Halle, Wittenberg, Universiẗat, Diss., 2004.

Enterobacter cloacae strain ENHK is a Gram-negative endophyte belonging to the family Enterobacteriacae. Initially considered as an unknown bacterium, E. cloacae ENHK was first isolated from a diseased pepper (Capsicum annuum) plant infected by the bacterial plant pathogen Ralstonia solanacearum in Hong Kong in 2010. A pure isolate was obtained for whole genome sequencing. De novo shortgun and paired-end sequencing by 454 GS Junior platform were applied to obtain a draft genome sequence of E. cloacae ENHK containing 36 contigs in one scaffold. Gaps were closed by PCR and primer walking using Sanger sequencing to produce the first complete genome sequence of a plant-associated strain of E. cloacae. The genome size of E. cloacae ENHK consists of a single chromosome of 4,726,582kb, with a GC content of 55.1%. Gene annotation and analysis was performed using NCBI Prokaryotic Genomes Automatic Annotation Pipeline (PGAAP) and further annotation and comparative genome analysis was performed by the SEED-based automated annotation system provided by the RAST server. Comparative genome analysis indicated that E. cloacae ENHK shares major genomic features with Enterobacter sp.638 that is characterized for its plant-growth promoting and endophytic behaviors. Further genome analysis revealed antagonistic potentials of E. cloacae ENHK against other microbes by possessing antagonistic mechanisms which involve microbial competition, production of antimicrobial compounds and induction of plant defense response. Candidates of Chitinases and type VI secretion system associated rhs-related genetic element were identified and their potential antibacterial activity were investigated. E. cloacae ENHK was further demonstrated to suppress the growth of several plant pathogenic fungal species Alternaria sp., Choanephora infundibulifera, Colletotrichum capsici, Didymella bryoniae, Fusarium oxysporum, Sclerotinia sclerotiorum and Sclerotinia rolfsii and a plant pathogenic bacterial species Ralstonia solanacearum. Among the publicly available completed genome sequences of the Enterobacter species complex, E. cloacae ENHK is most closely related to E. cloacae subsp. cloacae ATCC13047, an opportunistic human pathogen. A comparative genome analysis showed that critical factors involving human pathogenesis in terms of virulence and specific adhesion were identified in the variable genomic regions in E. cloacae subsp. cloacae ATCC 13047 and are absent in E. cloacae ENHK. In addition, two microbial competition related type VI secretion systems (T6SS) were found conserved in both E. cloacae strains. Phylogenetic analysis revealed that the two systems were associated with other plant-associated and human/animal-associated species respectively in the Enterobacteriaceae. The results indicated that T6SSs may provide the E. cloacae strains fitness advantages for microbial competition in the microflora of a diverse environment. In short, comparative genome analysis suggested that the conserved chromosomal regions retain the general physiological and survival of the species, while variable genomic regions play a critical role in determining the functional differences of the pathogenic E. cloacae subsp. cloacae ATCC13047 and the endophytic E. cloacae ENHK. Finally, significant findings derived from the current thesis research are summarized and potential applications of E. cloacae ENHK in agricultural, medical and industrial areas, as well as future prospectus are discussed. / published_or_final_version / Biological Sciences / Doctoral / Doctor of Philosophy

Thesis (M.S.)--Youngstown State University, 2008. / Includes bibliographical references (leaves 69-77). Also available via the World Wide Web in PDF format.

Regensburg, Univ., Diss., 2009.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1970. / Typescript. Vita. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliography.

Os isolados do complexo Enterobacter cloacae estão entre os principais patógenos causadores de infecções hospitalares. Embora os carbapenêmicos sejam considerados a última opção terapêutica no tratamento de infecções graves por Enterobacter spp, existem evidências indicando o aumento da resistência deste gênero aos carbapenêmicos. Esta resistência é normalmente mediada pela hidrólise dos carbapenêmicos por β-lactamases (carbapenemases). A resistência aos carbapenêmicos se apresenta de forma homogênea numa população bacteriana, no entanto, eventualmente a resistência pode ocorrer em apenas parte da população. Heteroresistência pode ser definida como a expressão de resistência de uma subpopulação dentro de uma população considerada sensível em testes de susceptibilidade in vitro e pode ser considerada um estágio precursor, o qual pode ou não levar a emergência de uma população homogeneamente resistente. A não detecção destas subpopulações resistentes pode levar ao fracasso no tratamento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a heteroresistência aos carbapenêmicos em isolados do complexo Enterobacter cloacae. Trinta e um isolados foram selecionados de acordo com seu perfil de suscetibilidade aos carbapenêmicos (imipenem e meropenem sensíveis e ertapenem resistente) e a presença de OXA-370 (5 positivas para blaOXA-370). A heteroresistência foi avaliada por análise de perfil populacional (PAP). Isolados com subpopulações que apresentaram crescimento em concentrações de carbapenêmicos ≥ 4μg/ml foram considerados heteroresistentes e isolados contendo subpopulações que cresceram em concentrações de carbapenêmicos pelo menos duas vezes maior do que o MIC original, mas < 4 μg/ml foram considerados heterogêneos. A estabilidade da heteroresistência foi determinada por sub-cultivo sete dias em meio isento de antibiótico. Um total de 6 (19,4%) isolados apresentaram subpopulações heteroresistentes e 15 (48,4%) subpopulações heterogêneas ao imipenem. Em relação ao meropenem foi encontrado apenas 1 (3,2%) isolado heteroresistente e 5 (16,13%) isolados com subpopulações heterogêneas. Todos os isolados positivos para blaOXA-370 foram classificados como heteroresistentes ou heterogêneos ao imipenem. Apenas 2/21 (9,5%) e 2/6 (33,3%) subpopulações heterogêneos/heteroresistentes para imipenem e meropenem, respectivamente, mantiveram os mesmos MICs após sete dias de sub-cultivo em meio isento de antibiótico. Nossos resultados indicam que subpopulações heterogêneas/heteroresistentes ao imipenem são comuns entre isolados do complexo Enterobacter cloacae (21/31; 67,7%). Os isolados de OXA-370 foram classificados como heterogêneo/heteroresistente e, portanto, a presença de blaOXA-370 pode estar associada ao aumento de heteroresistência a imipenem. Já a estabilidade da heteroresistência e heterogeneidade aos carbapenêmicos demonstrou-se baixa. / Enterobacter cloacae complex isolates are major pathogens in hospital infections. Although carbapenems are considered the last resort in the treatment of severe infections caused by Enterobacter spp, there are several reports indicating increase of resistance to carbapenems among isolates of this genus. This resistance is usually mediated by hydrolysis of carbapenems by β-lactamases (carbapenemases). Carbapenem-resistance is usually a homogeneous feature in a bacterial population but, eventually, the resistance may occur in only a small proportion of the population. Heteroresistance can be defined as resistance to certain antibiotics expressed by a subset of a microbial population that is generally considered to be susceptible to these antibiotics according to traditional in vitro susceptibility testing. Lack to detect heteroresistance may lead to the therapeutic failure. The aim of this study was to evaluate the heteroresistance to carbapenems among Enterobacter cloacae complex isolates. Thirty-one isolates of Enterobacter cloacae complex were selected according to their susceptibility profile as follow: resistance to ertapenem and susceptibility to imipenem and meropenem. Among these, five isolates presented the blaOXA-370 gene. Heteroresistance was evaluated by population analysis profile (PAP). Isolates that grew at concentrations ≥4μg/mL of carbapenem were considered heteroresistant, while those that grew at concentration with at least two dilutions higher than the original MIC, but <4μg/mL were considered heterogeneous. Heteroresistance stability was determined after seven day sub-culture in antibiotic-free medium. A total of 6 (19.4%) isolates presented heteroresistant subpopulations and 15 (48.4%) heterogeneous subpopulations to imipenem. Only 1 (3.2%) isolate was heteroresistant and 5 (16.1%) heterogeneous to meropenem. All positive isolates for blaOXA-370 were classified as heteroresistant or heterogeneous to imipenem. Only 2/21 (9.5%) and 2/6 (33.3%) heterogeneous/heteroresistant subpopulations to imipenem and meropenem, respectively, kept the same MIC of the subpopulation after seven days in antibiotic free medium. Our results indicate that heterogeneous/heteroresistant subpopulations were common among Enterobacter cloacae complex (21/31 - 67.7%) to imipenem and less common to meropenem. Noteworthy, that all OXA-370 producing isolates were classified as heterogeneous/heteroresistant. Therefore, the presence of blaOXA-370 may be associated with increase heteroresistance to imipenem. The stability of heteroresistance was low in antibiotic-free medium after seven days.

Os isolados do complexo Enterobacter cloacae estão entre os principais patógenos causadores de infecções hospitalares. Embora os carbapenêmicos sejam considerados a última opção terapêutica no tratamento de infecções graves por Enterobacter spp, existem evidências indicando o aumento da resistência deste gênero aos carbapenêmicos. Esta resistência é normalmente mediada pela hidrólise dos carbapenêmicos por β-lactamases (carbapenemases). A resistência aos carbapenêmicos se apresenta de forma homogênea numa população bacteriana, no entanto, eventualmente a resistência pode ocorrer em apenas parte da população. Heteroresistência pode ser definida como a expressão de resistência de uma subpopulação dentro de uma população considerada sensível em testes de susceptibilidade in vitro e pode ser considerada um estágio precursor, o qual pode ou não levar a emergência de uma população homogeneamente resistente. A não detecção destas subpopulações resistentes pode levar ao fracasso no tratamento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a heteroresistência aos carbapenêmicos em isolados do complexo Enterobacter cloacae. Trinta e um isolados foram selecionados de acordo com seu perfil de suscetibilidade aos carbapenêmicos (imipenem e meropenem sensíveis e ertapenem resistente) e a presença de OXA-370 (5 positivas para blaOXA-370). A heteroresistência foi avaliada por análise de perfil populacional (PAP). Isolados com subpopulações que apresentaram crescimento em concentrações de carbapenêmicos ≥ 4μg/ml foram considerados heteroresistentes e isolados contendo subpopulações que cresceram em concentrações de carbapenêmicos pelo menos duas vezes maior do que o MIC original, mas < 4 μg/ml foram considerados heterogêneos. A estabilidade da heteroresistência foi determinada por sub-cultivo sete dias em meio isento de antibiótico. Um total de 6 (19,4%) isolados apresentaram subpopulações heteroresistentes e 15 (48,4%) subpopulações heterogêneas ao imipenem. Em relação ao meropenem foi encontrado apenas 1 (3,2%) isolado heteroresistente e 5 (16,13%) isolados com subpopulações heterogêneas. Todos os isolados positivos para blaOXA-370 foram classificados como heteroresistentes ou heterogêneos ao imipenem. Apenas 2/21 (9,5%) e 2/6 (33,3%) subpopulações heterogêneos/heteroresistentes para imipenem e meropenem, respectivamente, mantiveram os mesmos MICs após sete dias de sub-cultivo em meio isento de antibiótico. Nossos resultados indicam que subpopulações heterogêneas/heteroresistentes ao imipenem são comuns entre isolados do complexo Enterobacter cloacae (21/31; 67,7%). Os isolados de OXA-370 foram classificados como heterogêneo/heteroresistente e, portanto, a presença de blaOXA-370 pode estar associada ao aumento de heteroresistência a imipenem. Já a estabilidade da heteroresistência e heterogeneidade aos carbapenêmicos demonstrou-se baixa. / Enterobacter cloacae complex isolates are major pathogens in hospital infections. Although carbapenems are considered the last resort in the treatment of severe infections caused by Enterobacter spp, there are several reports indicating increase of resistance to carbapenems among isolates of this genus. This resistance is usually mediated by hydrolysis of carbapenems by β-lactamases (carbapenemases). Carbapenem-resistance is usually a homogeneous feature in a bacterial population but, eventually, the resistance may occur in only a small proportion of the population. Heteroresistance can be defined as resistance to certain antibiotics expressed by a subset of a microbial population that is generally considered to be susceptible to these antibiotics according to traditional in vitro susceptibility testing. Lack to detect heteroresistance may lead to the therapeutic failure. The aim of this study was to evaluate the heteroresistance to carbapenems among Enterobacter cloacae complex isolates. Thirty-one isolates of Enterobacter cloacae complex were selected according to their susceptibility profile as follow: resistance to ertapenem and susceptibility to imipenem and meropenem. Among these, five isolates presented the blaOXA-370 gene. Heteroresistance was evaluated by population analysis profile (PAP). Isolates that grew at concentrations ≥4μg/mL of carbapenem were considered heteroresistant, while those that grew at concentration with at least two dilutions higher than the original MIC, but <4μg/mL were considered heterogeneous. Heteroresistance stability was determined after seven day sub-culture in antibiotic-free medium. A total of 6 (19.4%) isolates presented heteroresistant subpopulations and 15 (48.4%) heterogeneous subpopulations to imipenem. Only 1 (3.2%) isolate was heteroresistant and 5 (16.1%) heterogeneous to meropenem. All positive isolates for blaOXA-370 were classified as heteroresistant or heterogeneous to imipenem. Only 2/21 (9.5%) and 2/6 (33.3%) heterogeneous/heteroresistant subpopulations to imipenem and meropenem, respectively, kept the same MIC of the subpopulation after seven days in antibiotic free medium. Our results indicate that heterogeneous/heteroresistant subpopulations were common among Enterobacter cloacae complex (21/31 - 67.7%) to imipenem and less common to meropenem. Noteworthy, that all OXA-370 producing isolates were classified as heterogeneous/heteroresistant. Therefore, the presence of blaOXA-370 may be associated with increase heteroresistance to imipenem. The stability of heteroresistance was low in antibiotic-free medium after seven days.

Os isolados do complexo Enterobacter cloacae estão entre os principais patógenos causadores de infecções hospitalares. Embora os carbapenêmicos sejam considerados a última opção terapêutica no tratamento de infecções graves por Enterobacter spp, existem evidências indicando o aumento da resistência deste gênero aos carbapenêmicos. Esta resistência é normalmente mediada pela hidrólise dos carbapenêmicos por β-lactamases (carbapenemases). A resistência aos carbapenêmicos se apresenta de forma homogênea numa população bacteriana, no entanto, eventualmente a resistência pode ocorrer em apenas parte da população. Heteroresistência pode ser definida como a expressão de resistência de uma subpopulação dentro de uma população considerada sensível em testes de susceptibilidade in vitro e pode ser considerada um estágio precursor, o qual pode ou não levar a emergência de uma população homogeneamente resistente. A não detecção destas subpopulações resistentes pode levar ao fracasso no tratamento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a heteroresistência aos carbapenêmicos em isolados do complexo Enterobacter cloacae. Trinta e um isolados foram selecionados de acordo com seu perfil de suscetibilidade aos carbapenêmicos (imipenem e meropenem sensíveis e ertapenem resistente) e a presença de OXA-370 (5 positivas para blaOXA-370). A heteroresistência foi avaliada por análise de perfil populacional (PAP). Isolados com subpopulações que apresentaram crescimento em concentrações de carbapenêmicos ≥ 4μg/ml foram considerados heteroresistentes e isolados contendo subpopulações que cresceram em concentrações de carbapenêmicos pelo menos duas vezes maior do que o MIC original, mas < 4 μg/ml foram considerados heterogêneos. A estabilidade da heteroresistência foi determinada por sub-cultivo sete dias em meio isento de antibiótico. Um total de 6 (19,4%) isolados apresentaram subpopulações heteroresistentes e 15 (48,4%) subpopulações heterogêneas ao imipenem. Em relação ao meropenem foi encontrado apenas 1 (3,2%) isolado heteroresistente e 5 (16,13%) isolados com subpopulações heterogêneas. Todos os isolados positivos para blaOXA-370 foram classificados como heteroresistentes ou heterogêneos ao imipenem. Apenas 2/21 (9,5%) e 2/6 (33,3%) subpopulações heterogêneos/heteroresistentes para imipenem e meropenem, respectivamente, mantiveram os mesmos MICs após sete dias de sub-cultivo em meio isento de antibiótico. Nossos resultados indicam que subpopulações heterogêneas/heteroresistentes ao imipenem são comuns entre isolados do complexo Enterobacter cloacae (21/31; 67,7%). Os isolados de OXA-370 foram classificados como heterogêneo/heteroresistente e, portanto, a presença de blaOXA-370 pode estar associada ao aumento de heteroresistência a imipenem. Já a estabilidade da heteroresistência e heterogeneidade aos carbapenêmicos demonstrou-se baixa. / Enterobacter cloacae complex isolates are major pathogens in hospital infections. Although carbapenems are considered the last resort in the treatment of severe infections caused by Enterobacter spp, there are several reports indicating increase of resistance to carbapenems among isolates of this genus. This resistance is usually mediated by hydrolysis of carbapenems by β-lactamases (carbapenemases). Carbapenem-resistance is usually a homogeneous feature in a bacterial population but, eventually, the resistance may occur in only a small proportion of the population. Heteroresistance can be defined as resistance to certain antibiotics expressed by a subset of a microbial population that is generally considered to be susceptible to these antibiotics according to traditional in vitro susceptibility testing. Lack to detect heteroresistance may lead to the therapeutic failure. The aim of this study was to evaluate the heteroresistance to carbapenems among Enterobacter cloacae complex isolates. Thirty-one isolates of Enterobacter cloacae complex were selected according to their susceptibility profile as follow: resistance to ertapenem and susceptibility to imipenem and meropenem. Among these, five isolates presented the blaOXA-370 gene. Heteroresistance was evaluated by population analysis profile (PAP). Isolates that grew at concentrations ≥4μg/mL of carbapenem were considered heteroresistant, while those that grew at concentration with at least two dilutions higher than the original MIC, but <4μg/mL were considered heterogeneous. Heteroresistance stability was determined after seven day sub-culture in antibiotic-free medium. A total of 6 (19.4%) isolates presented heteroresistant subpopulations and 15 (48.4%) heterogeneous subpopulations to imipenem. Only 1 (3.2%) isolate was heteroresistant and 5 (16.1%) heterogeneous to meropenem. All positive isolates for blaOXA-370 were classified as heteroresistant or heterogeneous to imipenem. Only 2/21 (9.5%) and 2/6 (33.3%) heterogeneous/heteroresistant subpopulations to imipenem and meropenem, respectively, kept the same MIC of the subpopulation after seven days in antibiotic free medium. Our results indicate that heterogeneous/heteroresistant subpopulations were common among Enterobacter cloacae complex (21/31 - 67.7%) to imipenem and less common to meropenem. Noteworthy, that all OXA-370 producing isolates were classified as heterogeneous/heteroresistant. Therefore, the presence of blaOXA-370 may be associated with increase heteroresistance to imipenem. The stability of heteroresistance was low in antibiotic-free medium after seven days.

The environment of the gastrointestinal (GI) tract is an extremely complex system made up of not only host cells, but also many beneficial microbes. Disruption of this environment can often lead to disorders and health issues. To help balance this system, probiotics have often been administered to both humans and animals, such as livestock. This study aimed to determine what beneficial effects a novel strain of Enterobacter cloacae, strain JD6301, could offer to a host in the presence of an enteric infection with E. coli O157:H7. Upon administration of JD6301, supplemented animals had overall less E. coli present in the colon and caecum. Moreover, these animals shed more E. coli than control groups. Supplemented animals also had increased concentrations of serum triglycerides one day prior to challenge. Together, these data suggest that Enterobacter cloacae JD6301 could perform as a novel probiotic providing energy and protection to the host.

Thesis (M.S.)--Youngstown State University, 2008. / Includes bibliographical references (leaves 120-126). Also available via the World Wide Web in PDF format.