Determinación de factores de adhesión asociados a la formación de biopelícula en aislamientos clínicos de Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis / Determination of adhesion factors associated with biofilm formation in clinical isolates of Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis

Resumen Los factores de adhesión son determinantes de virulencia que se expresan en microorganismos que tienen la capacidad de formar biopelícula, contribuyendo a la gravedad de infecciones intrahospitalarias. Dentro de estos componentes de la superficie microbiana que reconocen moléculas de adhesión de matriz conocidas como MSCRAMMs, se incluyen el factor de unión a fibronectina A y B, (FnbA y B) factor de aglutinación A y B (ClfA y B) y factor de unión a fibrinógeno (Fib), que se han descrito en Staphylococcus aureus y reaccionan con proteínas de la matriz extracelular humana. El objetivo de este estudio fue determinar la presencia de estos factores de adhesión relacionados con la formación de biopelicula en Staphylococcus. Método. Se caracterizaron fenotípica y genotípicamente 30 aislamientos clínicos de Staphylococcus aureus y Staphylococcus epidermidis, provenientes de pacientes inmunocomprometidos en tres instituciones hospitalarias de Bogotá. La producción de Biopelícula se determinó mediante Rojo Congo y Cristal violeta y mediante PCR convencional y múltiplex se amplificaron los genes FnbA y B, ClfA y B y Fib, así como los genes del operón ica ADBC. Resultados. Todos los aislamientos clínicos fueron positivos genotípica y fenotípicamente para la producción de Biopelícula, encontrándose la presencia del operón completo en el 88.9%, los factores ClfA y ClfB en un 70%; Fib en un 60%, FnbB en un 23% y FnbA en el 17%. Conclusiones. En este estudio se evidenció la presencia de estos factores de virulencia en S. epidermidis, los cuáles hasta el momento se han reportado únicamente en S.aureus. Este hallazgo es importante ya que se sugiere la relación con transferencia horizontal de genes entre estas especies, siendo el S. epidermidis un importante reservorio genético, y un importante patobionte causal de infecciones nosocomiales, asociado con dispositivos médicos.

Abstract Adhesion factors are virulence determinants that are expressed in microorganisms with the ability to form biofilms, contributing to the severity of nosocomial infections. Among these microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules (MSCRAMMs), are fibronectin binding A and B (fnbA and B) clumping A and B (ClfA and B) and fibrinogen binding (Fib) factors. All of these have been described in Staphylococcus aureus and react with human extracellular matrix proteins. The goal of this study was to determine adhesion factors related to the biofilm formation in Staphylococcus. Method. For these purpose, 30 clinical isolates of Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis, from immunocompromised patients in three hospitals in Bogotá were characterized both, genotypically and phenotypically. The biofilm formation was determined through Congo Red and Violet Crystal and the genes FnbA, B, ClfA, B, Fib and operon ica ADBC were amplified through conventional and multiplex PCR. Results. Every clinical isolate were genotypically and phenotypically positive for the biofilm formation, being found the presence of the whole ica ADBC operon in 88,9%. The ClfA and ClfB were found by 70%; Fib 60%, fnbB 23% and 17% offnbA. Conclusions. This study proved the presence of these virulence factors in S. epidermidis, which so far have only been reported in S. aureus. This finding is important because it suggestes the relationship with horizontal gene transfer between these species, being the S. epidermidis an important genetic reservoir and a causal patobiont of nosocomial infections associated with medical devices.

Aislamientos de Staphylococcus aureus sensibles a meticilina relacionados genéticamente con el clon USA300, ¿origen de los aislamientos SARM de genotipo comunitario en Colombia? / Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus isolates related to USA300 clone: Origin of community-genotype MRSA in Colombia?

Introducción. USA300 es un linaje genético que se encuentra en aislamientos de Staphylococcus aureus sensibles (SASM) y resistentes a meticilina (SARM). Actualmente, en Colombia las infecciones por SARM en hospitales y en la comunidad son causadas principalmente por un clon con genotipo comunitario (SARM-GC) relacionado genéticamente con el clon USA300. El origen de esta variante es aún desconocido. Objetivo. Identificar y caracterizar aislamientos de S. aureus resistentes y sensibles a meticilina con el fin de aportar información para establecer un posible origen de los aislamientos SARM-GC en Colombia. Materiales y métodos. Se realizó una caracterización de aislamientos SASM relacionados con el clon USA300 detectados a partir de un análisis de 184 aislamientos de S. aureus (90 SARM y 94 SASM) causantes de infecciones. La relación genética de los aislamientos se determinó por electroforesis en gel de campo pulsado (PFGE), tipificación de secuencias multilocus (MLST) y tipificación del gen de la proteína A ( spa ). Resultados. De los 184 aislamientos, 27 (14,7 %) presentaron características moleculares y relación genética con el clon USA300, y de ellos, 18 fueron SARM y nueve fueron SASM. Todos los aislamientos SARM relacionados con este clon albergaban un casete estafilocócico cromosómico mec (SCC mec ) IVc (3.1.2). En ningún aislamiento SASM se detectaron secuencias remanentes de SCC mec o una duplicación del sitio att B que evidenciaran la pérdida del casete. Conclusión. El origen de los aislamientos SARM-GC en Colombia probablemente se encuentre en la diseminación de clones SASM relacionados con el clon USA300 que adquirieron el SCC mec IVc posteriormente.

Introduction: USA300 is a genetic lineage found both in methicillin-resistant (MRSA) and methicillin-sensitive Staphylococcus aureus (MSSA) isolates. In Colombia, hospital and community MRSA infections are caused by a USA300-related community genotype MRSA (CG-MRSA) clone. The genetic origin of this clone is unknown yet. Objective: To identify and characterize methicillin-resistant (MRSA) and methicillin-sensitive S. aureus (MSSA) isolates in order to improve the information about the origin of the CG-MRSA isolates in Colombia. Materials and methods: USA300-related MSSA isolates were detected and characterized from a study of 184 S. aureus isolates (90 MRSA and 94 MSSA) recovered from infections. The genetic relatedness of the isolates was established by means of pulsed field gel electrophoresis (PFGE), multilocus sequence typing (MLST) and protein A gene typification ( spa typing). Results: Among 184 isolates, 27 (14.7%) showed molecular characteristics and genetic relationship with the USA300 clone, of which 18 were MRSA and nine were MSSA. All USA300-related MRSA harbored Staphylococcal cassette chromosome mec (SCC mec ) IVc (3.1.2). In the MSSA isolates, SCC mec remnants or att B duplicate sites were not detected. Conclusions: In Colombia, the CG-MRSA isolates probably originated in the dissemination of an USA300-related MSSA clone which later acquired SCC mec IVc.

Design of two molecular methodologies for the rapid identification of Colombian community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolates / Diseño de dos metodologías moleculares para la rápida identificación de aislamientos de Staphylococcus aureus resistente a meticilina asociados a la comunidad en Colombia

Introduction. Community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus (CA-MRSA) infections are found with increasing the frequency, both in healthy individuals in the community and in hospitalized patients. In Colombia and the Andean region, CA-MRSA isolates have a genetic background that is related to the pandemic USA300 clone. Objective. Two molecular methods are designed and standardized for the rapid differentiation of Colombian community-acquired and hospital-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus (HA-MRSA) isolates. Materials and methods. Two molecular methods were standardized for the identification of CA-MRSA isolates. The first method was based on the differential digestion of the carbamate kinase (arcC)and guanylate kinase (gmk) genes in the sequences type 5 (ST5) in the HA-MRSA isolates and 8 (ST8) in the CA-MRSA isolates. The second method was based on the PCR amplification of 5 specific virulence factors found in CA-MRSA and HA-MRSA isolates. The specificity and precision of each method were evaluated using 237 clinical MRSA isolates. Results. The first method identified 100% and 93.2% of the CA-MRSA and HA-MRSA isolates, respectively. The second method also correctly identified the two isolates types (CA-MRSA and HA-MRSA). Conclusions. These two methods are a convenient alternative for the rapid identification of the CA-MRSA isolates, compared with other techniques such as pulsed field gel electrophoresis and multilocus sequence typing, which are time-consuming and more expensive.

Introducción. Los aislamientos de Staphylococcus aureus resistente a la meticilina asociado a la comunidad (SARM-AC), están aumentando la frecuencia de infecciones en personas sanas de la comunidad y en pacientes hospitalizados. En Colombia y en la región andina estos aislamientos tienen un componente genético relacionado con el clon pandémico USA300. Objetivo. Diseñar y estandarizar dos metodologías para la diferenciación rápida de aislamientos colombianos de S. aureus resistente a la meticilina asociado a la comunidad de los asociados al hospital (SARM-AH). Materiales y métodos. Se estandarizaron dos metodologías moleculares para la identificación de aislamientos de S. aureus resistente a la meticilina asociado a la comunidad. La primera se basa en la digestión diferencial con tres enzimas de restricción de los genes cinasa de carbamato (arcC)y cinasa de guanilato (gmk)para los tipos de secuencia 5 (ST5) y 8 (ST8), correspondientes a aislamientos de S. aureus resistente a la meticilina asociado al hospital y asociado a la comunidad, respectivamente. La segunda se basa en la amplificación por reacción en cadena de la polimerasa de cinco factores de virulencia que se encuentran de manera diferencial en estos aislamientos. Las dos metodologías fueron validadas en 237 aislamientos clínicos de S. aureus resistente a la meticilina. Resultados. Con la primera metodología se identificaron el 100 % y 93,2 % de los aislamientos de S. aureus resistente a la meticilina asociado a la comunidad y asociado al hospital, respectivamente. Con la segunda metodología se identificaron correctamente los dos tipos de aislamientos. Conclusiones. Estas dos metodologías son una buena alternativa en términos de ahorro en tiempo y dinero comparadas con otras técnicas, como la electroforesis en campo pulsado y la tipificación de secuencias multilocus para la rápida identificación de aislamientos de S. aureus resistente a la meticilina asociado a la comunidad en Colombia.

Neumonía necrosante por Staphylococcus aureus extrahospitalario resistente a la meticilina: reporte de dos casos en Colombia / Necrotizing pneumonia by community-acquired, methicillin-resistant Staphylococcus aureus in Colombia

En los últimos años se ha informado la aparición de Staphylococcus aureus resistente a la meticilina como causa de infecciones extrahospitalarias graves. En Colombia, en el 2006, se publicó el primer reporte de S. aureus como causa de infección de piel y tejidos blandos; en esta ocasión, presentamos el primer reporte de neumonía necrosante con etiología por S. aureus, en dos pacientes adultos que se caracterizaron por presentar progresión clínica rápida, estancia prolongada en cuidados intensivos y complicación de la neumonía con aparición de empiema. Ambos desarrollaron falla renal aguda, por lo que fueron manejados con linezolide, con adecuada respuesta clínica. Con la caracterización molecular de los aislamientos se confirmó la presencia del gen mecA que porta el casete SCCmec tipo IV y la producción de la toxina leucocidina Panton-Valentine.

The emergence of community-acquired methicillin-resistant Staphylococcus aureus (CA-MRSA) as a cause of severe infections has been described in the recent years. In 2006, the first report of skin and soft tissue infection by CA-MRSA was published in Colombia. Herein, two additional cases of CA-MRSA are reported with a clinical course characterized by rapid progression, prolonged stay in the intensive care unit and complication of pneumonia with the onset of empyema. Both adult patients developed acute renal failure, and were treated with linezolide; the subsequent clinical response showed adequate treatment response. Molecular characterization of the isolates indicated the presence of the mecA gene carrying the cassette SCCmec type IV and the production of the toxin panton-valentine leukocidin.

Aislamiento de Staphylococcus epidermidis portador de integrón clase 1en un paciente con sepsis neonatal / Isolation of Staphylococcus epidermidis strain carrier of the class one integron in a septic neonatal patient

Objetivo. Determinar la presencia y secuencia del integrón clase I en un aislamiento clínico de Staphylococcus epidermidis proveniente de un neonato con diagnóstico de sepsis. Materiales y métodos. En una cepa de S. epidermidis, aislada de una muestra de hemocultivo de un neonato, se realizaron las pruebas de identificación microbiológica, susceptibilidad antimicrobiana y la caracterización molecular de los genes aac6'-aph2'', mecA, el gen de la integrasa intI1 y el gen casete aac6'. Resultados. Se identificó el gen de la integrasa intl1 y mediante secuenciación de nucleótidos se encontró una homología del 78% con las secuencias reportadas en la base de datos del NCBI para bacterias Gram negativas. También se evidenció el casete genético aac6' presente dentro del integrón clase 1, el cual acetila los aminoglucósidos para conferir resistencia a este antibiótico; como parte de la caracterización molecular se encontró la presencia del gen (aac6'-aph2''), que codifica para una enzima bifuncional que inactiva a los aminoglucósidos, y el gen mecA que confiere resistencia a los ß-lactámicos. En las pruebas de susceptibilidad se encontró resistencia a ampicilina, oxacilina y gentamicina. Conclusiones. Se reporta por primera vez en Colombia, la secuencia del gen de la integrasa intl1 en un aislamiento de S. epidermidis, proveniente de un recién nacido con sepsis neonatal de la unidad de cuidados intensivos en un hospital de tercer nivel de Bogotá. Esta integrasa ha sido relacionada sólo en integrones clase 1, los cuales se han asociado a multirresistencia en aislamientos clínicos en bacterias Gram negativas. El hallazgo de este mecanismo de resistencia, en el presente estudio realizado en una bacteria Gram positiva, sugiere la relación con transferencia horizontal de genes de resistencia entre especies, efectuado mediante la...

Objective: To determine the presence and the sequence of the class one integron in a Staphylococcus epidermidis strain isolated from a septic neonatal patient. Materials and methods: The S. epidermidis strain was isolated from a blood culture of a newborn. The microbiological identification, test of sensitivity and molecular characterization of the integrase gene int/1, the cassette gene aac6; aac6'aph2'' resistant gene to aminoglycoside antibiotics and mecA gene resistant to ß-lactamics were realized. Results: The nucleotide sequence of the integrase gen intl1 in S. epidermidis is reported, which showed a 78% similarity to the reported sequence of the NCBI data base in Gram negative bacteria. The gene cassette aac6 aac6' (aminoglycoside acetilation) was also identified within the class one integron confering aminoglycoside resistance. Through molecular characterization we also found the aminoglycoside ß-lactamics resistance genes (aac6'aph2'y mecA'); the susceptibility tests showed resistance to ampicilin, oxacilin and gentamicin. Conclusions: The nucleotide sequence of the integrase gen int/1 is reported for the first time in Colombia in a S. epidermidis strain isolated from a septic neonatal patient, at the neonatal care unit of a third level hospital in Bogotá. This integrase in class one integron was reported, which has shown multiresistance association in clinical isolates in Gram negative bacteria. The resistance mechanism found during this approach realized in Gram negative bacteria showed the evidence of an interspecies horizontal transfer especially by gene transfer or by moving elements such as integrons and gene cassettes.The molecular character of the causing agent of sepsis is important for epidemiological control of the infection and treatment in the newborn.