Formação de biofilme de Staphylococcus epidermidis isolado de cateter venoso central através de métodos fenotípicos e genotípicos

Abstract

Apesar de ser principalmente um colonizador da pele e mucosas, Staphylococcus epidermidis, juntamente com outros estafilococos coagulase negativos, tornou-se um importante patógeno oportunista, responsável por infecções nosocomiais associadas ao uso de dispositivos implantáveis. O fator mais importante na patogênese de infecções estafilocócicas associadas a estes dispositivos é a habilidade do patógeno de formar um biofilme bacteriano, sendo que a presença dos genes ica, aap e atlE é considerada importante para a sua formação. Este estudo compara diferentes métodos para a detecção de formação de biofilme em S. epidermidis isolado de cateter venoso central (CVC). Dois métodos fenotípicos foram realizados: o teste da microplaca, considerado o padrão ouro e o teste com ágar Congo Red (ACR). No método genotípico, através da técnica de PCR, foi verificada a presença dos genes icaA, icaD, aap e atlE. Das 166 amostras analisadas, 107(64%) produziram biofilme pelo teste da microplaca, sendo 17 fortes, 23 moderadas e 67 fracas produtoras, enquanto 90(54%) produziram biofilme pelo teste com ACR. Foi verificada a presença dos genes icaA e icaD em 97% (104/107) das amostras produtoras de biofilme pela microplaca; em 77% foi identificado o gene aap e em 92% o gene atlE. Os genes icaA e icaD foram considerados os marcadores mais confiáveis na identificação molecular de biofilme porque apresentaram maior sensibilidade (97%) quando comparados com os demais genes. A ausência de genes icaA e icaD em três isolados produtores de biofilme através do teste da microplaca, chamados de “ica-independente”, sugerem a presença de um mecanismo alternativo de formação de biofilme, como a proteína Aap, que pode substituir funcionalmente PIA como uma adesina intercelular. A alta prevalência do gene atlE entre os isolados deste estudo pode ser explicada pelo fato de a proteína AtlE ser um importante fator para a aderência em superfícies plásticas como CVC. Porém a sua presença nem sempre implica em formação de biofilme. Este estudo confirma a importância do operon ica na formação do biofilme e nas infecções relacionadas a cateter, uma vez que a maioria das amostras produtoras de biofilme isoladas de CVC carreavam tal gene.

Although Staphylococcus epidermidis is essentially a colonizer of skin and mucous membranes, it has become an important opportunistic pathogen among other coagulasenegative staphylococci, and it is responsible for nosocomial infections associated to indwelling medical devices. The most important factor in the pathogenesis of staphylococcal device-related infections is the pathogen ability to produce a biofilm, and it has been demonstrated that ica, aap and atle genes are important to its production. The present study compares different detection methods of biofilm formation in isolates of S. epidermidis from central venous catheter (CVC). Two phenotypic methods were performed: the microtiter plate test, considered a golden standard, and Congo red agar test. Through a genotypic method, using the PCR technique, it was verified the presence of icaA, icaD, aap and atlE genes. Using the microtiter plate assay, biofilm formation was observed in 107 of 166 analyzed samples (64%, including 17 strong, 23 moderate and 67 weak producers) while the Congo Red agar (CRA) plate assay reveled 90 (54%) biofilm producers. The presence of icaA and icaD genes was verified in 104 of the 107 biofilm producers samples identified through the microtiter assay (97%), while 77% presented aap gene and 92% presented atlE gene. Compared to other genes, icaA and icaD presented the higher sensibility (97%) and were considered the most reliable markers for molecular identification of biofilm producers. The absence of icaA and icaD genes in three biofilm-producing isolates identified through the microtiter assay (the “ica-independent”) suggests the existence of an alternative mechanism for biofilm formation, such as the Aap protein, that can be a functionally substitute for PIA as an intercellular adhesin. The high occurrence of atlE gene among the isolates in this study may be due to AtlE protein being an important factor for adherence to plastic surfaces, such as CVC, but the presence of this gene does not always results in biofilm formation. The present study corroborate the importance of ica operon in biofilm formation and in catheter-related infections, since most of the biofilm-producing sample isolates from CVC presented these genes.