 29213)29213). L’évaluation de la virulence des phages et leurs effets sur la croissance des bactéries ont été réalisés à travers des expérimentations in vitro avec une suspension de phages d’ E. coli désignée BB ec . Résultats : L’isolement des phages par le test ponctuel s’est révélé positif seulement avec l’hôte E. coli 1642. Une gamme d’hôte réduite a été observée avec les autres bactéries. La suspension de phage BBec a présenté un titre de 1,6 x 107 UFP/ml. L’étude de sa virulence a révélé un temps de latence inférieur à 10 minutes, un degré d’absorption de 87% et une taille de rafale de 63 UFP/Cellule. L’effet de la suspension phagique BBec sur l’isolat E. coli 1642 a montré une réduction quasi totale de la population de l’isolat E. coli 1642 au bout de 4 h. Conclusion : Cette étude a permis de fournir des données scientifiques qui montrent l’effet antibactérien d’une suspension de phage (BBec) sur un isolat clinique multirésistant E. coli 1642. Ce ph age pourrait donc être exploré comme candidat au développement de nouvelles thérapies antibactériennes.