Flavobacterium psychrophilumバイオフィルムに対する化合物およびバクテリオファージの阻害活性（英文

Inhibition Activity of Compounds and Bacteriophages against Flavobacterium psychrophilum Biofilms In Vitro.

• Anna Papadopoulou
• Inger Dalsgaard
• Tom Wiklund

抄録

フラボバクテリウム・サイクロフィルム（Flavobacterium psychrophilum）は、実験室条件下でバイオフィルムを産生するが、結論的には、F.サイクロフィルムのバイオフィルムは、養魚条件下での魚類集団への病原体の伝播のための潜在的な貯水池であり得ることが示唆されている。そのため、抗バイオフィルム化合物が必要とされている。本研究の主な目的は、標準的な96ウェルマイクロタイタープレートバイオフィルムアッセイインビトロを用いて、静的条件下でのF.psychrophilumバイオフィルム上の特定の化合物とバクテリオファージの抗バイオフィルム特性を決定することであった。8種類の化合物（A型プロアントシアニジン、D-ロイシン、EDTA、エモジン、フコイダン、L-アリイン、パルテノリド、および2-アミノイミダゾール）を3つのサブミニマム阻害濃度（sub-minimum inhibitory concentration: sub-MICs）で、4種類のバクテリオファージ（Fpv-3、Fpv-9、Fpv-10、およびFpv-21）を用いて、バイオフィルム特性を測定した。およびファージの組み合わせ（Fpv-9+Fpv-10）を、バイオフィルム形成の阻害および成熟バイオフィルムのバイオマスの減少について試験した。psychrophilumを用いた。バイオフィルムの染色にはクリスタルバイオレット染色法を用いた。その結果、サブMICsのほとんどの化合物は、主に平滑な単離菌のバイオフィルム形成を阻害し、最大80％の阻害率を示した。また、2-アミノイミダゾール、エモジン、パルテノリド、D-ロイシンについても、成熟バイオフィルムのバイオマスに対して濃度依存的に同様の減少傾向が観察された。これらの化合物の抗バイオフィルム特性は、バイオフィルム形成時の細胞間相互作用を阻害する能力にあると考えられ、おそらく既に形成されたバイオフィルムでは細胞の分散を引き起こすと考えられる。リチックバクテリオファージはF.psychrophilumのバイオフィルム形成を効率的に阻害し、成熟したバイオフィルムのバイオマスを部分的に減少させた。しかし、ファージの組み合わせ(Fpv-9+Fpv-10)では、F.psychrophilumの成熟バイオフィルムのバイオマスの減少に成功した。以上のことから、バクテリオファージと併用することで、細菌性バイオフィルム（例えば、F.psychrophilumバイオフィルム）に対する殺菌剤の使用を補完し、養魚場での細菌性冷水病発生の減少につながる可能性があると結論づけた。

Flavobacterium psychrophilum produces biofilms under laboratory conditions, and it has been inconclusively suggested that F. psychrophilum biofilms can be a potential reservoir for transmission of the pathogen to a fish population under fish farming conditions. Therefore, there is a need for anti-biofilm compounds. The main aim of this study was to determine the anti-biofilm properties of certain compounds and bacteriophages on F. psychrophilum biofilms under static conditions using a standard 96-well microtiter plate biofilm assay in vitro. Eight compounds (A-type proanthocyanidins, D-leucine, EDTA, emodin, fucoidan, L-alliin, parthenolide, and 2-aminoimidazole) at three sub-minimum inhibitory concentrations (sub-MICs), four bacteriophages (Fpv-3, Fpv-9, Fpv-10, and Fpv-21), and a phage combination (Fpv-9 + Fpv-10) were tested for inhibition of biofilm formation and reduction of the biomass of mature biofilms formed by two smooth isolates (P7-9/10 and P1-10B/10) and two rough isolates (P7-9/2R/10 and P1-10B/2R/10) of F. psychrophilum. The crystal violet staining method was used to stain the biofilms. Most of the compounds at sub-MICs inhibited the biofilm formation of mainly smooth isolates, attaining up to 80% inhibition. Additionally, the same reduction trend was also observed for 2-aminoimidazole, emodin, parthenolide, and D-leucine on the biomass of mature biofilms in a concentration-dependent manner. The anti-biofilm properties of the compounds are believed to lie in their ability to disturb the cellular interactions during biofilm formation and probably to cause cell dispersal in already formed biofilms. Lytic bacteriophages efficiently inhibited biofilm formation of F. psychrophilum, while they partially reduced the biomass of mature biofilms. However, the phage combination (Fpv-9 + Fpv-10) showed a successful reduction in the biomass of F. psychrophilum mature biofilms. We conclude that inhibiting compounds together with bacteriophages may supplement the use of disinfectants against bacterial biofilms (e.g., F. psychrophilum biofilms), leading to a reduced occurrence of bacterial coldwater disease outbreaks at fish farms.

© 2019 American Fisheries Society.