Busardò Filippo Roberto

La capacità che un batterio ha di riprodursi nell’ambiente in cui vive (fitness) è influenzata da innumerevoli fattori.

Uno dei più importanti è certamente rappresentato dalla presenza e dalla competizione con altre popolazioni batteriche nell’ambiente in cui queste popolazioni vivono.

In questa tesi è stato valutato l’impatto sulla fitness batterica di mutazioni cromosomiche che causano resistenza a chinoloni e fluorochinoloni in ceppi di Escherichia coli isolati da avifauna selvatica. Lo scopo è stato quello di valutare se, in presenza di pressione selettiva, i ceppi resistenti fossero in grado di competere adeguatamente con le popolazioni sensibili, nello specifico con il ceppo di riferimento di E. coli ATCC 25922. I ceppi di campo presentavano resistenza ai fluorochinoloni e chinoloni a causa di mutazioni dei geni essenziali parC e gyrA.La fitness è stata determinata a tempi variabili (2h, 3h, 4h, 5h) incrociando i seguenti ceppi batterici: EC1354 vs. ATCCRIF, EC725 vs ATCC^RIF , Tra36 vs EC1354,  EC1354 vs EC725 e ATCC vs ATCC^RIF .

I dati ottenuti mostrano che il ceppo selvatico non ha alcun tipo di vantaggio quando si trova in competizione con ceppi resistenti ai chinoloni o ai fluorochinoloni. Al contrario, i ceppi resistenti hanno un leggero vantaggio, soprattutto nelle prime fasi della curva di crescita. La differenza risulta tuttavia ben più accentuata quando lo stesso ceppo, recante le mutazioni in GyrA e ParC, è stato messo in competizione con il ceppo TRA36. Il vantaggio raggiunge un massimo a tre ore, quando il numero di cellule del EC1354 è triplo rispetto a quelle del competitore TRA36. Questo suggerisce che la presenza dei plasmidi influenzi negativamente la fitness del ricevente, wild type per i geni gyrA e parC.  In generale, i dati ottenuti dalla presente sperimentazione consentono di ipotizzare che tali ceppi non solo non abbiano risentito della competizione ma che possano essere riusciti, in alcuni casi, a sopraffare gli stipiti selvatici.

The ability of a bacterium to reproduce itself in the environment where it lives (fitness) is influenced by innumerable factors.

One of the most important is certainly represented by the presence and competition with other bacterial populations in the environment where these populations live.

In this thesis the impact on bacterial fitness of chromosomal mutations which cause resistance to quinolones and fluoroquinolones in Escherichia coli strains isolated from wild birds has been evaluated. The first aim was to evaluate if, in the presence of selective pressure, the resistant strains were able to adequately compete with sensitive populations, specifically with the reference strain of E. coli ATCC 25922. Field strains showed resistance to fluoroquinolones and quinolones due to mutations of parC and gyrA essential genes.

Fitness was determined at variable times (2h, 3h, 4h, 5h) by crossing the following bacterial strains: EC1354 vs. ATCCRIF, EC725 vs ATCC^RIF , Tra36 vs EC1354,  EC1354 vs EC725 e ATCC vs ATCC^RIF .The obtained data show that the wild strain has no advantage when competing with quinolone or fluoroquinolone-resistant strains. In contrast, resistant strains have a slight advantage, especially in the early stages of the growth curve. The difference is however much more pronounced when the same strain, carrying the mutations in GyrA and ParC, has been placed in competition with the TRA36 strain. The advantage reaches the maximum at three hours, when the number of EC1354 cells is triple compared to those of the TRA36 competitor. This suggests that the presence of plasmids negatively affects the fitness of the recipient, wild type for gyrA and parC genes. Summing up, the data obtained from the present experimentation allow us to hypothesize that such strains not only did not suffer from the competition but that in some cases they managed to overwhelm the wild strains.