Comparative Study of Staphylococcus epidermidis Virulence Profiles in an animal Model of Endophthalmitis

ABSTRACT

Introduction: Gram-positive staphylococci are responsible for over 90% of cases of postoperative infectious endophthalmitis, with Staphylococcus epidermidis accounting for approximately 70% of isolated microorganisms. Objective: To evaluate the relationship between S. epidermidis virulence and severity of endophthalmitis in an animal model. Methodology: New Zealand albino rabbits were divided into two groups and administered 100 colony-forming units of S. epidermidis strains. In the virulent group, four rabbits received a multi-antibiotic resistant, mecA, ica, and atlE gene carrying S. epidermidis strain, from a patient´s conjuntival microbiota and three a biofilm-forming S. epidermidis ATCC 35984. In the non-virulent group, five rabbits were inoculated with a strain sensitive to all tested antibiotics and lacking mecA, ica, and atlE genes, also from a patient and three rabbits received the non-producer biofilm S. epidermidis ATCC 29122. Clinical and ultrasound examinations were conducted every three hours until endophthalmitis symptoms appeared, followed by daily clinical assessments. Histological evaluations were performed 15 days post-inoculation. Results: The less virulent group displayed milder inflammation and reduced intraocular damage in comparison to the more virulent group based on clinical and ultrasound observations. Nevertheless, histopathological analysis revealed similar inflammation in all groups, 15 days post-inoculation. Discussion: Less virulent S. epidermidis strains induced less severe inflammation as observed through clinical and ultrasound assessments. However, long-term histopathological assessments showed effects comparable to those seen with the more virulent strain.

RESUMEN

Introducción: Gram-positive staphylococci are responsible for over 90% of cases of postoperative infectious endophthalmitis, with Staphylococcus epidermidis accounting for approximately 70% of isolated microorganisms. Objetivo: Evualuar la relación entre la virulencia de S. epidermidis y la gravedad de la endoftalmitis en un modelo animal. Metodología: Se dividieron conejos albinos de Nueva Zelanda en dos grupos y se les administraron 100 unidades formadoras de colonias de cepas de S. epidermidis. En el grupo virulento, cuatro conejos recibieron una cepa multirresistente de S. epidermidis portadora de gen mecA, ica y atlE, de la microbiota conjuntival de un paciente y tres conejos la cepa S. epidermidis ATCC 35984 formadora de biopelículas. En el grupo no-virulento, se inocularon cinco conejos con una cepa sensible a todos los antibióticos probados y que carecía de los genes mecA, ica y atlE, también de un paciente y tres conejos recibieron la cepa S. epidermidis ATCC 29122 no productora de biopelícula. Se realizaron exámenes clínicos y ecográficos cada tres horas hasta la aparición de síntomas de endoftalmitis, seguido de evaluaciones clínicas diarias. Las evaluaciones histológicas se realizaron 15 días después de la inoculación. Resultados: El grupo menos virulento mostró una inflamación más leve y un daño intraocular reducido en comparación con el grupo más virulento según observaciones clínicas y ecográficas. Sin embargo, el análisis histopatológico reveló una inflamación similar en todos los grupos, 15 días después de la inoculación. Discusión: Las cepas de S. epidermidis menos virulentas indujeron una inflamación menos grave, como se observó mediante evaluaciones clínicas y ecográficas. Sin embargo, las evaluaciones histopatológicas a largo plazo mostraron efectos comparables a los observados con la cepa más virulenta.