Comparison of antibiotic resistance and virulence factors in pigmented and Non-pigmented Pseudomonas aeruginosa / Comparación de la resistencia antibiótica y los factores de virulencia en las Pseudomonas aeruginosa pigmentadas y no pigmentadas

ABSTRACT

OBJECTIVES: Pseudomonas aeruginosa produces multiple virulence factors that have been implicated in pathogenesis and quorum sensing. The aim of this study was to determine differences in the virulence factors of pigmented and non-pigmented P aeruginosa isolates. METHODS: Associations were assessed between pigment production (pyocyanin and pyoverdin) and production of DNase, elastase, lipase, protease, siderophore, twitching motility, antibiotic resistance patterns and virulence-associated genes in 57 non-duplicate P aeruginosa isolates from wounds, sputum, urine, high vaginal swab (HVS), ear, eye and respiratory tract swabs and aspirates of peritoneum and ulcers. RESULTS: Most (82.5%) of the isolates produced either pigment. Pigmented isolates produced more frequently and significant more (p < 0.05) DNase, elastase, lipase protease, and siderophore. Imipenem was the only antibiotic to which all isolates were susceptible (p < 0.05), while 93% and 32% were resistant to tetracycline and norfloxacin, respectively. There was however no significant difference between pigmented and non-pigmented isolates when antibiotic resistance was compared. While isolates had multiple virulence-associated genes, exoS (51%), rhlA (37%) and rhlB (46%) were the predominant genes detected. Except for exoY, genes were present in pigmented isolates more frequently than in non-pigmented isolates. CONCLUSION: The results of this study suggest that antibiotic resistance per se might not be associated with the pigment production in P aeruginosa. However, pigment production appeared to be more significantly associated with multi-drug resistance, presence ofvirulence-associated genes, and expression ofcertain virulence factors, most notably elastase, protease, siderophore and DNase activity. Since pigment production is easy to determine, this might to be a good starting point to identify the virulence status ofan isolate.

RESUMEN

OBJETIVO: Pseudomonas aeruginosa produce múltiples factores de virulencia que han estado implicados en patogénesis y detección de quórum (quorum sensing). El objetivo de este estudio fue determinar las diferencias en los factores de virulencia de aislados de P aeruginosa pigmentada y no pigmentada. MÉTODO: Se evaluaron las asociaciones entre la producción de pigmentos (piocianina y pioverdina) y la producción de Dnasa, elastasa, lipasa, proteasa, sideróforos, motilidad asociada a superficies (twitching), patrones de resistencia antibiótica, y genes asociados con virulencia en 57 aislados de P aeruginosa no duplicados, de heridas, esputo, orina, exudado vaginal, exudados de oídos, ojos, y vías respiratorias, y aspirados de peritoneo y úlceras. RESULTADOS: La mayor parte (82.5%) de los aislados produjeron uno de los pigmentos. Los aislados pigmentados produjeron con mayor frecuencia y más significativamente (p < 0.05). Dnasa, elastasa, lipasa, proteasa, y siderósforos. Imipenem fue el único antibiótico al que todos los aislados eran susceptibles (p < 0.05), mientras que el 93% y el 32% fueron resistentes a la tetraciclina y a la norfloxacina, respectivamente. Sin embargo, no hubo diferencia significativa entre los aislados pigmentados y los no pigmentados cuando se comparaba la resistencia antibiótica. Si bien los aislados tenían múltiples genes asociados con la virulencia, exoS (51%), rhlA (37%) y rhlB (46%) fueron los genes predominantes detectados. Con excepción de exoY, los genes estuvieron presentes en aislados pigmentados con mayor frecuencia que en los aislados no pigmentados. CONCLUSIÓN: Los resultados de este estudio sugieren que la resistencia antibiótica per se podría no estar asociada con la producción de pigmentos en P aeruginosa. Sin embargo, la producción de pigmentos parecía estar asociada más significativamente con la resistencia a las multidrogas, la presencia de genes asociados con la virulencia, y la expresión de ciertos factores de virulencia, en particular la actividad de la elastasa, la proteasa, los sideróforos, y la Dnasa. Puesto que la producción de pigmentos es fácil de determinar, esto podría ser un buen punto de partida para identificar el estado de virulencia de un aislado.