A patient with a trauma-related left tibial infection associated with extensively drug-resistant Acinetobacter baumannii and multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae was treated with bacteriophages and antibiotics. There was rapid tissue healing and positive culture eradication. As a result, the patient's leg did not have to be amputated and he is undergoing rehabilitation.

ABSTRACT Phage therapy has been proven to be more effective, in some cases, than conventional antibiotics, especially regarding multidrug-resistant biofilm infections. The objective here was to isolate an anti- Enterococcus faecalis bacteriophage and to evaluate its efficacy against planktonic and biofilm cultures. E. faecalis is an important pathogen found in many infections, including endocarditis and persistent infections associated with root canal treatment failure. The difficulty in E. faecalis treatment has been attributed to the lack of anti-infective strategies to eradicate its biofilm and to the frequent emergence of multidrug-resistant strains. To this end, an anti- E. faecalis and E. faecium phage, termed EFDG1, was isolated from sewage effluents. The phage was visualized by electron microscopy. EFDG1 coding sequences and phylogeny were determined by whole genome sequencing (GenBank accession number KP339049 ), revealing it belongs to the Spounavirinae subfamily of the Myoviridae phages, which includes promising candidates for therapy against Gram-positive pathogens. This analysis also showed that the EFDG1 genome does not contain apparent harmful genes. EFDG1 antibacterial efficacy was evaluated in vitro against planktonic and biofilm cultures, showing effective lytic activity against various E. faecalis and E. faecium isolates, regardless of their antibiotic resistance profile. In addition, EFDG1 efficiently prevented ex vivo E. faecalis root canal infection. These findings suggest that phage therapy using EFDG1 might be efficacious to prevent E. faecalis infection after root canal treatment.

Abstract Personalized-phage-therapy is a promising solution for the emerging crisis of bacterial infections that fail to be eradicated by conventional antibiotics. One of the most crucial elements of personalized-phage-therapy is the proper matching of phages and antibiotics to the target bacteria in a given clinical setting. However, to date, there is no consensus guideline for laboratory procedures that enable in vitro evaluation of phages intended for treatment. In this work, we suggest a framework and strategies identify appropriate phages and combine them with antibiotics in clinical microbiology laboratories. This framework, which we term here “Clinical Phage Microbiology” is based on our experience and other previously reported cases of both, successful and failed phage treatments. Additionally, we discuss troubleshooting methodologies for possible pitfalls and special cases that may need to be assessed before treatment including interactions with the host immune system, biofilms, and polymicrobial infections. We believe that the “Clinical Phage Microbiology” pipeline presented here should serve as the basis for standardization of laboratory protocols to match phages for personalized therapy.

Abstract This study assessed temporal dynamics of total and antibiotic resistant fecal bacterial indicators and antibiotic resistance genes (ARG) along a sewage-effluent-reservoir continuum, in an experimental system consisting of a sewage-fed membrane-aerated bioreactor (MABR) whose effluent fed a 4500 L polypropylene basin that mimicked an effluent storage reservoir. We applied a multidisciplinary approach that coupled physicochemical analyses, cultivation of total and cefotaxime-resistant E. coli, microbiome (bacterial and eukaryotic) analysis and qPCR/ddPCR quantification of selected ARGs. Total and cefotaxime-resistant E. coli loads dropped by approximately 1.5 log units in both the MABR and the reservoir, but the relative reduction (normalized to 16S rRNA genes) in both E. coli and ARGs was higher in the reservoir. Reservoir microbiomes were significantly different from those in the MABR, and were characterized by temporal shifts and periodic algal (Chlorophyta) blooms that were coupled to oxygen and pH fluctuations. Collectively, the data indicates that the decrease in E. coli and ARGs in the MABR was primarily facilitated by sludge removal, whereas in the reservoir, it was predominantly associated with microbial community shifts. The study highlights the capacity of ecological interactions in mitigating antibiotic resistance in both engineered and natural ecosystems. Importance Antibiotic resistance is considered one of the most significant public health predicaments of the 21st century, and there is growing evidence that anthropogenically impacted environments such as those receiving raw and treated sewage can contribute to this phenomenon. In this study, we evaluated the dynamics of total and antibiotic resistant fecal pathogen indicators and antibiotic resistance genes along a sewage-treated wastewater-effluent reservoir continuum, concurrent to evaluation of microbial community composition and physicochemical parameters. Results indicate that both the treatment bioreactor and the effluent storage reservoir removed resistant bacteria and antibiotic resistance encoding genes. However, in the reactor removal was primarily linked to physical processes, whereas in the storage reservoir it appeared to be strongly facilitated by ecological interactions. The study highlights the capacity of aquatic ecosystems to alleviate antibiotic resistance, and suggests that ecological processes in aquatic ecosystems can be harnessed to mitigate antibiotic resistance.