Stenotrophomonas maltophilia interferes via the DSF-mediated quorum sensing system with Candida albicans filamentation and its planktonic and biofilm modes of growth / Stenotrophomonas maltophilia interfiere a través del sistema de "quorum sensing" mediado por DSF con la filamentación y el crecimiento planctónico y en biofilm de Candida albicans

Stenotrophomonas maltophilia is a nosocomial pathogen of increasing importance. S. maltophilia K279a genome encodes a diffusible signal factor (DSF) dependent quorum sensing (QS) system that was first identified in Xanthomonas campestris pv. campestris. DSF from X. campestris is a homologue of farnesoic acid, a Candida albicans QS signal which inhibits the yeast-to-hyphal shift. Here we describe the antagonistic effects of S. maltophilia on C. albicans on filamentation as well as on its planktonic and biofilm modes of growth. To determine the role of the DSF-mediated quorum sensing system in these effects, C. albicans ATCC 10231 and C. albicans tup1 mutant, locked in the filamentous form, were grown with K279a or with its rpfF deletion mutant (DSF-). A significant reduction in viable counts of C. albicans was observed in planktonic cocultures with K279a as well as in mixed biofilms. Furthermore, no viable cells of C. albicans tup1 were recovered from K279a mixed biofilms. Fungal viability was also assessed by labeling biofilms with SYTO 9 and propidium iodide. Confocal images showed that K279a can kill hyphae and also yeast cells. Light microscopic analysis showed that K279a severely affects hyphae integrity. On the other hand, the presence of K279a rpfF did not affect fungal morphology or viability. In conclusion, we report for the first time that S. maltophilia interferes with two key virulence factors of C. albicans, the yeast-to-hyphal transition and biofilm formation. DSF could be directly responsible for these effects or may induce the gene expression involved in antifungal activity.

Stenotrophomonas maltophilia es un patógeno nosocomial de importancia creciente. El genoma de S. maltophilia K279a codifica un factor de señalización difusible (DSF), autoinductor de "quorum sensing" (QS), identificado previamente en Xanthomonas campestris pv. campestris. El DSF de X. campestris es homólogo del ácido farnesoico, señal de QS de Candida albicans, que inhibe la transición levadura-hifa. En este trabajo se describe el efecto antagónico de S. maltophilia sobre la filamentación y el crecimiento planctónico y en biofilms de C. albicans. Para determinar la participación del sistema de QS mediado por el DSF en dichos efectos, C. albicans ATCC 10231 y la mutante C. albicans tup1, que solo crece en forma filamentosa, fueron cultivadas en presencia de K279a o de su mutante K279a rpfF (DSF-). Se observó una reducción significativa del número de viables de C. albicans en cultivos planctónicos y biofilms desarrollados en presencia de K279a. Es de señalar que no se recuperaron células viables de C. albicans tup1 a partir de biofilms mixtos en presencia de K279a. Las imágenes de microscopía confocal revelaron que K279a produce la muerte de hifas y levaduras en biofilms mixtos teñidos con ioduro de propidio y SYTO 9. El análisis por microscopía óptica mostró que K279a afecta la integridad de las hifas. En cambio, la presencia de K279a rpfF no afectó la morfología ni la viabilidad fúngica. En conclusión, informamos por primera vez que S. maltophilia interfiere con dos factores de virulencia de C. albicans, la transición levadura-hifa y la formación de biofilms. Estos efectos pueden ser mediados por el DSF en forma directa o a través de la inducción de genes involucrados en la actividad antifúngica.

Antifungal activity of Stenotrophomonas maltophilia in Stomoxys calcitrans larvae / Atividade antifúngica de Stenotrophomonas maltophilia em larvas de Stomoxys calcitrans

The microbiota present in Stomoxys calcitrans larvae may assist their survival in contaminated environments through production of inhibitory substances. Bacteriological identification methods, the polymerase chain reaction (PCR) and scanning electron microscopy (SEM) were used to detect a bacterium naturally present in mucus and macerated S. calcitrans larvae. The antifungal activity was determined based on the results from disk diffusion tests on an artificial solid medium. The bacterium was identified as Stenotrophomonas maltophilia and presented antifungal activity against Beauveria bassiana sensu lato isolates CG 138, CG 228 and ESALQ 986. This result suggests that the larval microbiota is a factor that can compromise the use of B. bassiana s.l. fungus for biological control of S. calcitrans larvae.

A microbiota presente em larvas de Stomoxys calcitrans pode auxiliar na sua sobrevivência em ambientes contaminados, devido à produção de substâncias inibidoras. Métodos bacteriológicos de identificação, reação em cadeia da polimerase (PCR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram utilizados para detectar uma bactéria naturalmente presente no muco e macerado de larvas de S. calcitrans. A atividade antifúngica foi baseada nos resultados obtidos no teste de difusão em meio sólido artificial. A bactéria foi identificada como Stenotrophomonas maltophilia e apresentou atividade antifúngica contra os isolados CG 138, CG 228 e ESALQ 986 de Beauveria bassiana sensu lato. Estes resultados sugerem que a microbiota larval é um fator que pode comprometer o uso de B. bassiana s.l. no controle biológico de larvas de S. calcitrans.

Biofilm formation by Stenotrophomonas maltophilia isolates from device-associated nosocomial infections / Formación de biopelículas por aislamientos de Stenotrophomonas maltophilia recuperados de infecciones nosocomiales asociadas al uso de dispositivos médicos

Medical devices are often colonized by bacteria which may cause severe infections. The aim of this work was to evaluate biofilm formation by S. maltophilia isolates from device-associated nosocomial infections. The 13 local isolates exhibited different capacities of biofilm formation on hydrophilic and hydrophobic surfaces. All isolates formed strong biofilms in polystyrene microplates, while strong, moderate or weak biofilms were detected in borosilicate (BS) or polypropylene (PP) tubes. The proficiency of biofilm formation was better evaluated by the level of crystal violet staining expressed relative to the final culture density. The microscopic analysis of biofilms formed on glass coverslips revealed the presence of a matrix of exopolysaccharides and microcolonies typical of biofilm architecture. Isolates with increased adhesion to BS showed larger microcolonies. According to our results, twitching correlated well with attachment to the three abiotic surfaces tested, while swimming only showed a slight correlation with biofilm formation on PP. Poor correlation was observed between cell surface hydrophobicity and biofilm formation. One of the highest biofilm-producing isolates adhered to urethral catheters of different materials, and exhibited an increased resistance to oxidative stress, one of the common stresses encountered by bacteria during the infection process due to the immune response.

El objetivo de este trabajo fue evaluar la formación de biopelículas por parte de aislamientos de Stenotrophomonas maltophilia. Los 13 aislamientos locales evaluados mostraron diferente capacidad de formar biopelículas en superficies hidrofílicas e hidrofóbicas. Todos ellos formaron biopelículas fuertes en microplacas de poliestireno (PS), mientras que se observaron biopelículas fuertes, moderadas o débiles en tubos de borosilicato (BS) o polipropileno (PP). La medida del cristal violeta unido a la biopelícula expresada en función de la densidad final de los cultivos permitió una mejor evaluación de la eficiencia de formación de biopelículas. El análisis microscópico de biopelículas formadas sobre cubreobjetos mostró la presencia de una matriz de exopolisacáridos y microcolonias típicas de la arquitectura de las biopelículas. Los aislamientos con mayor adhesión a BS mostraron microcolonias de mayor tamaño. La motilidad asociada a superficies ( twitching) presentó buena correlación con la adhesión a BS, PP y PS, mientras que la motilidad asociada a flagelos solo correlacionó ligeramente con la adhesión a PP. La correlación entre la hidrofobicidad de la superficie bacteriana y la formación de biopelículas fue escasa. Uno de los aislamientos productores de biopelículas fuertes evidenció capacidad de adhesión a catéteres uretrales de diferentes materiales y mayor resistencia al estrés oxidativo.