Biofilm-forming capacity of two benthic microalgae, Navicula incerta and Navicula sp., on three substrates (Naviculales: Naviculaceae)

Benthic microalgae have the natural capacity to adhere to a diversity of fixed submerged substrates to form biofilms, which have important roles not only in natural ecosystems, but also in aquaculture systems. An experimental investigation was performed to assess the biofilm-forming capacity of two microalgae (Navicula incerta and Navicula sp.) on three different substrates (plastic net, fabric, and wood) under controlled temperature and light conditions. The substrates were arranged on curtains suspended from a wood stick, into plastic aquariums (45 L in capacity) filled with filtered marine water enriched with F/2 medium. The trial was carried out until the exponential growing phase of the microalgae was reached. After that, the incorporated biomass was gravimetrically calculated, and its biochemical composition was determined by standard methods. The greatest amount of incorporated dry matter was observed for Navicula sp. on fabric and the lowest was observed for wood. The highest number of cells associated with the biofilm was obtained for Navicula sp. on the plastic net (1.24 x 109 cells/m2), while the lowest was recorded for Navicula sp. on the wood (1.43 x 108 cells/m2). Significant differences in organic matter were found among the substrates, with the highest values for N. incerta on the fabric (3.22 g/m2) and the lowest for Navicula sp. on the wood (0.02 g/m2). The best biochemical profiles among the formed biofilms were observed for N. incerta on the plastic net and Navicula sp. on the fabric. The plastic net was considered the best substrate because of the stability of the biofilm and the easiness of harvesting the biomass.

Las microalgas bentónicas tienen la capacidad natural de adherirse a diversos sustratos fijos sumergidos para formar biopelículas, las cuales tienen roles importantes no solo en ecosistemas naturales sino también en sistemas de producción acuícolas. Se llevó a cabo una investigación experimental para evaluar la capacidad formadora de biopelículas de dos microalgas bentónicas (Navicula incerta y Navicula sp.) en tres diferentes sustratos (malla plástica, tela y madera), bajo condiciones controladas de temperatura y luz. Los sustratos fueron arreglados a manera de cortinas suspendidas de un tubo de PVC dentro de acuarios de plástico (45 L de capacidad) con agua marina enriquecida con el medio F/2. El experimento se llevó hasta que la fase de crecimiento exponencial de la microalga fue alcanzada. Posteriormente la biomasa incorporada fue calculada gravimétricamente, y su composición bioquímica fue determinada por métodos estándar. La mayor cantidad de materia seca se observó para N. incerta en el sustrato de tela y la menor se encontró en el de madera. El mayor número de células asociadas a la biopelícula fue registrado para Navicula sp. en malla plástica (1.24 x 109 cel/m2), mientras que el menor se encontró para Navicula sp. en madera (1.43 x 108 cels/m2). Diferencias significativas en cuanto a materia orgánica se encontraron entre los sustratos y las especies, con valores más altos para N. incerta en tela (3.22 g/m2) y más bajos para Navicula sp. en madera (0.02 ± 0.05 g/m2). Los mejores perfiles bioquímicos para las biopelículas correspondieron a las formadas por N. incerta sobre malla plástica y Navicula sp. sobre tela. La red de plástico se consideró el mejor sustrato debido a la estabilidad de la biopelícula y la facilidad para cosechar la biomasa.

Biofilm-forming capacity of blood-borne Candida albicans strains and effects of antifungal agents / Capacidad de formación de biopelículas de las cepas de Candida albicans de transmisión sanguínea y efectos de los agentes antifúngicos

Infections related to Candida albicans biofilms and subsequent antifungal resistance have become more common with the increased use of indwelling medical devices. Regimens for preventing fungal biofilm formation are needed, particularly in high-risk patients. In this study, we investigated the biofilm formation rate of multiple strains of Candida albicans (n = 162 clinical isolates), their antifungal susceptibility patterns, and the efficacy of certain antifungals for preventing biofilm formation. Biofilm formation was graded using a modified Christensen's 96-well plate method. We further analyzed 30 randomly chosen intense biofilm-forming iso lates using the XTT method. Minimum biofilm inhibition concentrations (MBIC) of caspofungin, micafungin, anidulafungin, fluconazole, voriconazole, posaconazole, itraconazole, and amphotericin B were determined using the modified Calgary biofilm method. In addition, the inhibitory effects of antifungal agents on biofilm formation were investigated. Our study showed weak, moderate, and extensive biofilm formation in 29% (n = 47), 38% (n = 61), and 23% (n = 37) of the isolates, respectively. We found that echinocandins had the lowest MBIC values and that itraconazole inhibited biofilm formation in more isolates (26/32; 81.3%) than other tested agents. In conclusion, echinocandins were most effective against formed biofilms, while itraconazole was most effective for preventing biofilm formation. Standardized methods are needed for biofilm antifungal sensitivity tests when determining the treatment and prophylaxis of C. albicans infections.

Las infecciones relacionadas con las biopelículas de Candida albicans y la consiguiente resistencia antifúngica se han vuelto fenómenos habituales con el uso creciente de dispositivos médicos permanentes. Son necesarios regímenes para prevenir la formación de biopelículas fúngicas, en especial en los pacientes de alto riesgo. En este estudio se investigó la tasa de formación de biopelículas de numerosas cepas de Candida albicans (162 aislados clínicos), sus patrones de sensibilidad a los antifúngicos y la eficacia de algunos de estos agentes para prevenir la formación de biopelículas. La formación de biopelículas se clasificó utilizando el método de Christensen modificado de 96 pocillos. Posteriormente se analizaron 30 aislados de formación intensa de biopelículas elegidos al azar, utilizando el método XTT. Se calcularon las concentraciones mínimas de inhibición de biopelículas (minimum biofilm inhibition concentrations, MBIC) de la caspofungina, la micafungina, la anidulafungina, el fluconazol, el voriconazol, el posaconazol, el itraconazol y la anfotericina B, utilizando el método modificado de biopelículas de Calgary. Además, se investigaron los efectos inhibitorios de los agentes antifúngicos sobre la formación de biopelículas. Nuestro estudio encontró una formación débil, moderada e intensa de biopelículas en el 29% (n = 47), 38% (n = 61) y 23% (n = 37) de los aislados, respectivamente. Encontramos que las equinocandinas mostraron los menores valores MBIC, y que el itraconazol inhibió la formación de biopelículas en más aislados (26/32; 81,3%) que otros agentes ensayados. En conclusión, las equinocandinas resultaron más eficaces frente a las biopelículas formadas, mientras que el itraconazol resultó más eficaz para prevenir la formación de biopelículas. Se necesita contar con métodos estandarizados para efectuar las pruebas de sensibilidad a los antifúngicos en términos de formación de biopelículas a la hora de determinar el tratamiento y la profilaxis de las infecciones por C. albicans.

Biofilm-forming capacity of blood-borne Candida albicans strains and effects of antifungal agents.

Infections related to Candida albicans biofilms and subsequent antifungal resistance have become more common with the increased use of indwelling medical devices. Regimens for preventing fungal biofilm formation are needed, particularly in high-risk patients. In this study, we investigated the biofilm formation rate of multiple strains of Candida albicans (n=162 clinical isolates), their antifungal susceptibility patterns, and the efficacy of certain antifungals for preventing biofilm formation. Biofilm formation was graded using a modified Christensen's 96-well plate method. We further analyzed 30 randomly chosen intense biofilm-forming isolates using the XTT method. Minimum biofilm inhibition concentrations (MBIC) of caspofungin, micafungin, anidulafungin, fluconazole, voriconazole, posaconazole, itraconazole, and amphotericin B were determined using the modified Calgary biofilm method. In addition, the inhibitory effects of antifungal agents on biofilm formation were investigated. Our study showed weak, moderate, and extensive biofilm formation in 29% (n=47), 38% (n=61), and 23% (n=37) of the isolates, respectively. We found that echinocandins had the lowest MBIC values and that itraconazole inhibited biofilm formation in more isolates (26/32; 81.3%) than other tested agents. In conclusion, echinocandins were most effective against formed biofilms, while itraconazole was most effective for preventing biofilm formation. Standardized methods are needed for biofilm antifungal sensitivity tests when determining the treatment and prophylaxis of C. albicans infections.

Formación de biopelículas por micoplasmas de importancia médica / Biofilm formation by mycoplasmas of medical importance

El objetivo de este estudio fue evaluar la formación de biopelículas por micoplasmas de interés médico.Métodos. La formación de las biopelículas se realizó en microplacas, fueron enjuagadas con solución PBS para remover las células que no se adhirieron y se tiñeron con soluciónde cristal violeta al 0,5% durante 30 minutos. La formación de biopelículas por parte de Mycoplasma pneumoniae, Mycoplasma fermentans y Mycoplasma penetrans se analizó por medio de microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido. Resultados. Los micoplasmas evaluados mostraron la capacidad para formar biopelículas,lo cual se evidenció por medio de la tinción de cristal violeta. Las biopelículas formadas en las microplacas y analizadas por microscopía mostraron agregados de microcolonias. La formación de biopelículas por parte de M. fermentans, M. pneumoniae y M. penetrans se presentó a las 72 horas de incubación. Se comparó la formación de biopelícula y la cuantificación de plancton, y se encontró correlación. Conclusión. Se debe considerar que este estudio se hizo bajo condiciones de laboratorioy que, para trabajos futuros, se recomienda utilizar modelos animales para definir cómo contribuyen estos agregados en la persistencia en los huéspedes. Estos resultados sugierenque la capacidad de M. fermentans, M. pneumoniae y M. penetrans para formar biopelículas puede considerarse un factor de virulencia, y un evento importante en la patogénesis yevolución en infecciones asociadas con el uso de dispositivos médicos.

The purpose of this study was to evaluate the development of biofilms by mycoplasmas of medical importance.Methods: Biofilms grown in microtiter plates were rinsed briefly in PBS to remove non-adherent cells and stained with 0,5% crystal violet solution for 30 minutes. The biofilm formation bymycoplasma species were analyzed by optical and scanning electron microscopy. Results: Three mycoplasma species were assessed for their ability to form biofilms. Crystal violet staining of biofilms in microtiter plates revealed the ability of mycoplasma to form a biofilm. Microscopic analysis of crystalviolet stained biofilms on microtiters indicated aggregation to form microcolonies. Biofilm growth by Mycoplasma fermentans, Mycoplasmapneumoniae and Mycoplasmapenetrans was followed over a time course of 72 hours. Mycoplasma were also analyzed quantitatively for biofilm formation and cell counts compared for both biofilm and plankton cells. Cell counts for biofilms showed a goodcorrelation with results obtained using crystal violet staining. Conclusion: This study has examined biofilm formation under in vitro laboratory conditions.Further studies on animal models will be crucial to determine if biofilms form in vivo and whether they contribute to mycoplasma persistence in thehost. These results suggest that the ability of M. fermentans, M. pneumoniae and M. penetrans to form a biofilm may be a virulence factor, and an important event in the pathogenesis and evolutionin infections associated with the use of medical devices.