THE INFLUENCE OF ESCHERICHIA COLI ON SURVIVAL AND REPLICATION OF FRANCISELLA NOVICIDA IN WATER

Rod Francisella svrstava se u porodicu Franciselaceae, a dijeli se u pet različitih vrsta: F. philomiragia, F. noatunensis, F. hispaniensis, F. tularensis i F. novicida. Također, 3 su podvrste bakterije F. tularensis: tularensis (tip A), holartica (tip B) te mediasiatica. Tularemija, kao zoonozna bolest, najviše se pojavljuje na Sjevernoj zemljinoj polutci, a kao vodena bolest opisana je već 1930-te godine. Prijenos bolesti moguć je preko pitke, bočate i morske vode. Vrste F. novicida i F. philomiragia usko su povezane uz vodeni okoliš, a F. novicida izolirana je samo iz vodene niše kao jedinog rezervoara. Fakultativno-anaerobna, mezofilna Escherichia. coli, kao gram-negativna bakterija u obliku štapića, svrstana je u porodicu Enterobacteriaceae. Najznačajnija vrsta za humanu medicinu je E. coli koja se koristi kao indikator fekalnog zagađenja (FIB) u procjeni kakvoće vode i hrane, a normalno se nalazi u GI-sustavu ljudi i životinja. Cilj istraživanja bio je odrediti kako Escherichia coli utječe na preživljavanje i razmnožavanje Francisella novicida u vodenom okruženju, odnosno pratiti kinetiku rasta i uvidjeti razliku u kvantitativnoj analizi prilikom zajedničke kultivacije bakterija u slanoj i slatkoj vodi. Na preživljavanje bakterija utjecali su nedostatak hrane, temperatura te borba s autohtonom mikrobiotom u moru i jezeru, odnosno različiti biotski i abiotski faktori. Naši rezultati pokazuju da F. novicida preživljava bolje u sterilnom moru u odnosu na nesterilno, a ista je situacija i za slatkovodnu vodu iz jezera Potkoš. Uspoređujući slanu i slatku vodu, bilo u sterilnim ili nesterilnim uzorcima, F. novicida pokazala je da se bolje razmnožava i raste u moru, uzorkovanog iz Riječke luke. Još uvijek nije razjašnjeno preživljava li E. coli bolje u slanoj ili slatkoj vodi. Prema našim rezultatima bakterija bolje preživljava u nesterilnom jezeru u odnosu na nesterilno more, a isto tako bolje preživljava u sterilnim uzorcima u odnosu na nesterilne, što se poklapa i s prijašnjim istraživanjima. F. novicida i E. coli, inkubirane zajedno, i u sterilnom i u nesterilnom moru nemaju međusobni utjecaj na rast i razmnožavanje što može predstavljati različitu nutritivnu potrebu u različitim koncentracijama. F. novicida u sterilnom jezeru nije bilo moguće izbrojati nakon 3 dana inkubacije. Mogući razlozi su grube pogrješke tijekom eksperimentalnog rada ili nemogućnost uočavanja i kvantifikacije kolonija F. novicida zbog prerastanja istih od strane E. coli. Određene genetske malformacije i mehanizme koji bakterijama omogućuju da opstanu u okolišu bez domaćina, posebice u vodenom okruženju, gdje nema velikih zaliha hrane, potrebno je dodatno istražiti za detaljno objašnjenje situacije.The genus Francisella belongs to the family Franciselaceae and it is divided into five different species: F. philomiragia, F. noatunensis, F. hispaniensis, F. tularensis and F. novicida. In addition, there are 3 subspecies of F. tularensis: tularensis (type A), holarctica (type B) and mediasiatica. Tularemia, as a zoonotic disease, occurs the most in the Northern Earth's hemisphere, and was described as a waterborne disease in the early 1930s. The transmission of the disease is possible through fresh, brackish and seawater. F. novicida and F. philomiragia species are closely related to the aquatic environment, but F. novicida is isolated only from the water niche as the sole reservoir. Facultative-anaerobic, mesophilic Escherichia coli, as rod-shaped Gram-negative bacterium, is classified in the family of Enterobacteriaceae. The most important species for human medicine is E. coli, which is used as a fecal pollution indicator (FPI) in the assessment of water and food quality and is normally found in the GI system of humans and animals. The aim of the study was to determine how E. coli affects the survival and reproduction of F. novicida in an aquatic environment. In addition, the aim was to monitor growth kinetics and to see the difference in quantitative analysis between co-cultivating bacteria in salt and fresh water. Food shortages, temperatures and the fight against the indigenous microbiota in the sea and the lake, respectively various biotic and abiotic factors, influenced the survival of the bacteria. Our results show that F. novicida survives better in the sterile sea than non-sterile ones and it is the same for freshwater from Lake Potkoš. Comparing salt and freshwater, in either sterile or non-sterile samples, F. novicida showed that it reproduces and grows better in the sea, a sample from the port of Rijeka. It is still unclear whether E. coli survives better in salt or fresh water. According to our results, bacteria survive better in a non-sterile lake than a non-sterile sea but also survive better in sterile samples than non-sterile ones, which is consistent with previous research. F. novicida and E. coli, incubated together, in both sterile and non-sterile seas, do not interact on growth and reproduction, which may represent different nutritional needs at different concentrations. F. novicida in a sterile lake could not be counted after 3 days of incubation. Possible reasons are gross mistakes during experimental work or an inability to detect and quantify F. novicida colonies due to their outgrowth by E. coli. Certain genetic malformations and mechanisms that allow bacteria to survive in a host-free environment, especially in an aquatic environment where there is no large food supply, need to be further investigated to explain the situation in detail