Charakterystyka klinicznych izolatów Pseudomonas aeruginosa pod kątem tworzenia biofilmu, lekooporności oraz występowania genów dla toksyn wydzielanych w systemie sekrecji typu 3
[Characteristic of clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa regarding biofilm formation, drug resistance and genes for toxins secreted by the type 3 secretion system]

STRESZCZENIE

Celem badania była analiza zdolności tworzenia biofilmu w kontekście lekooporności i wirulencji szczepów P.aeruginosa izolowanych z układu moczowego, krwi i zakażeń dolnych dróg oddechowych od pacjentów ambulatoryjnych oraz hospitalizowanych w szpitalach z południowej Polski. Tworzenie biofilmu przez poszczególne izolaty badano z wykorzystaniem metody z fioletem krystalicznym. Obecność genów kodujących toksyny wydzielane w systemie sekrecji typu 3 badano metodą łańcuchowej polimerazy (PCR). Lekooporność testowano zgodnie z wytycznymi EUCAST. Wśród 219 izolatów P.aeruginosa 46 zostało scharakteryzowanych jako szczepy wielolekooporne (MDR), a 26 jako szczepy o rozszerzonej oporności (XDR). Liczba szczepów produkujących biofilm odpowiedzialnych za zakażenia występujące u pacjentów hospitalizowanych (szczególnie na oddziałach intensywnej terapii) była dwukrotnie wyższa niż szczepów nietworzących biofilmu (odds ratio 0.5, 95%CI 0.31–0.97). Nie wykazano statystycznie znaczących różnic pomiędzy częstością występowania szczepów silniej tworzących biofilm, a poziomem ich lekooporności.

ABSTRACT

Introduction: The aim of this study was to analyze biofilm production in the context of antimicrobial resistance and virulence in P. aeruginosa (PA) isolates from hospitalized and non-hospitalized patients with urinary tract infections, bloodstream infections, or pneumonia in southern Poland.

Methods: We screened biofilm formation in the isolates using crystal violet staining. Strains were tested for antimicrobial susceptibility by disc diffusion method according to EUCAST guidelines. The presence of genes encoding the toxins secreted by the type III secretion system (T3SS) were detected by PCR method.

Results: Altogether, 216 isolates were investigated, 109 of which came from hospitalized patients. The number of biofilm-producing strains responsible for infections in the hospitalized patients was twice as high as the non-biofilm-producers (odds ratio 0.5, 95% CI 0.31–0.97). In the samples from intensive care units (ICUs), the biofilm-producing strains caused more infections than those lacking biofilm production (ICU vs. others OR 0.4 95% CI 0.19–0.78). Forty-six isolates contained multidrug resistant PA and 26 contained extensively-drug resistant PA. No statistically significant differences were observed in the frequency of strains resistant to particular antimicrobials or bearing T3SS proteins between the male and female patients, as well as between the various biofilm producer categories.

Conclusions: Most of the PA strains were able to form biofilms on abiotic surfaces, there was no difference in the frequency of biofilm producers among the strains that exhibited different levels of antimicrobial resistance.

Keywords: Pseudomonas aeruginosa, type 3 secretion system, drug resistance, biofilm, Poland