エンジニアリングされたレポーターバクテリオファージの開発による緑膿菌検出の向上 (PMID:40889470)

現在、院内感染の主要な原因菌であり、薬剤耐性および病原性の高さから高い死亡率に関与している緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）の迅速かつ正確な検出が極めて重要となっています。この課題に対処するため、細菌感染時にNLucルシフェラーゼを発現する遺伝子改変レポーターバクテリオファージの開発に基づいた新たな手法をここに報告します。NLucルシフェラーゼ遺伝子は、酵母ベースのファージ工学プラットフォームを用いて、以前に特徴づけられたvB_PaeP_PE3緑膿菌ファージに導入されました。内因性ファージプロモーターによって駆動されるNLucルシフェラーゼの発現は、細菌感染中の高レベルのレポーター発現を保証し、基質添加時に強い発光シグナルを生成します。10^2 CFU/mLという低濃度の生きた緑膿菌細胞を7時間以内に、約1 CFU/mLを24時間以内に100%の特異度で検出できる能力は、従来の検出方法と比較して処理時間を大幅に短縮します。さらに、本手法は人工的に汚染された血液サンプルで検証され、その簡便性と低コストから、リソースが限られた地域を含む多様な臨床応用への可能性が示唆されました。この革新的なアプローチは、緑膿菌の診断を改善し、タイムリーで適切な抗菌薬療法の実施を促進することが期待されます。

Currently, there is a critical need for the rapid and accurate detection of Pseudomonas aeruginosa, a major pathogen responsible for nosocomial infections and high mortality rates due to its antibiotic resistance and virulence. To address this challenge, a new method is here described based on the development of a genetically engineered reporter bacteriophage that expresses the NLuc luciferase upon bacterial infection. The NLuc luciferase gene was inserted in the previously characterized vB_PaeP_PE3 P. aeruginosa phage, using the yeast-based phage-engineering platform. The expression of the NLuc luciferase, driven by endogenous phage promoters, ensures high-level reporter expression during bacterial infection, producing a strong luminescence signal upon substrate addition. The ability to detect viable P. aeruginosa cells as few as 10^2 CFU/mL within 7 h and approximately 1 CFU/mL within 24 h with a 100 % specificity, significantly reduces the turnaround time compared to traditional methods. Moreover, the method was successfully validated in artificially contaminated blood samples, highlighting its potential for clinical applications in diverse settings, including resource-limited areas due to its simplicity and reduced costs. This innovative approach promises to improve P. aeruginosa diagnosis, facilitating timely and appropriate antimicrobial therapy.