Search form

UG FFW Laboratorium voor Farmaceutische Microbiologie

Contact details
Traineeship proposition
Abstract Bachelor Project FBT 2020-2021What is the influence of commensal bacteria on the immune response, induced by Pseudomonas aeruginosa in epithelial cells of the lung?
Chronic lung diseases, such as cystic fibrosis, asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) have a high incidence worldwide. Chronic inflammation plays an important clinical role in these respiratory conditions. Overactive inflammatory responses on infections with pathogenic bacteria are a prominent factor in this matter.
Conventional anti-inflammatory treatments are often not efficient enough and cause numerous side effects with long-term use. This shows the importance of finding new alternative treatment options for chronic respiratory inflammation. 
In this report we investigate what role several nonpathogenic commensal bacteria from the lung microbiome can have in fighting chronic respiratory inflammation. For this, 3 commensals from the respiratory tract are used and earlier investigations already showed the anti-inflammatory properties of some of these commensals (Rigauts, 2020). It is also investigated which bacterial metabolites or postbiotics cause this desirable inflammatory effect. Furthermore, synergetic effects between combined commensals are considered. In this way the anti-inflammatory effect can possibly be achieved by using a smaller number of bacteria, to keep the bacterial load in the lungs as small as possible.
During the experiment we use 3D models of A549 alveolar epithelial cells to mimic the in vivo situation of the human lungs. These cells are transfected with a luciferase reporter gene, that causes them to emit light when the NFkB inflammatory pathway is activated. The cells are infected with Pseudomonas aeruginosa and subsequently with the commensals or combinations of them. After incubation, it is possible to determine the anti-inflammatory influence of the commensals, based on the amount of emitted luminescence.
Results showed significant reductions of NFkB activation in lung cells infected with both
P. aeruginosa and mono-cultures of the commensals or combinations of them. This proves the anti-inflammatory potential of the used commensals and allows further investigation and even development of innovative treatments for patients with chronic respiratory diseases, who are often chronically infected with pathogens such as
P. aeruginosa.  
Abstract Bachelor Project FBT 2018-2019Therapeutic potential of the human microbiome for acne vulgaris: study on the inhibition of the pro-inflammatory response of keratinocytes

A recent study at the Laboratory of Pharmaceutical Microbiology demonstrated that certain commensal Gram-positive bacteria have an anti-inflammatory effect against inflammation in lung epithelial cells. This research will evaluate whether this also applies to skin inflammation, such as in the context of acne vulgaris. There are two candidate anti-inflammatory bacteria used in this study. Both bacteria are part of the human microbiome. This will be determined by evaluating whether the candidate anti-inflammatory bacteria are able to dampen in vitro inflammation of keratinocytes (HaCaT cell line) induced by Pseudomonas aeruginosa lipopolysaccharide (LPS).

Following exposure of the keratinocytes to LPS for 4 of 24h, the supernatant is used to quantify the pro-inflammatory cytokines (IL-8 and IL-1α). This will reflect whether the candidate anti- inflammatory bacteria influence inflammation of the keratinocytes. But since false negative or false positive results can be obtained, the following control experiments are performed: determination of bacterial adhesion and human cell death. Via a bacterial adhesion assay, it is investigated whether the lipopolysaccharide has an inhibitory, stimulating or no effect on the adhesion of the bacterium to keratinocytes.

Next, human cell death is examined by measuring the concentration of released lactate dehydrogenase. A healthy monolayer must not have more than 20% human cell death. If this is higher, this can again give a distorted image. LPS has no effect on the adhesion of the bacteria and no high values of lactate dehydrogenase release have been observed. These results are important so that no false results are obtained when quantifying the cytokines. After 4 or 24 hours, the bacteria significantly diminished IL-8 production by the keratinocytes in response to LPS. However, no production of IL-1α was observed after four hours.

Because there is no production of IL-1 α, it is necessary to incubate longer in the future (48 hours). But it is also advisable to examine other skin cell lines, such as sebocytes. Furthermore, another more relevant pro-inflammatory stimulus must be used. This is because Propionibacterium acnes, which affects the pathology of acne vulgaris, does not contain LPS. It is opted to use the bacterium in its entirety for future experiments.


Abstract bachelorproef 2017-2018: Evaluation of the antimicrobial activity of collagen peptides produced by three-dimensional lung epithelial cells against Pseudomonas aeruginosa
Abstract 2016-2017:  Determination of the dominance of Pseudomonas aeruginosa in an artificial cystic fibrosis lung microbiome 

Cystic fibrosis (CF) is a genetic disease in which bacterial lung infections have a major impact on the life expectancy of the patients. The lungs of CF patients are colonized by a collection of microorganisms, called the CF lung microbiome that contains known pathogens and commensal bacteria. One of the most important life threatening bacteria is Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), which causes chronic lung infections. P. aeruginosa can form biofilms, which decrease its antibiotic susceptibility. In addition, upon initial colonization of the CF lungs by P. aeruginosa, this bacterium becomes gradually dominant which leads to a decreased bacterial diversity and richness and contributes to a poor disease outcome.

The aim of this study is to gain novel insights into the invasion/ dominance behavior of P. aeruginosa in an artificial CF lung microbiome by assessing if the invasion/dominance is strain-dependent. The two main goals of this study are:

  • To investigate the biofilm formation of different P. aeruginosa strains in the presence of an artificial CF lung microbiome
  • To determine the invasion of different P. aeruginosa strains in an established multispecies biofilm of an artificial CF lung microbiome.

Biofilm formation of six different P. aeruginosa strains in the presence of an artificial CF lung microbiome was evaluated through plating on selective media at different time points. The artificial lung microbiome contained five commonly co-isolated bacteria (Staphylococcus aureus, Streptococcus anginosus, Achromobacter xylosoxidans, Rothia mucilaginosa, Gemella haemolysans). Then, using statistical analysis, it was determined which P. aeruginosa strain became dominant at each time point and if differences in abundance were observed between the different P. aeruginosa strains.

It was noted the P. aeruginosa strain AA2, an early CF lung isolate, was more dominant, invasive and abundant in an artificial lung microbiome compared to other strains.

This study demonstrates that the dominance and invasion of P. aeruginosa is strain dependent. An early CF isolate (AA2) was more dominant and invasive than late CF isolates, and it will be of interest for future research to potentially confirm this for other isolates. Hence, bacterial factors that contribute to the dominance of P. aeruginosa could be identified which may be a new starting point for therapeutic intervention.

Abstract bachelorproef 2015-2016The role of lung epithelium in the efficacy of antibiotics against Pseudomonas aeruginosa biofilm formation
Wegens confidentialiteit kan de samenvatting niet gepubliceerd worden.
Samenvatting eindwerk 2013-2014: Effect of hamamelitannin on antibiotic susceptibility of S. aureus quorum sensing mutants
Staphylococcus aureus is one of the most important causes of hospital infections worldwide. The treatment of these infections is difficult due to antibiotic resistance and biofilm formation at the infection site. Bacteria in a biofilm are protected against antibiotics and components of the immune system. Existing antibiotics are therefore less effective. For this reason, novel targets/approaches are needed to treat these biofilm associated infections. One of these approaches is interfering with the bacterial quorum sensing system. Quorum sensing in bacteria is a control system that regulates factors involved in virulence and biofilm formation. Certain molecules named quorum sensing inhibitors affect these quorum sensing systems and so influence biofilm formation.
At the lab of Pharmaceutical Microbiology in the University of Ghent, research is being done finding new methods (like quorum sensing inhibitors) to treat Staphylococcal infections. A new component named hamamelitannin has come out that enhances antibiotic sensitivity of S. aureus biofilms against vancomycin. The research of this thesis forms one aspect of the study around hamamelitannin and goes around the question: “Which quorum sensing systems in S. aureus are involved in the functioning of hamamelitannin as quorum sensing inhibitor?”.
This happened trough biofilm experiments with S. aureus JE2 and S. aureus QS mutants, in which biofilms get treated with hamamelitannin, vancomycin and a combination of both, compared to a biofilm without treatment. In these experiments hamamelitannin caused an increased vancomycin susceptibility in S. aureus JE2, but did not with the S. aureus quorum sensing mutants. Also an increased AI-2 production has been detected from S. aureus JE2 due to the effect of hamamelitannin.
The results showed that hamamelitannin needs intact quorum sensing systems for it to function and so be able to cause an increased vancomycin susceptibility in S. aureus. However, no specific target has come out of the research that could be linked to the functioning of hamamelitannin. Therefore it is still unknown where exactly it intervenes and what other genes are being influenced by it. Further research to how the quorum sensing systems function in S. aureus (especially the luxS QS system), individually and to each other, is necessary to determine how hamamelitannin exactly acts on S. aureus.
Samenvatting eindwerk 2012-2013: Invloed van Staphylococcus epidermidis en Micrococcus luteus op Staphylococcus aureus biofilms
Staphylococcus aureus is één van de belangrijkste nosocomiale pathogenen wereldwijd. Behandeling van een infectie met S. aureus kan moeizaam verlopen, door resistentie van
S. aureus tegen methicilline en andere antibiotica. Mogelijks biedt het onderzoek naar bacteriële interferentie wel een oplossing.
Bijvoorbeeld, het is het bekend dat Staphylococcus epidermidis een protease secreteert dat kolonisatie van S. aureus inhibeert. De extracellulaire protease productie door S. epidermidis stammen, geïsoleerd uit biofilms op endotracheale tubes, werd reeds onderzocht. Men stelde vast dat de meeste isolaten een mengsel van proteases produceren.
De volgende stap in dit onderzoek bevat het onderwerp van deze bachelorproef. De invloed van proteases geproduceerd door S. epidermidis op zowel klinische S. aureus isolaten als op een S. aureus Mu50 referentiestam wordt onderzocht. Dit experimenteel werk in het laboratorium gebeurt aan de hand van diverse kleuringen. Daarnaast wordt de protease productie van Micrococcus luteus stammen onderzocht en er wordt ook nagegaan als M. luteus ook een invloed heeft op S. aureus biofilms.
Na het behandelen van de S. aureus biofilms met supernatans van de verschillende S. epidermidis isolaten wordt een effect op de biofilm biomassa vastgesteld. De gevoeligheid van S. aureus biofilms behandeld met S. epidermidis supernatans lijkt S. aureus stamafhankelijk. De meest gevoelige S. aureus stammen waren afkomstig uit een endotracheale biofilm waar ook S. epidermidis voorkwam. Het supernatans van niet-protease producerende S. epidermidis isolaten hebben bij gevoelige S. aureus isolaten ook een significant effect op de biofilms. Dit kan erop wijzen dat er naast proteases nog andere componenten in het supernatans een effect kunnen hebben op S. aureus biofilms. Het effect op het aantal metabool actieve cellen S. aureus biofilms is veel kleiner en bij de meeste behandelingen onbestaande. S. epidermidis heeft waarschijnlijk vooral een effect te hebben op de extracellulaire matrix van S. aureus biofilms.
De M. luteus isolaten met de hoogste protease productie produceren een mengsel van serine en metalloproteasen of enkel metalloproteasen. Net als bij S. epidermidis is er bij meeste M. luteus isolaten een effect op de biomassa van de biofilms. In tegenstelling tot S. epidermidis  hebben sommige M. luteus isolaten wel een significant effect op het aantal levende cellen. M. luteus lijkt dus zowel een effect te hebben op het aantal actieve cellen als op de extracellulaire matrix van S. aureus biofilms.
Samenvatting eindwerk 2009-2010: Experimenteel onderzoek naar moleculaire resistentiemechanismen van Candida albicans biofilms tegen miconazol
Candida albicans is een opportunistisch pathogeen. Het veroorzaakt infecties in patiënten met een verminderde afweer.  Deze gisten kunnen een bioiflm vormen waardoor ze moeilijker te behandelen zijn. C. albicans biofilm cellen vertonen resistentie tegen verschillende antimycotica.
Er is een deletiemutantenbank beschikbaar van  Saccharomyces cerevisiae gebaseerd op de stam S. cerevisiae BY4741. Deze deletiemutanten worden getest op hun gevoeligheid voor miconazol ten opzichte van het wild type.  Als de mutant veel gevoeliger is, wordt dit gen van de deletiemutant onderzocht in C. albicans. Er wordt getest of dit gen betrokken is bij de resistentiemechanismen van C.albicans tegen miconazol.
Samenvatting eindwerk 2007-2008: 
Susceptibiliteitsbepaling voor planktonische en sessiele Burkholderia cepacia complex cellen
Burkholderia cepacia complex bacteriën zijn Gram-negatieve bacteriën die ernstige infecties kunnen veroorzaken bij mucoviscidosepatiënten. De behandeling van infecties met B. cepacia complex bacteriën is moeilijk omdat deze bacteriën een grote resistentie vertonen tegen verschillende antibiotica (AB). Bovendien is beschreven dat verschillende B. cepacia complex stammen goed biofilms vormen, wat kan leiden tot een verhoogde resistentie. Daarom wordt de susceptibiliteit van planktonische en sessiele cellen (biofilms) van 33 verschillende B. cepacia complex stammen bepaald voor 6 verschillende AB (ceftazidime, ciprofloxacine, meropenem, minocycline, tobramycine, trimethoprim – sulfamethoxaxole [TMP-SMX]). Hierbij wordt het effect nagegegaan op planktonische en sessiele cellen in “jonge” en stationaire fase culturen. Met deze experimenten wordt onderzocht of er een verschil is in gevoeligheid voor AB bij “jonge” en “oude” culturen van planktonische en sessiele cellen.
Hiertoe worden de minimaal inhiberende concentratie (MIC) en de minimaal bactericide concentratie (MBC) bepaald bij planktonische cellen volgens het EUCAST protocol. Uit de vergelijking van de bekomen MICs met de klinisch haalbare AB-concentratie in sputum van mucoviscidosepatiënten (KHCS) bleek dat voor veel van de onderzochte stammen de KHCS onvoldoende is om groei-inhibitie te veroorzaken; behandelingen van geïnfecteerde mucoviscidosepatiënten met de onderzochte AB zouden in theorie dus niet succesvol zijn. Uit de vergelijking van de MICs met de MBCs bleek dat in het algemeen de MBC 2 tot 8 keer groter is dan de MIC, maar deze verhouding kan een grote variatie vertonen.
Daarnaast wordt de minimaal biofilm inhiberende concentratie (MBIC) bepaald. De MBICs van de onderzochte B. cepacia complex stammen zijn vergelijkbaar met de MICs, wat suggereert dat de groei-inhibitie van “jonge” planktonische en sessiele cellen voor de onderzochte AB gelijk is.
Bovendien wordt de reductie in het aantal cellen bij mature biofilms bepaald na behandeling met AB-concentraties die 10 keer hoger zijn dan de MIC (behalve bij tobramycine waar de AB-concentratie 4 keer hoger is dan de MIC). Tobramycine bleek het meest werkzame AB te zijn om sessiele cellen in mature biofilms af te doden.
De experimenten om de reductie in het aantal cellen bij planktonische cellen in de stationaire fase te bepalen moeten nog uitgevoerd worden.
Samenvatting eindwerk 2005-2006: Leef- en kweekbaarheid van bacteriën in oliën
Over heel de wereld dient een groot aantal mensen een sonde bruiken om urine te kunnen lozen. In het Universitair Ziekenhuis (UZ) Gent wordt daartoe gebruik gemaakt van niet-gelubrifieerde katheters met carbololie (CO) als glijmiddel. Het gebruik van CO (2% fenol in sesamolie (SO)) is echter wetenschappelijk niet onderbouwd. Fenol is bovendien sterk irriterend voor de slijmvliezen en kan zelfs in een aantal gevallen nierschade veroorzaken bij langdurig gebruik.
Een formulatie op basis van essentiële oliën zoals Tea Tree Oil (TTO) met  jojoba-olie (JJO) als drager wordt onderzocht als alternatief voor CO. De vraag is of de anti-microbiële activiteit van TTO ook in niet-waterige milieus zoals oliën aangetoond kan worden. Bovendien heeft JJO een grotere glijbaarheid in vergelijking met SO.
Het onderzoek naar de anti-bacteriële activiteit van CO en 5% TTO gebeurt met behulp van de plaatgietmethode en een ontwikkelde procedure om het aantal kweekbare cellen en het aantal leefbare cellen in olie te bepalen.
Onderzoek naar het aantal kolonie vormende eenheden (KVEn) toont geen verschil aan in anti-bacteriële werking van CO en 5% TTO bij 104E. coli, S. aureus, P. aeruginosa en P. mirabilis
cellen per mL olie. Het aantal leefbare bacteriën na 24 uur contact is echter wel verschillend voor CO en 5% TTO. De alternatieve formulatie beschikt over betere anti-bacteriële activiteit in vergelijking met CO t.o.v. drie van de vier stammen. P. aeruginosa wordt zowel in CO als in 5% TTO afgedood.
Bij een belading van 106E. coli kiemen per mL olie is zowel met het bepalen van het aantal leefbare als kweekbare cellen duidelijk dat 5% TTO een grotere anti-bacteriële werking heeft dan CO. Fenol lijkt overbodig te zijn in CO bij een belading van 106S. aureus per mL olie. SO, blijkt een groter anti-microbieel effect te hebben dan CO zelf.
Het toepassen van de extractieprocedure en bepaling van het aantal leefbare bacteriën in klinische stalen samen met een onderzoek naar het aantal kweekbare cellen per mL toont aan dat CO niet in staat is alle kiemen af te doden die in het glijmiddel terechtkomen door gebruik.


Harelbekestraat 72
9000 Gent
09 2648141
Harelbekestraat 72
9000 Gent
09 2648141


Traineeship supervisor
Tom Coenye
Aurélie Crabbé
Via Map