Das grampositive Bakterium Staphylococcus epidermidis ist ein wesentlicher Bestandteil der kommensalen Flora der Haut und der Schleimhäute des Menschen. Jedoch stellen diese Bakterien eine häufige Ursache nosokomialer Katheter-assozierter Infektionen bei immunsupprimierten Patienten dar. Dies liegt zum einen an der Fähigkeit von S. epidermidis, Biofilm zu bilden. Diese physikalische Barriere schützt die Bakterien vor dem Immunsystem sowie vor Antibiotika. Dabei zählen sie zu den häufigsten Erregern von Infektionen an implantierten Fremdkörpern mit Plastikoberflächen, wie z. B. Venenkathetern, künstlichen Herzklappen oder Gefäßprothesen. Zum anderen stellt die Antibiotikaresistenzentwicklung unter S. epidermidis ein zunehmendes Problem dar. Vor allem die late-onset Sepsis, die durch S. epidermidis als Erreger verursacht werden kann, stellt für Frühgeborene eine Gefahr dar. Ziel der vorliegenden Arbeit war, für S. epidermidis als häufigsten und klinisch bedeutsamen KoNS zu eruieren, ob die zunehmende Dauer des stationären Krankenhausaufenthaltes von sehr kleinen Frühgeborenen mit einer höheren Rate an ica-Präsenz, Biofilmbildung und Antibiotikaresistenz assoziiert ist, sowie die Verbreitungswege und das Reservoir für diese S. epidermidis-Stämme zu identifizieren. Hierzu wurden sequenzielle Isolate von S. epidermidis bei Müttern, Kindern und vom Krankenhauspersonal gewonnen und mittels MLST (Multilocus-Sequence-Typing) klonal typisiert. Sie wurden auf Antibiotikaresistenzen, Biofilmbildung und Präsenz des icaA-Gens, das eine Rolle bei der Biofilmbildung spielt, sowie des mecA-Gens untersucht und mit Isolaten, die aus Blutkulturen oder Venenkatheter des Kindes isoliert wurden, verglichen. Es fiel auf, dass die Isolate der sehr kleinen Frühgeborenen deutlich mehr Virulenzfaktoren, wie z.B. Biofilmbildung, hohe Antibiotikaresistenzraten sowie die Präsenz des mecA- und des icaA- Gens, als die maternalen Stämme besaßen. Im Vergleich mit den Ergebnissen der untersuchten Personalstämme liegt der Verdacht nahe, dass oftmals auch das Personal als Transmitter, vor allem von Klonen mit mehreren Virulenzfaktoren, dient. Das Krankenhaus-Milieu scheint dabei ein ideales Reservoir für die Ausbreitung solcher gefährlichen S. epidermidis-Stämme zu sein. / Staphylococcus epidermidis is usually a commensal inhabitant of the human skin and mucosa. However, they are a common cause of nosocomial infections, especially in context with medical devices and catheters in immunocompromised patients. This is due to the ability of Staphylococcus epidermidis to form biofilms on inert surfaces of medical devices, like intravenous catheters or artificial arthroplastics. Furthermore the development of antibiotic resistances among Staphylococcus epidermidis is another problem. Especially the late-onset-sepsis is a danger for very low birth weight premature infants. The aim of the study was to identify for S. epidermidis isolates in very preterm infants, if a longer stay in the hospital is associated with a higher carriage of the ica-operon, a higher antibiotic resistance and the ability to form biofilms. The reservoir and the means of distribution of these nosocomial isolates should be idendified. Therefore sequential isolates were taken from mothers, their children and from the hospital staff. They were clonally typified by MLST (Multilocus-Sequence-Typing) and tested for antibiotic resistances, biofilm formation and the presence of the icaA- and mecA gene. Then they were compared with isolates from blood cultures or venous catheters from the preterm infants. Herby it was remarkable that the isolates of the very premature infants had more virulence factors, e.g. formation of biofilm, antibiotic resistances and the presence of the icaA- and mecA gene, as the maternal isolates. Compared to the results of the isolates from the medical staff it could be suggested that the staff transmits these opportunistic pathogens. The hospital environment seems to be an ideal reservoir for these dangerous S. epidermidis isolates.

Thèse (M.Sc.) -- Université Laval, 1997. / Bibliogr. Publ. aussi en version électronique.

DODOU, H. V. Atividade antimicrobiana da violaceína sobre Staphylococcus epidermidis. 2017. 95 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Farmacêuticas) - Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-04-06T16:04:54Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_hvdodou.pdf: 1913254 bytes, checksum: c2a123515261efe9f3fff2287481db0d (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-04-06T16:05:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_hvdodou.pdf: 1913254 bytes, checksum: c2a123515261efe9f3fff2287481db0d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-06T16:05:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_hvdodou.pdf: 1913254 bytes, checksum: c2a123515261efe9f3fff2287481db0d (MD5) Previous issue date: 2017-02-15 / Staphylococcus epidermidis is part of the human’s natural microbiota, but has pathogenic potential when it comes to infections related to medical devices. The emergence of strains resistant to several antimicrobials has created challenges in the choice of therapy. Given this scenario, it is very important to investigate new substances with antimicrobial potential. Violacein is a metabolite produced by bacteria of different species, especially Chromobacterium violaceum, which has potential antimicrobial activity on Gram-positive microorganisms. The aim of the study was to evaluate the antimicrobial activity of violacein on strains of S. epidermidis forming and non-forming biofilm, as well as to evaluate its ability to act synergistically with antimicrobial drugs already marketed. VIO demonstrated excellent antimicrobial action on S. epidermidis ATCC 12228 and ATCC 35984, presenting bacteriostatic action (MIC = 10 μg / mL and 20 μg / mL for S. epidermidis ATCC 12228 and 35984, respectively) and bactericidal action (MBC = 20μg / mL for both strains). In addition, the bactericidal action was observed with short exposure times (2-3 hours). Violacein was also capable of synergistically modulating the action of several antimicrobial agents, like amikacin, gentamicin, ciprofloxacin, cefepime, ceftazidime, vancomycin, meropenem, ceftriaxone, cephalothin e oxacilin, on S. epidermidis, reducing MIC values for these microorganisms by up to 16 times. VIO was able to inhibit the formation of microbial biofilms at the same concentration that inhibited growth in planktonic cells and eradicated already-formed biofilm at 8-fold higher concentration (MBEC = 160 μg / mL). Its action on biofilm already formed was potentiated when associated with antimicrobial drugs already marketed, being able to completely eradicate the biofilm when associated with ciprofloxacin, in concentrations equivalent to ½ MBEC. These results show that VIO is a promising substance for the development of a new antimicrobial drug with action on this pathogen, including its biofilm, or even to be associated with already commercialized antibiotics. / Staphylococcus epidermidis faz parte da microbiota natural do homem, mas apresenta potencial patogênico quando se trata de infecções relacionadas a dispositivos médicos. O surgimento de cepas resistente a diversos antimicrobianos vem criando desafios na escolha da terapêutica. Diante desse cenário, tornam-se muito importantes estudos que investiguem novas substâncias com potencial antimicrobiano. A violaceína (VIO) é um metabólito produzido por bactérias de diferentes espécies, com destaque para Chromobacterium violaceum, que apresenta potencial atividade antimicrobiana sobre microrganismos Gram-positivo. O estudo visou avaliar a atividade antimicrobiana da VIO sobre cepas de S. epidermidis formadoras e não formadoras de biofilme, assim como avaliar sua capacidade de agir sinergicamente com fármacos antimicrobianos já comercializados. A VIO demonstrou excelente ação antimicrobiana sobre S. epidermidis ATCC 12228 e ATCC 35984, apresentando, em baixas concentrações, ação bacteriostática (CIM = 10µg/mL e 20µg/mL para S. epidermidis ATCC 12228 e 35984, respectivamente) e bactericida (CLM = 20µg/mL para ambas as cepas). Além disso, a ação bactericida foi observada com curtos tempos de exposição (2-3horas). A VIO também foi capaz de modular sinergicamente a ação de diversos antimicrobianos, como amicacina, gentamicina, ciprofloxacino, cefepime, ceftazidima, vancomicina, meropenem, ceftriaxona, cefalotina e oxacilina sobre S. epidermidis, reduzindo os valores de CIM em até 16 vezes. A VIO foi capaz de inibir a formação de biofilme microbiano na mesma concentração que inibiu o crescimento em células planctônicas (CIMB=20µg/mL) e erradicou biofilme já formado em concentração 8 vezes maior (CMEB=160µg/mL). Sua ação sobre biofilme já formado foi potencializada quando associada aos fármacos cefepime, ciprofloxacino, vancomicina e meropenem, sendo capaz de erradicar completamente o biofilme na associação com ciprofloxacino, em concentrações equivalents a ½ CMEB. Estes resultados mostram que a VIO é uma substância promissora para o desenvolvimento de um novo fármaco antimicrobiano com ação sobre este patógeno, inclusive sobre seu biofilme, ou mesmo para ser associada a antibióticos já comercializados.

A presença de bactérias patogênicas com capacidade de formar biofilme nos dispositivos de uso médico constitui um dos principais problemas na saúde pública. O biofilme confere proteção contra os mecanismos de defesa do hospedeiro e ação dos antimicrobianos, aumentando a virulência e resistência dos micro-organismos. A erradicação deste tipo de biofilmes é uma das principais estratégias no tratamento de doenças infecciosas associadas a bactérias patogênicas. A erradicação pode ser feita com o uso de biomoléculas produto do metabolismo secundário de diferentes micro-organismos. O objetivo deste estudo foi procurar novas moléculas com o potencial de erradicar biofilmes patogênicos associados a implantes médicos a partir de bactérias associadas ao género Drosera usando como bactérias alvo os patógenos Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus epidermidis. Para isto, foram crescidos 193 isolados bacterianos associados à planta Drosera que cresce na região litoral de Nova Tramandaí (RS) no sul do Brasil. Do total de isolados bacterianos foram usados os 36 que apresentaram atividade proteolítica para a produção de sobrenadantes bioativos. Os sobrenadantes bioativos foram usados para testes de erradicação de biofilme usando placas de 96 poços e a técnica de Cristal Violeta nas duas bactérias alvo. Nove isolados bacterianos associados à Drosera apresentaram atividade de erradicação de biofilme por acima de 40%, três deles para P. aeruginosa e seis para S. epidermidis. Destes isolados foi escolhido o isolado com melhor atividade de erradicação para P. aeruginosa e foram realizados testes para determinação da concentração mínima de erradicação de biofilme, antiformação de biofilme, viabilidade celular e microscopia eletrônica de varredura junto com a identificação da bactéria por médio de genes 16S, bem como o fracionamento bioguiado do sobrenadante. Adicionalmente, o sobrenadante bioativo foi testado in vitro em um modelo de dispositivo médico (cateter). A bactéria Gram-positiva que apresentou maior atividade de erradicação em seu sobrenadante possui 99% de similaridade com o Bacillus pumilus. Esta atividade de erradicação de biofilme de P. aeruginosa, pode ser atribuída à presença de uma molécula o composto de aproximadamente 34 kDa. Esta biomolécula o composto pode constituir uma alternativa complementária ao uso dos antibióticos convencionais. A perspectiva de purificar e caracterizar esta biomolécula ou composto para P. aeruginosa permitirá estudar seu mecanismo de ação e o uso no tratamento deste biofilme patogénico na clínica. / The presence of pathogenic bacteria with the ability to form biofilm on medical devices is one of the major problems in public health. The biofilm protects against the host defense mechanisms and the action of antibiotics, increasing the virulence and resistance of microorganisms. The elimination of this type of biofilms is a main strategy in the treatment of infectious diseases associated with pathogenic bacteria. This elimination can be done by using biomolecules from the secondary metabolism product of different micro-organisms. The objective of this study was to look for new molecules with the potential to eradicate pathogenic biofilms associated with medical implants from bacteria associated with gender Drosera using bacteria as targets Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus epidermidis pathogens. For this, were grown 193 bacterial isolates associated with Drosera plant that grows in the coastal region of New Tramandaí (RS) in southern Brazil. Of total bacterial isolates were used which had 36 proteolytic activity for the production of bioactive supernatants. The bioactive supernatants were used for biofilm eradication tests using 96- well plates and Crystal Violet technique in both target bacteria. Then the supernatant with the best eradication activity to P. aeruginosa was chosen to determine the minimum concentration to eradicate biofilm, biofilm inhibition, cell viability and scanning electron microscopy together with the identification of the bacteria by means of 16S and bioguided the fractionation of the supernatant. Additionally, the bioactive supernatant was tested in an in vitro model using the clinical device. Nine bacterial isolates associated with Drosera showed biofilm eradication activity by over 40%, three for P. aeruginosa and six for S. epidermidis. The Gram-positive bacterium with 99% similarity to the Bacillus pumilus showed the best biofilm eradication activity to P. aeruginosa capacity allocated to the presence of a molecule composed of approximately 34 kDa. These biomolecules can be an alternative to complement the use of conventional antibiotics or the direct use of antibiotic activity is presented as the case of bioactive found for P. aeruginosa supernatant. The prospect of purify and characterize this biomolecule or compound to P. aeruginosa will allow us to study this mechanism of action and the use in the treatment of this pathogenic biofilm in the clinic.

A presença de bactérias patogênicas com capacidade de formar biofilme nos dispositivos de uso médico constitui um dos principais problemas na saúde pública. O biofilme confere proteção contra os mecanismos de defesa do hospedeiro e ação dos antimicrobianos, aumentando a virulência e resistência dos micro-organismos. A erradicação deste tipo de biofilmes é uma das principais estratégias no tratamento de doenças infecciosas associadas a bactérias patogênicas. A erradicação pode ser feita com o uso de biomoléculas produto do metabolismo secundário de diferentes micro-organismos. O objetivo deste estudo foi procurar novas moléculas com o potencial de erradicar biofilmes patogênicos associados a implantes médicos a partir de bactérias associadas ao género Drosera usando como bactérias alvo os patógenos Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus epidermidis. Para isto, foram crescidos 193 isolados bacterianos associados à planta Drosera que cresce na região litoral de Nova Tramandaí (RS) no sul do Brasil. Do total de isolados bacterianos foram usados os 36 que apresentaram atividade proteolítica para a produção de sobrenadantes bioativos. Os sobrenadantes bioativos foram usados para testes de erradicação de biofilme usando placas de 96 poços e a técnica de Cristal Violeta nas duas bactérias alvo. Nove isolados bacterianos associados à Drosera apresentaram atividade de erradicação de biofilme por acima de 40%, três deles para P. aeruginosa e seis para S. epidermidis. Destes isolados foi escolhido o isolado com melhor atividade de erradicação para P. aeruginosa e foram realizados testes para determinação da concentração mínima de erradicação de biofilme, antiformação de biofilme, viabilidade celular e microscopia eletrônica de varredura junto com a identificação da bactéria por médio de genes 16S, bem como o fracionamento bioguiado do sobrenadante. Adicionalmente, o sobrenadante bioativo foi testado in vitro em um modelo de dispositivo médico (cateter). A bactéria Gram-positiva que apresentou maior atividade de erradicação em seu sobrenadante possui 99% de similaridade com o Bacillus pumilus. Esta atividade de erradicação de biofilme de P. aeruginosa, pode ser atribuída à presença de uma molécula o composto de aproximadamente 34 kDa. Esta biomolécula o composto pode constituir uma alternativa complementária ao uso dos antibióticos convencionais. A perspectiva de purificar e caracterizar esta biomolécula ou composto para P. aeruginosa permitirá estudar seu mecanismo de ação e o uso no tratamento deste biofilme patogénico na clínica. / The presence of pathogenic bacteria with the ability to form biofilm on medical devices is one of the major problems in public health. The biofilm protects against the host defense mechanisms and the action of antibiotics, increasing the virulence and resistance of microorganisms. The elimination of this type of biofilms is a main strategy in the treatment of infectious diseases associated with pathogenic bacteria. This elimination can be done by using biomolecules from the secondary metabolism product of different micro-organisms. The objective of this study was to look for new molecules with the potential to eradicate pathogenic biofilms associated with medical implants from bacteria associated with gender Drosera using bacteria as targets Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus epidermidis pathogens. For this, were grown 193 bacterial isolates associated with Drosera plant that grows in the coastal region of New Tramandaí (RS) in southern Brazil. Of total bacterial isolates were used which had 36 proteolytic activity for the production of bioactive supernatants. The bioactive supernatants were used for biofilm eradication tests using 96- well plates and Crystal Violet technique in both target bacteria. Then the supernatant with the best eradication activity to P. aeruginosa was chosen to determine the minimum concentration to eradicate biofilm, biofilm inhibition, cell viability and scanning electron microscopy together with the identification of the bacteria by means of 16S and bioguided the fractionation of the supernatant. Additionally, the bioactive supernatant was tested in an in vitro model using the clinical device. Nine bacterial isolates associated with Drosera showed biofilm eradication activity by over 40%, three for P. aeruginosa and six for S. epidermidis. The Gram-positive bacterium with 99% similarity to the Bacillus pumilus showed the best biofilm eradication activity to P. aeruginosa capacity allocated to the presence of a molecule composed of approximately 34 kDa. These biomolecules can be an alternative to complement the use of conventional antibiotics or the direct use of antibiotic activity is presented as the case of bioactive found for P. aeruginosa supernatant. The prospect of purify and characterize this biomolecule or compound to P. aeruginosa will allow us to study this mechanism of action and the use in the treatment of this pathogenic biofilm in the clinic.

A presença de bactérias patogênicas com capacidade de formar biofilme nos dispositivos de uso médico constitui um dos principais problemas na saúde pública. O biofilme confere proteção contra os mecanismos de defesa do hospedeiro e ação dos antimicrobianos, aumentando a virulência e resistência dos micro-organismos. A erradicação deste tipo de biofilmes é uma das principais estratégias no tratamento de doenças infecciosas associadas a bactérias patogênicas. A erradicação pode ser feita com o uso de biomoléculas produto do metabolismo secundário de diferentes micro-organismos. O objetivo deste estudo foi procurar novas moléculas com o potencial de erradicar biofilmes patogênicos associados a implantes médicos a partir de bactérias associadas ao género Drosera usando como bactérias alvo os patógenos Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus epidermidis. Para isto, foram crescidos 193 isolados bacterianos associados à planta Drosera que cresce na região litoral de Nova Tramandaí (RS) no sul do Brasil. Do total de isolados bacterianos foram usados os 36 que apresentaram atividade proteolítica para a produção de sobrenadantes bioativos. Os sobrenadantes bioativos foram usados para testes de erradicação de biofilme usando placas de 96 poços e a técnica de Cristal Violeta nas duas bactérias alvo. Nove isolados bacterianos associados à Drosera apresentaram atividade de erradicação de biofilme por acima de 40%, três deles para P. aeruginosa e seis para S. epidermidis. Destes isolados foi escolhido o isolado com melhor atividade de erradicação para P. aeruginosa e foram realizados testes para determinação da concentração mínima de erradicação de biofilme, antiformação de biofilme, viabilidade celular e microscopia eletrônica de varredura junto com a identificação da bactéria por médio de genes 16S, bem como o fracionamento bioguiado do sobrenadante. Adicionalmente, o sobrenadante bioativo foi testado in vitro em um modelo de dispositivo médico (cateter). A bactéria Gram-positiva que apresentou maior atividade de erradicação em seu sobrenadante possui 99% de similaridade com o Bacillus pumilus. Esta atividade de erradicação de biofilme de P. aeruginosa, pode ser atribuída à presença de uma molécula o composto de aproximadamente 34 kDa. Esta biomolécula o composto pode constituir uma alternativa complementária ao uso dos antibióticos convencionais. A perspectiva de purificar e caracterizar esta biomolécula ou composto para P. aeruginosa permitirá estudar seu mecanismo de ação e o uso no tratamento deste biofilme patogénico na clínica. / The presence of pathogenic bacteria with the ability to form biofilm on medical devices is one of the major problems in public health. The biofilm protects against the host defense mechanisms and the action of antibiotics, increasing the virulence and resistance of microorganisms. The elimination of this type of biofilms is a main strategy in the treatment of infectious diseases associated with pathogenic bacteria. This elimination can be done by using biomolecules from the secondary metabolism product of different micro-organisms. The objective of this study was to look for new molecules with the potential to eradicate pathogenic biofilms associated with medical implants from bacteria associated with gender Drosera using bacteria as targets Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus epidermidis pathogens. For this, were grown 193 bacterial isolates associated with Drosera plant that grows in the coastal region of New Tramandaí (RS) in southern Brazil. Of total bacterial isolates were used which had 36 proteolytic activity for the production of bioactive supernatants. The bioactive supernatants were used for biofilm eradication tests using 96- well plates and Crystal Violet technique in both target bacteria. Then the supernatant with the best eradication activity to P. aeruginosa was chosen to determine the minimum concentration to eradicate biofilm, biofilm inhibition, cell viability and scanning electron microscopy together with the identification of the bacteria by means of 16S and bioguided the fractionation of the supernatant. Additionally, the bioactive supernatant was tested in an in vitro model using the clinical device. Nine bacterial isolates associated with Drosera showed biofilm eradication activity by over 40%, three for P. aeruginosa and six for S. epidermidis. The Gram-positive bacterium with 99% similarity to the Bacillus pumilus showed the best biofilm eradication activity to P. aeruginosa capacity allocated to the presence of a molecule composed of approximately 34 kDa. These biomolecules can be an alternative to complement the use of conventional antibiotics or the direct use of antibiotic activity is presented as the case of bioactive found for P. aeruginosa supernatant. The prospect of purify and characterize this biomolecule or compound to P. aeruginosa will allow us to study this mechanism of action and the use in the treatment of this pathogenic biofilm in the clinic.

Submitted by Alexandre Sousa (alexandre.sousa@incqs.fiocruz.br) on 2015-06-29T12:53:56Z No. of bitstreams: 1 Tese_Renato_Silva.pdf: 1149696 bytes, checksum: 90cca601f940d32033deeaeb17255312 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandre Sousa (alexandre.sousa@incqs.fiocruz.br) on 2015-06-29T12:54:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Renato_Silva.pdf: 1149696 bytes, checksum: 90cca601f940d32033deeaeb17255312 (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandre Sousa (alexandre.sousa@incqs.fiocruz.br) on 2015-06-29T12:54:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Renato_Silva.pdf: 1149696 bytes, checksum: 90cca601f940d32033deeaeb17255312 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-29T12:54:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Renato_Silva.pdf: 1149696 bytes, checksum: 90cca601f940d32033deeaeb17255312 (MD5) Previous issue date: 2014 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde / S. epidermidis é o principal agente de infecções associadas a dispositivos médicos implantados, sendo sua habilidade para formar biofilme em superfícies inertes o fator determinante para a persistência desse micro-organismo. Neste estudo avaliamos 52 isolados clínicos desta espécie quanto à susceptibilidade a antimicrobianos, produção de biofilme/natureza química, presença de genes relacionados à virulência (atlE, capB,aap, embp, bhp, IS256 e IS257), e o efeito de concentrações subinibitórias (sub-CIMs) de etanol e clorexidina na produção de biofilme. Além disso, algumas das amostras biofilme-positivas foram estudadas quanto ao efeito de sub-CIMs destes antissépticos na expressão de icaA, icaR, sigB e sarA. Mais de 60% das amostras apresentaram resistência para ≥ 10 drogas e as amostras produtoras de biofilme mostraram, no geral, maior percentual de resistência a antimicrobianos. No teste em placa de microtitulação (MTP), 23 amostras foram produtoras de biofilme, sendo 14 de natureza polissacarídica, 8 proteica e 3 indeterminada. No teste em Ágar Vermelho Congo, somente amostras produtoras de biofilme polissacarídico apresentaram reação positiva. Genes do operon ica foram detectados em 23 isolados, sendo 17 destes classificados como produtores e 6 como não produtores de biofilme no MTP. A frequência dos outros genes relacionados à produção de biofilme foi: embp (69%), aap (29%) e bhp (12%), não sendo detectada correlação entre estes e a produção de biofilme do tipo PIA-independente. Os genes aap (29%) e IS256 (23%) mostraram correlações significativas com: produção de biofilme, presença de ica, perfil biofilme+/ica+, e produção de nível forte de biofilme. O gene IS256 foi ainda correlacionado significativamente com resistência a alguns antimicrobianos. Sub-CIMs de etanol (2 e/ou 4%) determinaram aumento na produção de biofilme em 15 das 17 amostras PIA-dependentes e nas 8 PIA-independentes, mas não induziram produção de biofilme em amostras originalmente não produtoras. Ao contrário do etanol, sub-CIMs de clorexidina não somente não induziram produção, como determinaram redução da produção de biofilme nas amostras biofilme-positivas. Nas amostras PIA-dependentes, o etanol (1%) acarretou aumento da expressão relativa de icaA e redução da expressão de icaR, além de aumento da expressão dos reguladores globais (sarA e sigB), enquanto a amostra PIA-independente mostrou redução na expressão destes reguladores globais. Ao contrário do etanol, a clorexidina (0,5 μg/mL) determinou aumento da expressão de icaR e redução de icaAnas amostras PIA-dependentes, além de redução na expressão de sarA e sigB na amostra PIA-independente. Os resultados indicaram que a produção de biofilme mostrou-se associada com alguns dos potenciais marcadores de virulência, sendo também evidenciada associação de alguns desses marcadores com resistência a certos antimicrobianos. As amostras PIA-dependentes foram prevalentes, destacando-se, porém, o encontro de número expressivo de amostras PIA-independentes. Os genes aap,embp e bhp não se mostraram correlacionados com a produção de biofilme proteico, indicando existência de outros mecanismos envolvidos na formação desse tipo de biofilme. Nas amostras PIA-dependentes, etanol e clorexidina mostraram efeitos opostos na expressão de icaA e icaR, corroborando dados fenotípicos previamente obtidos, e enfatizando a necessidade de ampliação do estudo da clorexidina, tendo em vista o potencial de aplicação prática deste achado. / S. epidermidis is the main agent of infections associated with implanted medical devices, being its ability to form biofilms on inert surfaces the determinant factor for the persistence of this microorganism. Fifth two clinical isolates of this species were evaluated for susceptibility to antimicrobials, biofilm production/chemical nature, presence of genes related to virulence (atlE, capB, aap, embp, bhp, IS256 andIS257), and the effect of subinibitory concentrations (sub-MICs) of ethanol and chlorhexidine in biofilm production. Moreover, some of biofilm-positive samples were studied for the effect of sub-MICs of these antiseptics in the expression of icaA, icaR, sigB and sarA. Over 60% of the samples showed resistance to ≥ 10 drugs and biofilm producers showed, in general, a higher percentage of antimicrobial resistance. In microtiter plate test (MTP), 23 strains were biofilm producers, being 4 of polysaccharide nature, 8 proteinaceous and 3 undetermined. In Congo Red Agar test, only biofilm polysaccharide producer strains showed a positive reaction. ica operon genes were detected in 23 isolates, being 17 of these classified as producers and 6 as non-biofilm producers in MTP. The frequency of other production-related biofilm genes was: embp (69%), aap (29%) and bhp (12%), no being detect a correlation between them and the production of PIA-independent biofilm. The aap (29%) and IS256 (23%) genes showed significant correlations with: biofilm production, presence of ica biofilm, biofilm+/ica+ profile, and strong level of production of biofilm. The IS256 gene was also significantly correlated with resistance to some antibiotics. Sub-MIC of ethanol (2 and / or 4%) led to an increase in biofilm production in 15 of 17 samples PIA-dependent and in the 8 PIA-independent, but did not induce biofilm production in not originally producing samples. Unlike ethanol, sub-MICs of chlorhexidine not only did not induce production as determined reduction of biofilm production in biofilm-positive samples. In PIA-dependent strains, ethanol (1%) caused an increase in the relative expression of icaAand reduced expression of icaR, in addition to increased expression of global regulators (sarA and sigB), while the PIA-independent strain showed reduction in the expression of these global regulators. Unlike ethanol, chlorhexidine (0.5 mg/mL) determined increased expression of icaR and reduction of icaA in PIA-dependent strains, besides a reduction in the expression of sarA and sigB in the PIA-independent strain. The results indicated that biofilm production was associated with some of potential virulence markers, and also evidenced some combination of these markers and resistance to certain antibiotics. The PIA-dependent strains were prevalent, highlighting, however, the encounter of significant number of PIA-independent strains. The aap, embp and bhp genes were not correlated with the production of proteinaceous biofilm, indicating the existence of other mechanisms involved in the formation of such biofilms. In PIA-dependent strains, ethanol and chlorhexidine showed opposite effects on the expression of icaA and icaR, corroborating phenotypic data previously obtained, and emphasizing the need to expand the study of chlorhexidine, in view of the potential of practical application of this finding.

Η χρήση ενδοφλέβιων καθετήρων είναι πλέον συνώνυμη με τις λοιμώξεις που προκαλούνται από στελέχη S. epidermidis. Η ικανότητα του συγκεκριμένου μικροοργανισμού να σχηματίζει βιομεμβράνες σχετίζεται άμεσα με την παθογένειά του. Ορισμένες ερευνητικές ομάδες έχουν περιγράψει κάποιους από τους μηχανισμούς σχηματισμού βιομεμβράνης καθώς και μόρια που συμμετέχουν σε αυτούς. Η ερευνητική μας ομάδα έχει απομονώσει ένα όξινο, θειωμένο πολυσακχαρίτη (20-kDa PS ή PS) ο οποίος φαίνεται να είναι ο κύριος αντιγονικός καθοριστής της εξωκυττάριας βλεννώδους στιβάδας του S. epidermidis. Αντισώματα έναντι αυτού του πολυσακχαρίτη έχει δειχθεί ότι προστατεύουν από σταφυλοκοκκική κερατίτιδα, από νεογνική βακτηριαιμία ενώ ταυτόχρονα διαχωρίζουν τα στελέχη S. epidermidis από τους υπόλοιπους πηκτάση-αρνητικούς σταφυλοκόκκους. Ένας από τους κύριους στόχους της παρούσας διατριβής ήταν η διερεύνηση του ρόλου του PS στην προσκόλληση του S. epidermidis σε ενδοθηλιακά κύτταρα. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκαν ένα πρότυπο στέλεχος S. epidermidis που παράγει τον PS (ΑΤCC35983) και ένα κλινικό στέλεχος το οποίο έχει δειχθεί ότι δεν παράγει τον συγκεκριμένο πολυσακχαρίτη. Τα αποτελέσματα που ελήφθησαν δείχνουν ότι ο PS διευκολύνει την προσκόλληση του S. epidermidis στα ενδοθηλιακά κύτταρα με δοσοεξαρτώμενο τρόπο. Παρά το γεγονός ότι ο ακριβής μηχανισμός προσκόλλησης δεν έχει βρεθεί, εντούτοις μπορεί να συσχετισθεί με το μηχανισμό πρόσδεσης των σταφυλοκόκκων μέσω των αλυσίδων γλυκοσαμινογλυκανών στα στελέχη που παράγουν τον πολυσακχαρίτη. Σε ό,τι αφορά τα στελέχη που δεν παράγουν τον PS ο προαναφερόμενος μηχανισμός συμμετέχει μερικώς στην προσκόλληση του S. epidermidis. Ο δεύτερος στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνηθεί κατά πόσο μεταβάλλεται η έκφραση ορισμένων μακρομορίων του εξωκυττάριου χώρου διότι είναι γνωστό ότι οι πρωτεογλυκάνες της κυτταρικής επιφάνειας συμμετέχουν στην προσκόλληση του S. epidermidis σε ενδοθηλιακά κύτταρα. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν τέσσερα στελέχη S. epidermidis που διέφεραν τόσο ως προς το φαινότυπο όσο και ως προς τον γονότυπο. Τα αποτελέσματα που ελήφθησαν έδειξαν ότι δεν υπάρχουν σημαντικές μεταβολές στην έκφραση των δύο κύριων πρωτεογλυκανών των ενδοθηλιακών κυττάρων, συνδεκάνης-1 και γλυπικάνης-1, σε κανένα από τα χρονικά διαστήματα που χρησιμοποιήθηκαν. Εντούτοις, τα αποτελέσματα δεν μπορούν να αποκλείσουν τη λειτουργία των πρωτεογλυκανων 202 ως γέφυρες που διευκολύνουν την πρόσδεση και τη μετέπειτα είσοδο του S. epidermidis στα ενδοθηλιακά κύτταρα. Έχει δειχθεί ότι το ενδοθήλιο διαδραματίζει σημαντικό ρόλο σε περιπτώσεις λοιμώξεων καθώς πραγματοποιείται ενεργοποίηση της έκφρασης ενός ευρέως φάσματος μορίων προσκόλλησης και εξωκυττάριου χώρου. Στην παρούσα μελέτη διερευνήθηκαν και αξιολογήθηκαν τα ειδικά προφίλ έκφρασης τέτοιων μορίων μέσω Real-Time PCR, ELISA, ανοσοφθορισμού και ζυμογραφίας. Τα αποτελέσματα που ελήφθησαν δείχνουν ότι αν και η γενική απόκριση των ενδοθηλιακών κυττάρων σε περιπτώσεις λοιμώξεων με στελέχη S. epidermidis είναι να αποικοδομήσουν τον εξωκυττάριο χώρο, τα γονίδια που ενεργοποιούνται είναι διαφορετικά και έχουν σχέση με τα στελέχη που χρησιμοποιούνται. Φαίνεται ότι τα ενδοθηλιακά κύτταρα προσπαθούν να μειώσουν τη συνοχή του εξωκυττάριου χώρου έτσι ώστε να διευκολύνουν την μετακίνηση ουδετεροφίλων στο σημείο της λοίμωξης. Μελλοντικές μελέτες στις οποίες θα χρησιμοποιηθούν γενετικά τροποποιημένα βακτηριακά στελέχη σε συν-καλλιέργειες ενδοθηλιακών κυττάρων με μακροφάγα ή μονοκύτταρα θα διευκρινήσουν τις αλληλεπιδράσεις που πραγματοποιούνται in vivo. / The use of intravenous catheters and other medical implanted devices is synonymous to Staphylococcus epidermidis infections. The ability of the specific microorganism to cause infections is directly related to its ability to form biofilms. Some of the mechanisms and molecules participating in the formation of biofilm have been elucidated. Our research group has isolated an acidic, sulfated polysaccharide (20-kDa PS or PS) that appear to be the main antigenic component of S. epidermidis extracellular mucous layer. Antibodies against this polysaccharide protect from staphylococcal keratitis, neonate bacteremia and discriminate S. epidermidis strains from other CoNS. In the present dissertation one of the major goals was to evaluate the role of PS in S. epidermidis’ adherence to human endothelial cells. A PS reference strain (ATCC35983) and a non-PS producing clinical strain were used. Results obtained showed that PS facilitates S. epidermidis’ adherence to endothelial cells in a dose dependent manner. Although the fine mechanism for such a binding is not as yet clear, it may be correlated with the staphylococcal binding through glycasaminoglycan chains at least for the strains that produce this polysaccharide. As long as the non-PS producing strains are concerned the involvement of the above mentioned mechanism has partial contribution to S. epidermidis adherence. Considering that cell surface proteoglycans are involved in S. epidermidis adherence to endothelial cells, the second major goal of this study was to examine whether gene expression of certain matrix biomacromolecules is modified in S. epidermidis infected endothelial cells as compared to non-infected ones. Four different phenotypically and genotypically strains were used. Results show no significant difference in expression of two main cell-surface proteoglycans, syndecan-1 and glypican-1, in all time points and for all strains used. These results, however, cannot exclude that proteoglycans may be the bridge facilitating S. epidermidis adherence and subsequently invasion to endothelial cells. It has been established that endothelium plays a crucial role in inflammation. This is achieved by the consequent expression of a wide variety of adhesion and extracellular matrix molecules. In the present study, the specific expression profile of such molecules was also evaluated using Real-Time PCR, ELISA, immunofluorescence and zymography. Obtained results indicate that, even though the general reaction of endothelial cells is to disintegrate the structure of the extracellular matrix, the genes activated are different with respect to the 204 strains that were used. It seems that the endothelial cells’ effort to decrease the extracellular matrix cohesion is a way to facilitate migration of macrophages at the site of infection. Future studies using genetically modified bacterial strains in cocultures of endothelial cells with macrophages or monocytes will elucidate the interactions that actually happen in vivo.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-07-29Bitstream added on 2014-06-13T20:24:19Z : No. of bitstreams: 1 lancellotti_m_dr_jabo.pdf: 3240433 bytes, checksum: 4b16953d2baee65e759a77712c2107dc (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho objetivou trazer uma contribuição aos estudos relacionados à infecção cruzada, por Staphylococcus spp, dentro do ambiente dos consultórios odontológicos, destacando as principais fontes de contaminação e o provável risco a que os profissionais e pacientes estão expostos. Foram coletadas 160 amostras de água, 300 amostras de fômites e 360 amostras das mãos (direita e esquerda) e da cavidade nasal de dentistas, auxiliares e pacientes em 40 consultórios. A determinação da contagem de Staphylococcus spp na água, pelo método de filtração em Millipore® ,mostrou que 28% não atenderam ao padrão de potabilidade estabelecidos pela American Dental Association. Dentre os consultórios estudados, os de atendimento de convênio apresentaram a maior contaminação da água (62,5%) e os consultórios particulares (36%) e de convênios (35%) apresentaram maior contaminação em relação aos fômites pesquisados. As regiões de fômites mais contaminadas foram: assento (90%), maçaneta (80%), aparelho de Rx (76%) e caneta de alta rotação (70%). A área anatômica mais contaminada foi à cavidade nasal (66%) seguido da mão esquerda (57%) e mão direita (42%). A correlação entre os isolados de Staphylococcus spp nos fômites, água e áreas anatômicas significativa, podendo ser sugerido que houve infecção cruzada nos consultórios odontológicos estudados. As cepas de Staphylococcus spp, isoladas das águas de abastecimento do equipamento odontológico, foram sensíveis aos antibióticos ciprofloxacina (97%) e vancomicina (91%) e resistentes a oxacilina (78%), enquanto, as cepas, isoladas de fômites, das mãos e cavidade nasal foram sensíveis ao antibiótico ciprofloxacina (85%) e resistentes a oxacilina (88%). / This work aimed at making a contribution to studies related to cross infection by Staphylococcus spp in the environment of dental offices, focusing on main contamination sources and possible risk for professionals and patients. There have been collected 160 samples of water, 300 samples of fomites, and 360 samples from hands (right and left) and nasal cavities of dentists, assistants, and patients in 40 dental offices. The count determination of Staphylococcus spp in water, through the Millipore® filtering method, has shown that 28% did not meet the standard of potability established by the American Dental Association. Among studied dental offices, dental care plan offices have presented the highest rate of contamination of water (62,5%), and private offices (36%) and dental care plan offices (35%) have presented the highest rate of contamination as to researched fomites. The most contaminated fomites areas were: chair (90%), door knob (80%), Rx device (76%), and high-speed handpiece (70%). The most contaminated anatomical area was the nasal cavity (66%), followed by left (57%) and right hands (42%). The correlation among isolated Staphylococcus spp in fomites, water, and anatomical areas was significant, therefore, it might be suggested that there has been cross infection in the studied dental offices. Strains of Staphylococcus spp, which had been isolated from dental equipment water, were sensible to antibiotics ciprofloxacin (97%) and vancomycin (91%), and they were resistant to oxacillin (78%); on the other hand, strains isolated from fomites in hands and nasal cavities were sensible to antibiotics ciprofloxacin (85%) and oxacillin (88%).

Apesar de ser principalmente um colonizador da pele e mucosas, Staphylococcus epidermidis, juntamente com outros estafilococos coagulase negativos, tornou-se um importante patógeno oportunista, responsável por infecções nosocomiais associadas ao uso de dispositivos implantáveis. O fator mais importante na patogênese de infecções estafilocócicas associadas a estes dispositivos é a habilidade do patógeno de formar um biofilme bacteriano, sendo que a presença dos genes ica, aap e atlE é considerada importante para a sua formação. Este estudo compara diferentes métodos para a detecção de formação de biofilme em S. epidermidis isolado de cateter venoso central (CVC). Dois métodos fenotípicos foram realizados: o teste da microplaca, considerado o padrão ouro e o teste com ágar Congo Red (ACR). No método genotípico, através da técnica de PCR, foi verificada a presença dos genes icaA, icaD, aap e atlE. Das 166 amostras analisadas, 107(64%) produziram biofilme pelo teste da microplaca, sendo 17 fortes, 23 moderadas e 67 fracas produtoras, enquanto 90(54%) produziram biofilme pelo teste com ACR. Foi verificada a presença dos genes icaA e icaD em 97% (104/107) das amostras produtoras de biofilme pela microplaca; em 77% foi identificado o gene aap e em 92% o gene atlE. Os genes icaA e icaD foram considerados os marcadores mais confiáveis na identificação molecular de biofilme porque apresentaram maior sensibilidade (97%) quando comparados com os demais genes. A ausência de genes icaA e icaD em três isolados produtores de biofilme através do teste da microplaca, chamados de “ica-independente”, sugerem a presença de um mecanismo alternativo de formação de biofilme, como a proteína Aap, que pode substituir funcionalmente PIA como uma adesina intercelular. A alta prevalência do gene atlE entre os isolados deste estudo pode ser explicada pelo fato de a proteína AtlE ser um importante fator para a aderência em superfícies plásticas como CVC. Porém a sua presença nem sempre implica em formação de biofilme. Este estudo confirma a importância do operon ica na formação do biofilme e nas infecções relacionadas a cateter, uma vez que a maioria das amostras produtoras de biofilme isoladas de CVC carreavam tal gene. / Although Staphylococcus epidermidis is essentially a colonizer of skin and mucous membranes, it has become an important opportunistic pathogen among other coagulasenegative staphylococci, and it is responsible for nosocomial infections associated to indwelling medical devices. The most important factor in the pathogenesis of staphylococcal device-related infections is the pathogen ability to produce a biofilm, and it has been demonstrated that ica, aap and atle genes are important to its production. The present study compares different detection methods of biofilm formation in isolates of S. epidermidis from central venous catheter (CVC). Two phenotypic methods were performed: the microtiter plate test, considered a golden standard, and Congo red agar test. Through a genotypic method, using the PCR technique, it was verified the presence of icaA, icaD, aap and atlE genes. Using the microtiter plate assay, biofilm formation was observed in 107 of 166 analyzed samples (64%, including 17 strong, 23 moderate and 67 weak producers) while the Congo Red agar (CRA) plate assay reveled 90 (54%) biofilm producers. The presence of icaA and icaD genes was verified in 104 of the 107 biofilm producers samples identified through the microtiter assay (97%), while 77% presented aap gene and 92% presented atlE gene. Compared to other genes, icaA and icaD presented the higher sensibility (97%) and were considered the most reliable markers for molecular identification of biofilm producers. The absence of icaA and icaD genes in three biofilm-producing isolates identified through the microtiter assay (the “ica-independent”) suggests the existence of an alternative mechanism for biofilm formation, such as the Aap protein, that can be a functionally substitute for PIA as an intercellular adhesin. The high occurrence of atlE gene among the isolates in this study may be due to AtlE protein being an important factor for adherence to plastic surfaces, such as CVC, but the presence of this gene does not always results in biofilm formation. The present study corroborate the importance of ica operon in biofilm formation and in catheter-related infections, since most of the biofilm-producing sample isolates from CVC presented these genes.