Antibacterial Activity of Zinc Oxide Nanoparticles in Self- Curing Acrylic Resin Against Streptococcus mutans

ABSTRACT: Antibacterial activity of zinc oxide nanoparticles in self-curing acrylic resin against Streptococcus mutans. The main objective of this study was to investigate whether nanoparticles of zinc oxide (ZnO) in self-curing acrylic resin, hav e antimicrobial properties against Streptococcus mutans, one of the microorganisms involved in the development of caries. Self- cured acrylic resin samples were prepared by incorporating ZnO nanoparticles at different concentrations based on the minimum inhibitory concentration (MIC) for Streptococcus mutans ATCC 25175. Antibacterial activity against a biofilm was evaluated in samples that were aged in artificial saliva for different times using spectral confocal laser microscopy and scanning electron microscopy. Kruskal-Wallis test using IBM SPSS Statistics version 23.0 software (SPSS Inc. ®, Chicago, IL, United States) were used, establishing the value of p <0.05 for statistical significance. The volume of the total biomass that formed in the samples aged for one day was significantly lower than the volume of the total biomass that was formed in those aged for additional days (p <0.001). Electron microscopy analysis revealed high porosity surfaces in all samples. Bacterial clusters wer e located next to large pores and irregular surfaces, while smooth surfaces had defined and linear organization cocci or simple chains. Considering the limitations of this study, the results suggest that the antibacterial activity of ZnO nanoparticles add ed to self-curing acrylic (ALIKE) is effective, mainly in fresh 1-day samples, independent of their concentration, and in samples with 16 MIC aged for 14 days, indicating it does not lose its antibacterial activity despite setting for more days. In addition, the ZnO nanoparticles added to ALIKE have the ability to inhibit the formation of biofilms, although they do not minimize the number of viable bacteria.

RESUMEN: El objetivo principal de este estudio fue investigar si nanopartículas de óxido de zinc (ZnO), incorporadas a acrílico acrilico de autocurado, tienen propiedades antimicrobianas contra Streptococcus mutans, uno de los microorganismos implicados en el desarrollo de caries. Se prepararon muestras de resina acrílica autopolimerizada mediante la incorporación de nanopartículas de ZnO a diferentes concentraciones basadas en la concentración mínima inhibitoria (MIC) para Streptococcus mutans ATCC 25175. Se evaluó la actividad antibacteriana contra una biopelícula en muestras envejecidas en saliva artificial para diferentes tiempos utilizando espectros microscopía láser confocal y microscopía electrónica de barrido. Se utilizó la prueba de Kruskal-Wallis utilizando el software IBM SPSS Statistics versión 23.0 (SPSS Inc. ®, Chicago, IL, Estados Unidos), estableciendo el valor de p <0,05 para la significancia estadística. El volumen de la biomasa total que se formó en las muestras envejecidas durante un día fue significativamente menor que el volumen de la biomasa total que se formó en las envejecidas durante días adicionales (p <0,001). El análisis de microscopía electrónica reveló superficies de alta porosidad en todas las muestras. Los cúmulos bacterianos se ubicaron junto a poros grandes y superficies irregulares, mientras que las superficies lisas tenían cocos o cadenas simples de organización lineal y definida. Considerando las limitaciones de este estudio, los resultados sugieren que la actividad antibacteriana de las nanopartículas de ZnO agregadas al acrílico autopolimerizable (ALIKE) es efectiva, principalmente en muestras frescas de 1 día, independientemente de su concentración, y en muestras con 16 MIC envejecidas para 14 días, lo que indica que no pierde su actividad antibacteriana a pesar de estar fraguada durante más días. Además, las nanopartículas de ZnO añadidas a ALIKE tienen la capacidad de inhibir la formación de biopelículas, aunque no minimizan el número de bacterias viables.

Carbapenemasas en aislamientos de Pseudomonas aeruginosa resistentes a carbapenémicos aisladas en hospitales de Chile

Resumen Introducción: La resistencia a carbapenémicos mediada por carbapenemasas en Pseudomonas aeruginosa es un mecanismo importante; sin embargo, la pérdida de la porina OprD continúa siendo el mecanismo más frecuente. Objetivo: Determinar la proporción de aislados de P. aeruginosa, resistentes a imipenem y/o meropenem, productores de carbapenemasas, el tipo de enzima producida y la relación genética entre los aislados. Material y Métodos: Se incluyó 113 aislados resistentes al menos a un carbapenémico, provenientes de 12 hospitales de 9 ciudades de Chile. Adicionalmente se determinó la susceptibilidad a ceftazidima, amikacina, gentamicina, piperacilina/tazobactam, ciprofloxacina y colistina. Se realizó Carba NP y en los aislados positivos (n: 61) se detectó genes de carbapenemasas por RPC. Los aislados fueron tipificados por restricción con SpeI y PFGE. Resultados: No todos los aislados presentan carbapenemasas, y sólo en 61/113 de ellos (54%) se amplificó blaKPC (32) o blaVIM (29). En ninguno de los aislados se encontró co-portación de ambos genes. Los pulsotipos indican que no hay diseminación clonal de los aislados, evidenciando una importante diversidad genética. Conclusiones: Los aislados de P. aeruginosa productores de carbapenemasas, obtenidos en hospitales de Chile, portan genes blaKPC y blaVIM y, en su mayoría, son policlonales. Estos resultados ponen énfasis en la importancia de realizar estudios epidemiológicos con mayor número de aislados que permitan conocer mejor la epidemiología de P. aeruginosa productoras de carbapenemasas en Chile.

Abstract Background: Carbapenem resistance mediated by carbapenemases in Pseudomonas aeruginosa is an important mechanism; however, loss of porin OprD remains as the most frequent. Aim: To determine the proportion of P. aeruginosa isolates, resistant to imipenem and/or meropenem, producing carbapenemases, the type of enzyme produced and the genetic relationship between the isolates. Methods: One hundred and thirteen resistant to at least one carbapenem isolates, obtained in 12 hospitals and 9 cities in Chile were studied. Additionally, susceptibility to ceftazidime, amikacin, gentamicin, piperacillin/tazobactam, ciprofloxacin and colistin was determined. Carba NP was performed and in the positive isolates carbapenemase genes were detected by PCR. The isolates were typified by restriction with SpeI and PFGE. Results: Not all isolates produce carbapenemases, and only in 61/113 of them (54%) the blaKPC (32) or blaVIM (29) was amplified. In none of the isolates was found the coharboring of both genes. The pulsotypes indicated no clonal dissemination of the isolates, evidencing an important genetic diversity. Conclusions: P. aeruginosa isolates producing carbapenemases, obtained in Chilean hospitals carry blaKPC and blaVIM genes and, mostly, are polyclonal. These results emphasize the importance of carrying out epidemiological studies with a greater number of isolates to allow a better understanding of the epidemiology of carbapenemase-producing P. aeruginosa in Chile.

Antibiotic resistance of Enterococcus faecalis from persistent endodontic infections / Resistencia antibiótica de Enterococcus faecalis provenientes de infecciones endodónticas persistentes

Enterococci are important nosocomial pathogens due to their intrinsic multiresistance and the acquisition of new antibiotic resistance genes (ARG). Enterococcus faecalis has been shown to be one of the main pathogens in persistent endodontic infections, therefore, the main objective of this study was to evaluate the phenotype and resistance genotype of strains of E. faecalis isolated from teeth with persistent endodontic lesions, to the most commonly prescribed antibiotics in dentistry. Thirteen strains of E. faecalis of different pulsotype were analyzed to evaluate the susceptibility to antibiotics, amoxicillin, amoxicillin/clavulanic acid, tetracycline, erythromycin and metronidazole, using the Epsilometer test (E- test) and the presence of beta-lactamases with nitrocefin test. Finally, the detection of ARG was performed with a molecular polymerase chain reaction (PCR) technique and confirmed by the sequencing of the amplification products. Fisher's exact test was used, using 95 % confidence. Regarding the phenotype of resistance, the evaluated strains, independent of the pulsotype, were totally resistant to the action of metronidazole. Antibiotics with higher minimum inhibitory concentration (MIC) after metronidazole include tetracycline and erythromycin. In contrast, lower MIC are applied to the combination of amoxicillin with clavulanic acid. The nitrocefin test was positive only in one strain. Genotypically, two genetically distant strains isolated from a single patient, presented a genotype of resistance to erythromycin, determined by the presence of the ermB gene. No statistically significant relationship was found between phenotypic resistance and the presence of ARG in relation to erythromycin (p> 0.05). It was concluded that isolates of E. faecalis from persistent endodontic infections showed phenotypes of resistance to several antimicrobial agents, all of which were susceptible to amoxicillin/clavulanic acid. Periodic evaluation of susceptibility to antibiotics is suggested as an important practice for the surveillance of antibiotic resistance in oral strains.

Los enterococos son importantes patógenos nosocomiales debido a su multi resistencia intrínseca y la adquisición de nuevos genes de resistencia a los antibióticos (ARG). Enterococcus faecalis es uno de los principales patógenos en infecciones endodónticas persistentes, por lo tanto, el objetivo principal de este estudio fue evaluar el fenotipo y el genotipo de resistencia de cepas de E. faecalis aisladas de dientes con lesiones endodóncicas persistentes, a los antibióticos comúnmente recetados en odontología. Se analizaron 13 cepas de E. faecalis de diferentes pulsotipos para evaluar la susceptibilidad a los antibióticos, amoxicilina, amoxicilina / ácido clavulánico, tetraciclina, eritromicina y metronidazol, utilizando la prueba de Epsilometría (E-test) y la presencia de beta-lactamasas con prueba de nitrocefina. Finalmente, la detección de ARG se realizó con una técnica molecular de reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y se confirmó mediante la secuenciación de los productos de amplificación. Se utilizó la prueba exacta de Fisher, con un 95 % de confianza. En cuanto al fenotipo de resistencia, las cepas evaluadas, independientes del pulsotipo, fueron totalmente resistentes a la acción del metronidazol. Los antibióticos con los valores más altos de concentración mínima inibitoria (CMI) después del metronidazol incluyen tetraciclina y eritromicina. En contraste, las CMI mas bajas se aplican a la combinación de amoxicilina con ácido clavulánico. La prueba de nitrocefina fue positiva solo en una cepa. Genotípicamente, dos cepas distantes genéticamente, aisladas de un mismo paciente fueron positivas para el gen ermB. No se encontró una relación estadísticamente significativa entre la resistencia fenotípica y la presencia de ARG en relación con la eritromicina (p> 0,05). Se concluyó que los aislamientos de E. faecalis de infecciones endodónticas persistentes mostraron fenotipos de resistencia a varios agentes antimicrobianos, todos los cuales fueron susceptibles a amoxicilina / ácido clavulánico. Se sugiere una evaluación periódica de la susceptibilidad a los antibióticos como una práctica importante para la vigilancia de la resistencia a los antibióticos en las cepas orales.

Bases moleculares de la resistencia a meticilina en Staphylococcus aureus / Molecular basis of methicillin-resistance in Staphylococcus aureus

Resumen Desde el inicio de la era antimicrobiana se han ido seleccionando gradualmente cepas de Staphylococcus aureus resistentes a antimicrobianos de amplio uso clínico. Es así como en 1960 se describen en Inglaterra las primeras cepas resistentes a meticilina, y algunos años después son informadas en hospitales de Chile. Actualmente, S. aureus resistente a penicilinas antiestafilocóccicas es endémico en los hospitales de nuestro país y del mundo, siendo responsable de una alta morbimortalidad. La resistencia es mediada habitualmente por la síntesis de una nueva transpeptidasa, denominada PBP2a o PBP2' que posee menos afinidad por el β-lactámico, y es la que mantiene la síntesis de peptidoglicano en presencia del antimicrobiano. Esta nueva enzima se encuentra codificada en el gen mecA, a su vez inserto en un cassette cromosomal con estructura de isla genómica, de los cuales existen varios tipos y subtipos. La resistencia a meticilina se encuentra regulada, principalmente, por un mecanismo de inducción de la expresión del gen en presencia del β-lactámico, a través de un receptor de membrana y un represor de la expresión. Si bien se han descrito mecanismos generadores de resistencia a meticilina mec independientes, son categóricamente menos frecuentes.

Staphylococcus aureus isolates resistant to several antimicrobials have been gradually emerged since the beginning of the antibiotic era. Consequently, the first isolation of methicillin-resistant S. aureus occurred in 1960, which was described a few years later in Chile. Currently, S. aureus resistant to antistaphylococcal penicillins is endemic in Chilean hospitals and worldwide, being responsible for a high burden of morbidity and mortality. This resistance is mediated by the expression of a new transpeptidase, named PBP2a or PBP2', which possesses lower affinity for the β-lactam antibiotics, allowing the synthesis of peptidoglycan even in presence of these antimicrobial agents. This new enzyme is encoded by the mecA gene, itself embedded in a chromosomal cassette displaying a genomic island structure, of which there are several types and subtypes. Methicillin resistance is mainly regulated by an induction mechanism activated in the presence of β-lactams, through a membrane receptor and a repressor of the gene expression. Although mec-independent methicillin resistance mechanisms have been described, they are clearly infrequent.

¿Se debe revisar la determinación de la CIM de colistín en Acinetobacter baumannii? / The colistin MIC determination in Acinetobacter baumannii, Should it be reviewed?

Currently, there is a controversy in how to determine the minimal inhibitory concentration (MIC) of colistin against Acinetobacter baumannii. We compared three methods, concluding that the addition of Tween-80 (0.002%) to Müller-Hinton broth in the microdilution method could improve MIC determination and it could reduce false resistance.