Exopolysaccharide matrix of developed candida albicans biofilms after exposure to antifungal agents

ABSTRACT

This study aimed to evaluate the effects of fluconazole or nystatin exposure on developed Candida albicans biofilms regarding their exopolysaccharide matrix. The minimal inhibitory concentration (MIC) against fluconazole or nystatin was determined for C. albicans reference strain (ATCC 90028). Poly(methlymethacrylate) resin (PMMA) specimens were fabricated according to the manufacturer's instructions and had their surface roughness measured. Biofilms were developed on specimens surfaces for 48 h and after that were exposed during 24 h to fluconazole or nystatin prepared in a medium at MIC, 10 x MIC or 100 x MIC. Metabolic activity was evaluated using an XTT assay. Production of soluble and insoluble exopolysaccharide and intracellular polysaccharides was evaluated by the phenol-sulfuric method. Confocal laser scanning microscope was used to evaluate biofilm architecture and percentage of dead/live cells. Data were analyzed statistically by ANOVA and Tukey's test at 5% significance level. The presence of fluconazole or nystatin at concentrations higher than MIC results in a great reduction of metabolic activity (p<0.001). At MIC or 10 x MIC, fluconazole showed high amounts of intracellular polysaccharides (p<0.05), but did not affect the exopolysaccharide matrix (p>0.05). The exposure to nystatin also did not alter the exopolysaccharide matrix at all the tested concentrations (p>0.05). Biofilm architecture was not affected by either of the antifungal agents (p>0.05). Nystatin promoted higher proportion of dead cells (p<0.05). It may be concluded that fluconazole and nystatin above the MIC concentration reduced the metabolic activity of C. albicans biofilms; however, they were not able to alter the exopolysaccharide matrix and biofilm architecture.

RESUMO

Este estudo avaliou o efeito da exposição de fluconazol ou nistatina a biofilmes de Candida albicans desenvolvidos, considerando a matriz de polissacarídeos extracelulares. Inicialmente uma cepa referência de C. albicans (ATCC 90028) foi submetida ao teste de concentração inibitória mínima (CIM) utilizando-se o fluconazol ou nistatina como agentes antifúngicos. Após, espécimes foram confeccionados em resina acrílica de polimetilmetacrilato (PMMA) de acordo com as recomendações do fabricante e tiveram sua rugosidade de superfície padronizada. Após, biofilmes de C. albicans foram desenvolvidos na superfície dos espécimes durante 48 h. Em seguida, os biofilmes foram expostos a fluconazol ou nistatina nas concentrações de CIM, 10 x CIM ou 100 x CIM, por 24 h. A atividade metabólica dos biofilmes foi avaliada pelo teste de XTT. A produção de polissacarídeos extracelulares solúveis e insolúveis, bem como dos polissacarídeos intracelulares foi avaliada pelo método fenol-sulfúrico. A arquitetura dos biofilmes e proporção de células vivas e mortas foi investigada utilizando-se microscopia confocal a laser. Os resultados foram analisados por ANOVA seguido do teste de Tukey, utilizando-se o nível de significância de 5%. A presença do fluconazol ou nistatina em concentrações maiores que CIM resultaram em uma redução significativa da atividade metabólica (p<0,001). Nas concentrações de CIM e 10 x CIM, biofilmes expostos ao fluconazol apresentaram quantidades significativas de polissacarídeos intracelulares (p<0,05), enquanto não houve alterações na quantidade de polissacarídeos extracelulares (p>0,05). A presença de nistatina também não alterou a matriz de polissacarídeos extracelulares em todas as concentrações investigadas (p>0,05). A arquitetura dos biofilmes não foi afetada por ambos os agentes antifúngicos, em qualquer concentração testada (p>0,05). A nistatina apresentou maior proporção de células mortas (p<0,05). Conclui-se que tanto para o fluconazol quanto para a nistatina, concentrações maiores que CIM reduziram a atividade metabólica dos biofilmes de C. albicans; no entanto, tais concentrações não alteraram a matriz de polissacarídeos extracelulares nem a arquitetura dos biofilmes.