In vitro oxidant effects of D-glucosamine reduce adhesión and biofilm formation of Staphylococcus epidermidis / Los efectos oxidantes de la D-glucosamina in vitro reducen la adhesión y formación de biofilms de Staphylococcus epidermidis

ABSTRACT

Staphylococcus epidermidis is a common pathogen in medical device-associated infections. Its major pathogenic factor is the ability to form adherent biofilms. In this work, three S. epidermidis strains isolated from infected catheters were chosen with the objective of investigating the effect of D-glucosamine (D-Glu) on reactive oxygen species (ROS) production, adhesion and biofilm formation. The chemiluminescence and nitroblue tetrazolium reduction assays were used to determine ROS production by planktonic S. epidermidis and the microtiter plate assay to quantify in vitro biofilm formation. D-Glu generated a dose-dependent increase in ROS in planktonic cells with maximum stimuli at a concentration of 0.05 mM, and reduced adhesion and biofilm formation. On the other hand, glucose showed an antioxidative stress action and promoted biofilm adhesion and growth. This study suggests a potential application of D-Glu against infections associated with indwelling medical devices, since the oxidative stress caused by this hexosamine in planktonic S. epidermidis contributed to reducing biofilm formation.

RESUMEN

Staphylococcus epidermidis es un patógeno común en infecciones asociadas a dispositivos médicos. Su factor de patogenicidad más importante es la capacidad para formar biofilms. Se trabajó con tres cepas de S. epidermidis aisladas de catéteres, con las que se efectuaron ensayos de quimioluminiscencia y de reducción de azul de nitrotetrazolio, para determinar la producción de especies reactivas del oxígeno (ERO) en S. epidermidis planctónico, y ensayos dirigidos a cuantificar la formación de biofilm in vitro, empleando placas multipocillos. La D-glucosamina generó un aumento dependiente de la dosis en la producción de ERO en las células planctónicas, con un estímulo máximo a una concentración de 0,05 mM. Este aumento condμlo a la reducción de la adhesión y de la formación de biofilm. La adición de glucosa, en cambio, mostró un efecto anti estrés oxidativo y promovió la adhesión y el crecimiento de biofilm. Este estudio sugiere una posible aplicación de la D-glucosamina contra las infecciones asociadas a dispositivos médicos, ya que el estrés oxidativo provocado por esta hexosamina contribuyó a una menor formación de biofilm.