# name
Development of Experimental Methodologies for Modeling Bacterial Infections

# metadata.dc.contributor.other[].value
Universitat de Barcelona. Departament de Genètica, Microbiologia i Estadística

# metadata.dc.description.abstract[].value
[eng] The rise of antimicrobial resistance has made bacterial infections a global and signiﬁcant health threat. Additionally, infections associated with bioﬁlms are typically persistent and hinder the penetration and eﬃcacy of traditional antibiotics. Therefore, the development of new antimicrobial therapies relies on a comprehensive understanding of bacterial pathogenesis, supported by reliable laboratory models and methodologies. First, various in vitro lung cell models were developed and optimized to recreate bacterial lung infections. Within these systems, Pseudomonas aeruginosa pathogenesis, bioﬁlm formation, virulence, host-pathogen interactions, and the eﬃcacy of diﬀerent antibiotics were investigated. Given that respiratory infections are usually polymicrobial, coinfections involving P. aeruginosa and other clinically relevant species, such as Staphylococcus aureus and Candida albicans were also modeled. This research explored how microbial interactions shape both virulence and antibiotic susceptibility. On the other hand, several methodologies were optimized and established in the Galleria mellonella in vivo model. Among its many advantages, this insect shares signiﬁcant similarities with the human innate immune system, being widely employed in both infection and toxicity studies. In vivo bacterial pathogenesis was investigated by analyzing pathogen dissemination and monitoring the expression of key bacterial genes using a simple bioluminescence-based system. Furthermore, novel protocols, such as the primary culture of hemocytes, were developed for nanotoxicology evaluation. Both nanomedicine and phage therapy represent promising alternative therapeutic approaches and can be easily assessed in G. mellonella. In summary, this thesis presents the optimization of various in vitro and in vivo methodologies for modeling bacterial infections caused by clinically relevant pathogens, while providing diverse tools for the evaluation of novel antimicrobial therapies.

# metadata.dc.description.abstract[].value
[cat] L'increment de la resistència antimicrobiana ha propiciat que les infeccions bacterianes esdevinguin un problema de salut important i global. A més, les infeccions associades a bioﬁlms solen ser persistents i diﬁculten tant la penetració com lʼeﬁcàcia dels antibiòtics tradicionals. Per tant, el desenvolupament de noves teràpies antimicrobianes requereix dʼun coneixement integral i profund de la patogènesi bacteriana, a més de comptar amb models i metodologies de laboratori ﬁables.

En primer lloc, sʼhan desenvolupat i optimitzat diversos models in vitro amb lʼobjectiu de recrear infeccions pulmonars bacterianes. Mitjançant aquests sistemes, sʼha estudiat la infecció causada per Pseudomonas aeruginosa, centrant-se en aspectes com la patogènesi, la formació de bioﬁlm, la virulència, les interaccions hoste-patogen i lʼeﬁcàcia de diversos antibiòtics. Com que les infeccions respiratòries solen ser de tipus polimicrobià, també sʼhan modelat les coinfeccions de P. aeruginosa amb altres espècies clínicament rellevants, com Staphylococcus aureus i Candida albicans. Aquesta recerca explora com les interaccions microbianes inﬂueixen en la virulència i la susceptibilitat antibiòtica.

Dʼaltra banda, sʼha optimitzat i establert diverses metodologies emprant el model in vivo Galleria mellonella. Aquest insecte presenta nombrosos avantatges, entre els quals cal destacar les similituds compartides amb el sistema immunitari innat humà, fet que el converteix en un model àmpliament utilitzat en estudis dʼinfecció i toxicitat. Això ha permès investigar la patogènesi bacteriana in vivo, analitzant la disseminació bacteriana i monitoritzant lʼexpressió de gens destacats durant la infecció, mitjançant un sistema basat en bioluminescència. A més, sʼhan desenvolupat nous protocols, com ara el del cultiu primari dʼhemòcits, que permeten avaluar la toxicitat dels nanomaterials. Tant la nanomedicina com la teràpia amb bacteriòfags es consideren alternatives terapèutiques prometedores, podent ser fàcilment testades amb el model de G. mellonella.

En conjunt, aquesta tesi presenta lʼoptimització de diversos models i metodologies, tant in vitro com in vivo, per al modelatge dʼinfeccions bacterianes causades per patògens clínicament rellevants, i proporciona diferents eines per a lʼavaluació de noves teràpies antimicrobianes.

# metadata.dc.source[].value
Tesis Doctorals - Departament - Genètica, Microbiologia i Estadística

# metadata.dc.title[].value
Development of Experimental Methodologies for Modeling Bacterial Infections