Susceptibility to Vancomycin of Biofilm Producing Staphylococci Isolated from Tertiary Care Hospital of Nepal / Susceptibilidad a la vancomicina de estafilococos productores de biopelículas aislados del hospital de atención terciaria de Nepal

Background: Methicillin resistance and biofilm-producing Staphylococci are emerging as multidrug-resistant strains narrowing the efficacy of antimicrobial therapy. Although vancomycin is used as the drug of choice to treat such isolates, different studies worldwide have documented the emergence of strains that are intermediately susceptible or resistant to this antibiotic. Objective: The study aimed to determine the minimum inhibitory concentration of vancomycin to methicillin-resistant and biofilm-producing staphylococci isolated from different clinical specimens. Methods: 375 staphylococci isolated from different clinical specimens over one year were included in the study. Biofilm formation was determined by the Tissue culture plate method (TCP), and ica genes were identified by Polymerase Chain Reaction (PCR). Antibiotic susceptibility and methicillin resistance were done following Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) guidelines. The minimum inhibitory concentration (MIC) of vancomycin in all isolates was determined by the agar dilution method. Results:Among 375 Staphylococci studied, 43% and 57% represented S. aureus and Coagulase-Negative Staphylococci (CNS), respectively. The rate of Methicillin-Resistant S. aureus (MRSA) and Methicillin-Resistant Coagulase Negative Staphylococci (MRCNS) were 81.4% and 66.8% respectively and determined by the disc diffusion method. The most potential antibiotics were tetracycline and chloramphenicol showing sensitivity to more than 90% isolates. The Minimum Inhibitory Concentration (MIC) value of oxacillin for staphylococci ranged from 0.125-32 µg/ml. Oxacillin agar diffusion method showed 51.6% and 79.9% isolates as MRSA and MRCNS, respectively, revealing a very high percentage of S. aureus and CNS isolates as methicillin-resistant. All isolates had susceptible vancomycin MICs that ranged from 0.125-2 µg/ml. Two S. aureus isolated from Central Venous Catheter (CVC) and catheter specimens were detected with intermediate susceptibility to vancomycin. Similarly, three CNS isolated from blood, CVC, and wound/pus (w/p) were intermediately susceptible to vancomycin. Strong biofilm formation was observed in 22.1% of clinical isolates, and the ica gene was detected among 22.9% of isolates. Only one S. aureus detected as a biofilm producer by the TCP method was found to have intermediate susceptibility to vancomycin. Conclusions: The increment in vancomycin MIC among methicillin-resistant and biofilm-producing staphylococci is alarming. Strict control measures to prevent methicillin-resistant isolates spread and routine surveillance for vancomycin-resistant isolates must be incorporated in hospitals to prevent antimicrobial treatment failure

Antecedentes: Los estafilococos resistentes a la meticilina y productores de biopelículas están surgiendo como cepas multirresistentes que reducen la eficacia del tratamiento antimicrobiano. Aunque la vancomicina se utiliza como fármaco de elección para tratar dichos aislados, diferentes estudios realizados en todo el mundo han documentado la aparición de cepas intermedias susceptibles o resistentes a este antibiótico. Objetivo: El estudio tenía como objetivo determinar la concentración mínima inhibitoria de la vancomicina para los estafilococos resistentes a la meticilina y productores de biofilm aislados de diferentes muestras clínicas. Métodos: Se incluyeron en el estudio 375 estafilococos aislados de diferentes muestras clínicas durante un año. La formación de biopelículas se determinó mediante el método de la placa de cultivo de tejidos (TCP), y los genes ica se identificaron mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La susceptibilidad a los antibióticos y la resistencia a la meticilina se realizaron siguiendo las directrices del Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). La concentración inhibitoria mínima (MIC) de vancomicina en todos los aislados se determinó por el método de dilución en agar. Resultados:Entre los 375 estafilococos estudiados, el 43% y el 57% representaban S. aureus y estafilococos coagulasa-negativos (ECN), respectivamente. La tasa de S. aureus resistente a la meticilina (SARM) y de estafilococos coagulasa negativos resistentes a la meticilina (ECNM) fue del 81,4% y el 66,8%, respectivamente, y se determinó por el método de difusión de discos. Los antibióticos más potenciales fueron la tetraciclina y el cloranfenicol, que mostraron una sensibilidad superior al 90% de los aislados. El valor de la concentración inhibitoria mínima (CIM) de la oxacilina para los estafilococos osciló entre 0,125-32 µg/ml. El método de difusión en agar de la oxacilina mostró que el 51,6% y el 79,9% de los aislados eran SARM y MRCNS, respectivamente, lo que revela que un porcentaje muy elevado de los aislados de S. aureus y CNS son resistentes a la meticilina. Todos los aislados tenían MIC de vancomicina susceptibles que oscilaban entre 0,125-2 µg/ml. Se detectaron dos S. aureus aislados de muestras de catéteres venosos centrales (CVC) y catéteres con una susceptibilidad intermedia a la vancomicina. Del mismo modo, tres S. aureus aislados de sangre, CVC y herida/pus (w/p) fueron intermedianamente susceptibles a la vancomicina. Se observó una fuerte formación de biopelículas en el 22,1% de los aislados clínicos, y se detectó el gen ica en el 22,9% de los aislados. Sólo un S. aureus detectado como productor de biopelículas por el método TCP resultó tener una susceptibilidad intermedia a la vancomicina. Conclusiones: El incremento de la MIC de vancomicina entre los estafilococos resistentes a la meticilina y productores de biofilm es alarmante. Para evitar el fracaso del tratamiento antimicrobiano, deben incorporarse en los hospitales medidas de control estrictas para prevenir la propagación de los aislados resistentes a la meticilina y una vigilancia rutinaria de los aislados resistentes a la vancomicina

Producción de biofilm y presencia de genes icaABCD en cepas de Staphylococcus aureus aisladas de leche cruda / Biofilm production and presence of genes icaABCD in Staphylococcus aureus strains isolated from raw milk

En la patogénesis de la mastitis estafilocócica, el biofilm se considera un marcador de virulencia que permite la adherencia del microorganismo al epitelio mamario. Con la finalidad de determinar la producción de biofilm y detectar la presencia de genes icaABCD, se analizaron 30 cepas de S. aureus aisladas de leche cruda obtenida de vacas con mastitis subclínica. El biofilm se determinó por el método cuantitativo sobre microplacas de cultivo celular y los genes icaABCD por reacción en cadena de la polimerasa. En 96,67% de las cepas de S. aureus se observó producción de biofilm. De éstas 43,34% fueron fuertes productoras, 30,00% moderadas productoras, 23,33% débiles productoras y 3,33% no productoras de biofilm. La totalidad de los genes icaADCD se obtuvo en 6,66% de los aislamientos. Todas las cepas, excepto una, presentaron icaA o icaD. En 56,66% de los aislamientos se identificaron genes icaA/icaD. En todas las cepas productoras de biofilm se identificaron genes del operón icaABCD, lo cual evidencia que poseen un factor de virulencia que facilita su persistencia en el tejido mamario. Además, el biofilm constituye una fuente de contaminación microbiana que puede conducir a fallas en los procesos de producción que generen problemas de inocuidad de los alimentos.

In the pathogenesis of staphylococcal mastitis the biofilm is considered a marker of virulence that allows the adhesion of the microorganism to the mammary epithelium. In order to determine the production of biofilm and the presence of icaABCD gene, 30 S. aureus strains isolated from raw milk obtained from cows with subclinical mastitis were analyzed. Biofilm production was determined by the quantitative method on microplates for cell culture and the presence of genes icaABCD by polymerase chain reaction. Biofilm production was observed in 96.67% of strains of S. aureus. These 43.34% were strong producers, 30.00% producing moderate, 23.33% weak producers and 3.33% non producing biofilm. All of the icaABCD genes was obtained at 6.66% of the isolates. All strains, except one, presented icaA or icaD. 56,66% of isolates identified genes icaA/icaD. The icaABCD operon genes were identified in all biofilm-producing strains, which demonstrates that they possess a virulence factor that facilitates its persistence in the breast tissue. In addition, the biofilm is a source of microbial contamination which can lead to failures in production processes that generate problems of food safety.