Caracterización microbiológica, genómica y estructural de dos bacteriófagos específicos de Salmonella enterica serovar Typhimurium

Abstract

Los bacteriófagos han surgido como una alternativa prometedora para combatir bacterias resistentes a los antibióticos, un problema de salud global cuyo control requiere un abordaje integral. Este estudio se centra en la caracterización microbiológica, genómica y estructural de dos bacteriófagos, FEX1 y FEX2, seleccionados por su actividad lítica contra Salmonella enterica serovar Typhimurium. La caracterización microbiológica reveló que FEX1 presenta una morfología siphoviral, un período de latencia de 15 minutos y un tamaño de explosión de 109 PFU/célula, mientras que FEX2 exhibe una morfología myoviral, un período de latencia de 20 minutos, pero con un mayor tamaño de explosión (196 PFU/célula). La determinación del MOI indicó que FEX1 y FEX2 alcanzaron su máxima producción a 0.01 y 0.001, respectivamente. Los ensayos de estabilidad mostraron que FEX1 fue más resistente al estrés térmico, mientras que FEX2 mostró una mayor tolerancia a condiciones alcalinas. El análisis genómico identificó a FEX1 como un nuevo miembro del género Tequintavirus y a FEX2 como un miembro de Felixounavirus. Ambos genomas carecen de genes de resistencia a antibióticos y factores de virulencia. El mapeo estructural, utilizando herramientas bioinformáticas y microscopía electrónica de transmisión (TEM), sugirió similitudes entre FEX1 y el fago DT57C, mientras que la estructura de la cápside de FEX2 se asemejó a la del fago Sf14. Estos hallazgos contribuyen a la comprensión de la biología de los bacteriófagos y respaldan el potencial de FEX1 y FEX2 como candidatos para la fagoterapia contra Salmonella.

Bacteriophages have emerged as a promising alternative to combat antibiotic-resistant bacteria, a global health issue that requires a comprehensive approach. This study focuses on the microbiological, genomic, and structural characterization of two bacteriophages, FEX1 and FEX2, selected for their lytic activity against Salmonella enterica serovar Typhimurium. Microbiological characterization revealed that FEX1 exhibits a siphoviral morphology, a latent period of 15 minutes, and a burst size of 109 PFU/cell, while FEX2 displays a myoviral morphology, a 20-minute latent period, but a higher burst size (196 PFU/cell). The determination of the MOI indicated that FEX1 and FEX2 reached their maximum production at 0.01 and 0.001, respectively. Stability assays showed that FEX1 was more resistant to thermal stress, whereas FEX2 demonstrated greater tolerance to alkaline conditions. Genomic analysis identified FEX1 as a novel member of the Tequintavirus genus and FEX2 as a member of Felixounavirus. Both genomes lack antibiotic resistance genes and virulence factors. Structural mapping, using bioinformatics tools and transmission electron microscopy (TEM), suggested similarities between FEX1 and phage DT57C, while the capsid structure of FEX2 resembled that of phage Sf14. These findings contribute to the understanding of phage biology and support the potential of FEX1 and FEX2 as candidates for phage therapy against Salmonella.