動物や人間から分離された緑膿菌株のバイオフィルム形成能力と感染の可能性

Pseudomonas aeruginosaは、世界中のトップ10の「スーパーバグ」の1つであり、人間と動物の両方で不十分な結果を伴う感染症を引き起こしています。202 P. aeruginosa分離株（n = 121動物およびn = 81ヒト）から、40はバイオフィルム形成能力に基づいて選択され、aeruginosa pao1株の毒性決定因子の観点から比較的特徴付けられました。バイオフィルム形成、ピオシアニンおよびヘモリシン産生、および細菌の運動性パターンは、in vitroでヒト細胞株A549を殺す能力と比較されました。平均して、動物とヒトの細胞毒性のレベルに有意差はありませんでしたが、ヒト分離株はより多くのピオシアニン、ヘモリシンを生成し、水泳能力の増加を示しました。ノンパラメトリック統計分析により、溶血と群れ能力の間の最高の正の相関が特定されました。in vitro毒性データで使用されたアンサンブル機械学習アプローチは、感染能力の指標として、細胞毒性の水没したバイオフィルム形成の最も高い相対的予測の重要性を初めて決定しました。in vitro研究の結果は、ゼブラフィッシュ（ダニオレリオ）胚を使用してin vivoで検証されました。この研究では、動物とヒト感染から分離された緑膿菌種と、細胞毒性と感染能力におけるピオシアニン産生の重要性との間に大きな違いは強調されていません。

Pseudomonas aeruginosa has been amongst the top 10 'superbugs' worldwide and is causing infections with poor outcomes in both humans and animals. From 202 P. aeruginosa isolates (n = 121 animal and n = 81 human), 40 were selected on the basis of biofilm-forming ability and were comparatively characterized in terms of virulence determinants to the type strain P. aeruginosa PAO1. Biofilm formation, pyocyanin and hemolysin production, and bacterial motility patterns were compared with the ability to kill human cell line A549 in vitro. On average, there was no significant difference between levels of animal and human cytotoxicity, while human isolates produced higher amounts of pyocyanin, hemolysins and showed increased swimming ability. Non-parametric statistical analysis identified the highest positive correlation between hemolysis and the swarming ability. For the first time an ensemble machine learning approach used on the in vitro virulence data determined the highest relative predictive importance of the submerged biofilm formation for the cytotoxicity, as an indicator of the infection ability. The findings from the in vitro study were validated in vivo using zebrafish (Danio rerio) embryos. This study highlighted no major differences between P. aeruginosa species isolated from animal and human infections and the importance of pyocyanin production in cytotoxicity and infection ability.