Ponad 7000 publikacji medycznych!
Statystyki za 2021 rok:
odsłony: 8 805 378
Artykuły w Czytelni Medycznej o SARS-CoV-2/Covid-19

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu tutaj
© Borgis - Postępy Nauk Medycznych 10/2011, s. 862-868
*Robert Tomasz Kuthan1, Mirosław Łuczak1,2, Grażyna Młynarczyk1,2
Wytwarzanie biofilmu przez metycylino-oporne szczepy Staphylococcus aureus
Biofilm formation by methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains
1Zakład Mikrobiologii Lekarskiej, Szpital Kliniczny Dzieciątka Jezus Centrum Leczenia Obrażeń w Warszawie
Kierownik Zakładu: dr n. przyr. Anna Sawicka-Grzelak
2Warszawski Uniwersytet Medyczny, Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej
Kierownik Katedry i Zakładu: prof. dr hab. med. Grażyna Młynarczyk
Streszczenie
Wstęp. Jednym z najczęstszych czynników zakażeń skóry i tkanek miękkich są szczepy Staphylococcus aureus. Wśród nich najbardziej niebezpieczne i trudne w procesie terapii pacjentów są szczepy metycylino-oporne (MRSA). Właściwości chorobotwórcze bakterii w ostatnich latach są kojarzone ze zdolnością do wytwarzania biofilmu. Biofilm to przytwierdzona do powierzchni ustrukturowana społeczność komórek bakteryjnych, wykazująca cechy fenotypowe różne od komórek występujących w formie planktonicznej. Biofilm między innymi może mieć wpływ na utrzymywanie się stanu zapalnego i utrudnienie gojenia ran.
Materiały i metody. Badania przeprowadzono na 34 szczepach MRSA izolowanych w latach 2005-2008 z wymazów skóry, treści ropnej i przedsionka nosa. Identyfikację szczepów i badanie ich lekowrażliwości przeprowadzono przy użyciu analizatorów mikrobiologicznych ATB Expression System oraz Vitek2 (bioMérieux).
Zbadano zdolność wytwarzania biofilmu metodą kolorymetryczną oraz określono częstotliwość występowania 6 genów: clfA, clfB, fnbA, fnB, icaA, cna.
Wyniki. Badania techniką PCR wykazały duże zróżnicowanie w częstotliwości występowania badanych genów. Wyróżniono 12 genotypów, w obrębie których dominował genotyp G0 – obecność wszystkich badanych genów.
W badaniach nad wytwarzanie biofilmu stwierdzono, że 35,3% szczepów wykazywało słabą, 61,8% średnią i 2,9% dużą zdolność do wytwarzania biofilmu. Nie stwierdzono występowania szczepów o bardzo dużej zdolności do wytwarzania biofilmu.
Wnioski. 1.Stwierdzono, że wszystkie badane szczepy MRSA posiadały zdolność do tworzenia biofilmu. 2. Większość badanych szczepów odpowiedzialnych za zakażenia skóry i tkanek miękkich posiadała komplet lub prawie komplet badanych genów. 3. Występowanie genów odpowiedzialnych za adhezję i ich układ nie korelowały ze zdolnością do wytwarzania biofilmu i ilością wytworzonej w nim biomasy. 4. Szczepy posiadające gen icaA – odpowiedzialny za syntezę PIA, nie wytwarzały większej biomasy w biofilmie od szczepów, które tego genu nie posiadały.
Summary
Introduction. One of the most common agents responsible for nosocomial and community-acquired infections is Staphylococcus aureus. Among S. aureus strains the most dangerous and difficult in the process of patient’s therapy are methicillin-resistant (MRSA). In recent years pathogenicity of bacteria are believed to be connected with its ability to form biofilm. Biofilm is a bacterial community attached to the surface. Bacteria present in this structure show different phenotypic character from planktonic ones, and may contribute to prolongation of inflammation and to hindering of the wound healing. The aim of the study was to determine the presence of chosen pathogenicity genes in the MRSA infecting skin and soft tissues as well as the potency of biofilm formation by these strains.
Material and methods. In the experiments the uniform group of 34 MRSA strains were used, all isolated in 2005-2008 from skin swabs All investigated strains were examined for the presence of the following genes clfA, clfB, fnbA, fnB, icaA, cna. The PCR-technique was performed. Biofilm formation was examined by the use of microtiter plate assay and colorimetric method.
Results. PCR analysis revealed a wide variety of the occurrence of the tested genes. 12 genotypes were identified within which the genotype G0, with the presence of all investigated the genes – were dominant. 35.3% of the tested strains expressed weak ability to produce biofilm, 61.8% of the strains were medium biofilm producers and only 2.9% of the strains were strong biofilm producers. None of the strains expressed very strong ability to produce biofilm.
Conclusions. 1. All of the tested MRSA were able to form biofilm. 2. In most of the examined strains responsible for skin and soft tissue infection all or almost all of the tested genes were present. 3. Occurrence and configuration of the investigated genes did not correlate with the ability to biofilm formation and with the amount of biomass in the biofilm structure. 4. icaA positive strains, which is responsible for PIA synthesis, did not form higher amount of biomass than icaA negative strains.
WSTĘP
Biofilm bakteryjny
Biofilm bakteryjny definiowany jest jako ustrukturyzowana społeczność komórek bakteryjnych unieruchomionych w biopolimerowej macierzy zewnątrzkomórkowej wytwarzanej przez te komórki. Biofilm jest na trwałe przytwierdzony do podłoża, na którym wzrasta, może być nim materia nieożywiona jak również tkanki organizmu. Występowanie w formie biofilmu pozwala bakteriom na zasiedlanie różnych nisz ekologicznych, a także w wielu przypadkach przetrwanie w niesprzyjających dla pojedynczych komórek warunkach. W środowisku naturalnym ponad 99% bakterii występuje w formie biofilmu. W przyrodzie biofilm zazwyczaj tworzony jest przez kilka gatunków drobnoustrojów. Biofilm powstający na powierzchni materiałów medycznych, wprowadzanych do ciała pacjentów oraz na powierzchni zakażonych tkanek człowieka złożony jest głównie z jednego gatunku bakterii. W rozwoju biofilmu można wyróżnić kilka etapów: adhezję komórek do powierzchni, wytwarzanie mikrokoloni, dojrzewanie biofilmu i odrywanie się powierzchniowych fragmentów biofilmu i/lub pojedynczych planktonicznych komórek. W wyniku adhezji do powierzchni zachodzą istotne zmiany w metabolizmie komórki, polegające głównie na wzmożonej ekspresji genów kodujących wytwarzanie białek zewnątrzkomórkowych oraz substancji polisacharydowych wydzielanych pozakomórkowo (1, 2). Skutkiem tego jest unieruchomienie komórek w macierzy zewnątrzkomórkowej i umożliwienie dalszego kształtowania się biofilmu.
W toku kształtowania się przestrzennej, trójwymiarowej struktury biofilmu dochodzi do stopniowej jego polaryzacji. W wyniku tego procesu, po pewnym czasie można wyróżnić warstwę komórek położonych najbliżej powierzchni, na której powstał biofilm, warstwę środkową – w obrębie, której dochodzi do wytworzenia tzw. kanałów wodnych, umożliwiających swobodny przepływ substancji odżywczych, eliminację szkodliwych produktów metabolizmu, jak również przepływ cząsteczek sygnalnych zaangażowanych w quorum sensing (3, 4). Trzecia warstwa, to warstwa powierzchniowa biofilmu (najbardziej oddalona od podstawy biofilmu) złożona z komórek absorbujących substancje odżywcze ze środowiska. Jest ona jednocześnie najbardziej narażona na działanie różnego rodzaju czynników fizykochemicznych oddziałujących na biofilm, np. przepływ krwi, środki dezynfekcyjne, antybiotyki. Okresowo, z w pełni ukształtowanego biofilmu, z jego części powierzchniowej uwalniane są pojedyncze komórki, a niekiedy nawet większe skupiska komórek. W wyniku przemieszczenia, np. z prądem krwi, mogą one osiedlić się w nowej lokalizacji i dać początek nowemu biofilmowi.
Biologia biofilmu gronkowcowego

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
  • Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
  • Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
  • Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.

Opcja #1

19

Wybieram
  • dostęp do tego artykułu
  • dostęp na 7 dni

uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony

Opcja #2

49

Wybieram
  • dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
  • dostęp na 30 dni
  • najpopularniejsza opcja

Opcja #3

119

Wybieram
  • dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
  • dostęp na 90 dni
  • oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Otto M: Staphylococcal biofilms. Curr Top Microbiol Immunol 2008; 322: 207-28.
2. Patti J, Moore C, Justice A et al.: Virulent combinations of adhesion and toxin genes in natural populations of Staphylococcus aureus. Infect Immunol 2002; 70: 4987-96.
3. Kong K, Vuong C, Otto M: Staphylococcus quorum sensing in biofilm formation and infection. Int J Med Microbiol 2006; 296: 133-39.
4. Yarwood J, Bartels D, Volper E et al.: Quorum sensing in Staphylococcus aureus biofilms. J Bacteriol 2004; 186: 1836-50.
5. Geoghegan J, Corrigan R, Gruszka D et al.: Role of surface protein SasG in biofilm formation by Staphylococcus aureus. J Bacteriol 2010; 192: 5663-73.
6. Cucarella C, Solano C, Valle J et al.: Bap, a Staphylococcus aureus surface protein involved in biofilm formation. J Bacteriol 2001; 183: 2888-96.
7. Tormo M, Úbeda C, Martí M et al.: Phase-variable expression of the biofilm-associated protein (Bap) in Staphylococcus aureus. Microbiology 2007; 153: 1702-10.
8. Palma M, Haggar A, Flock J: Adherence of Staphylococcus aureus is enhanced by an endogenous secreted protein with broad binding activity. J Bacteriol 1999; 181: 2840-45.
9. Boles B, Horswill A: agr mediated dispersal of Staphylococcus aureus biofilms. PLoS Pathog 2008; 4: e1000052.
10. Huseby M, Kruse A, Digre J et al.: Beta toxin catalyzes formation of nucleoprotein matrix in staphylococcal biofilms. Proc Natl Acad Sci U S A 2010; 107: 14407-412.
11. Tetz V, Tetz G: Effect of extracellular DNA destruction by DNase I on characteristics of forming biofilms. DNA Cell Biol 2010; 29: 399-405.
12. Arciola C, Campoccia D, Gamberini S et al.: Search for the insertion element IS256 within the ica locus of Staphylococcus epidermidis clinical isolates collected from biomaterial-associated infections. Biomaterials 2004; 25: 4117-25.
13. Hennig S, Nyunt Wai S, Ziebuhr W: Spontaneous switch to PIA-independent biofilm formation in an ica-positive Staphylococcus epidermidis isolate. Int J Med Microbiol 2007; 297: 117-22.
14. Sambanthamoorthy K, Schwarts A, Nagarajan V et al.: The role of msa in Staphylococcus aureus biofilm formation. BMC Microbiol 2008; 8: 221-31.
15. Tormo M, Martí M, Valle J et al.: SarA is an essential positive regulator of Staphylococcus epidermidis biofilm development. J Bacteriol 2005; 187: 2348-56.
16. O’Neill E, Pozzi C, Houston P et al.: A novel Staphylococcus aureus biofilm phenotype mediated by the fibronectin-binding proteins, FnBPA and FnBPB. J Bacteriol 2008; 190: 3835-50.
17. Rohde H, Knobloch J, Horstkotte M et al.: Correlation of Staphylococcus aureus icaADCB genotype and biofilm expression phenotype. J Clin Microbiol 39: 4595-96.
18. Gurtner G, Werner S, Barrandon Y et al.: Wound repair and regeneration. Nature 2008; 453: 314-21.
19. Fazli M, Bjarnsholt T, Kirketerp-M?ller K et al.: Nonrandom distribution of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus in chronic wounds. J Clin Microbiol 2009; 47: 4084-89.
20. Rhoads D, Wolcott R, Cutting K et al.: [In:] Biofilms: Coming of Age. Evidence of biofilms in wounds and potential ramifications. Wielka Brytania, The Biofilm Club, Manchester University, 2007; http://www.woundspecialist.com/images/Rhoads_et_al_%20BFC_2007.pdf
21. Ando E, Monden K, Mitsuhata R et al.: Biofilm formation among methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolates from patients with urinary tract infection. Acta Med Okayama 2004; 58: 207-14.
22. Nemati H, Hermans K, Devriese L et al.: Screening of genes adhesion factors and biofilm formation in Staphylococcus aureus isolated from poultry. Avian Pathol 2009; 38: 513-7.
23. Bartoszewicz M, Secewicz A: Skuteczność wybranych antybiotyków i antyseptyków wobec MRSA w zakażonych ranach. Zakażenia 2007; 6: 89-93.
24. Arciola C, Campoccia D, Gamberini S et al.: Prevalence of cna, fnbA and fnbB adhesin genes among Staphylococcus aureus isolates from orthopedic infections associated to different types of implant. FEMS Microbiology Letters 2005; 246: 81-6.
25. Dickinson R, Nagel J, McDevitt D et al.: Quantitative comparation of clumping factor and coagulase-mediated Staphylococcus aureus adhesion to surface bound fibrinogen under flow. Infect Immun 1995; 63: 3143-50.
26. Patti J, Allen B, McGavin M: MSCRAMM-mediated adherence of microorganisms to host tissues. Annu Rev Microbiol 1994; 48: 585-617.
27. Hartford O, Wann E, Hook M et al.: Identification of residues in the Staphylococcus aureus fibrinogen-binding MSCRAMM clumping factor A (ClfA) that are important for ligand binding. J Biol Chem 2001; 276: 2466-73.
28. Zdżalik D, Dominiak A, Gałkowska H et al.: Charakterystyka molekularna szczepów Staphylococcus aureus i Staphylococcus epidermidis wyizolowanych z materiału klinicznego. Med Dośw Mikrobiol 2006; 58: 269-74.
29. Campbell S, Deshmukh H, Nelson C et al.: Genotypical characteristics of Staphylococcus aureus isolates from a multinational trial of complicated skin and skin structure infections. J Clin Microbiol 2008; 46: 678-84.
30. Bae I, Tonthat G, Stryjewski M et al.: Presence of genes encoding the Panton-Valentine leukocidin exotoxin is not the primary determinant of outcome in patients with complicated skin and skin structure infections due to methicillin-resistant Staphylococcus aureus: results of a multinational trial. J Clin Microbiol 2009; 47: 3952-57.
31. Nejma B, Mastouri M, Frih S et al.: Molecular characterization of methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated in Tunisia. Diagn Microbiol Infect Dis 2006; 55: 21-26.
otrzymano: 2011-08-18
zaakceptowano do druku: 2011-09-14

Adres do korespondencji:
*Robert Tomasz Kuthan
Zakład Mikrobiologii Lekarskiej, Szpital Kliniczny Dzieciątka Jezus Centrum Leczenia Obrażeń w Warszawie
ul. Chałubińskiego 5, 02-004 Warszawa
tel.: (22) 502-19-22
e-mail: rkuthan@yahoo.com

Postępy Nauk Medycznych 10/2011
Strona internetowa czasopisma Postępy Nauk Medycznych