Diversity and characterisation of coagulasenegative staphylococci isolated from healthy individuals in Portugal

In the past few years the interest in coagulase-negative staphylococci (CoNS) has significantly increased in human medicine. CoNS are common commensal colonisers of the human skin, although now also recognised as major nosocomial pathogens. Over the last decades, several studies have been carried out in order to understand the pathogenicity mechanisms of CoNS. The well known determinants in the pathogenesis of CoNS infections are their ability to form biofilms and an exceptional resistance to several antibiotics. Nevertheless, there is a lack of studies regarding the commensal lifestyle of these microorganisms. Additionally, it is now hypothesised that commensal bacteria might be a reservoir of pathogenic determinants. Therefore, the work described throughout this thesis was aimed to perform a phenotypic and genotypic characterisation of different CoNS species isolated from healthy Portuguese individuals. A total of 61 CoNS isolates, comprising 7 different species, were obtained and characterised at the level of biofilm formation and antibiotic susceptibility profiles. According to the results, biofilm formation ability and presence of biofilm-associated genes were commonly found features, highlighting their pivotal role in the colonising lifestyle of CoNS. This study also addressed the correlation between phenotypic and genotypic characteristics of biofilm formation, corroborating and raising questions about the importance of some genes in this process. Moreover, it was observed a great proportion of isolates with decreased susceptibility and multiple resistances to some important antibiotics. A significant association between antibiotic resistance and biofilm formation was also demonstrated, and some hypotheses about the nature of such association were provided. Lastly, the expression patterns of two biofilm-associated genes at two distinct biofilm developmental stages were determined, confirming their importance in the accumulative stage of biofilm formation. Overall, the results presented in this thesis indicate that staphylococcal skin flora might be an important reservoir of potentially pathogenic bacteria and, simultaneously, bring to light new perceptions about the molecular basis of staphylococcal biofilm formation, and the nature of the association between antibiotic resistance and biofilm formation.

Nos últimos anos, o interese médico em estafilococos coagulase-negativos (ECNs) aumentou significativamente. Os ECNs são colonizadores comuns da pele humana, embora sejam atualmente considerados patogénios nosocomiais importantes. Nas últimas décadas, diversos estudos foram realizados afim de perceber os mecanismos patogénicos destes micro-organismos. Os determinantes mais conhecidos na patogénese de infeções por ECNs são a sua capacidade de formar biofilmes e uma resistência excecional a diversos antibióticos. Todavia, existe uma falta de estudos referente ao estilo de vida comensal destes micro-organismos. Além disso, coloca-se atualmente a hipótese de bactérias comensais constituirem um reservatório de determinantes patogénicos. Desta forma, o trabalho descrito nesta tese visou uma caraterização fenotípica e genotípica de diferentes espécies de ECNs isoladas de indivíduos portugueses saudáveis. No total foram obtidos 61 isolados, englobando 7 espécies distintas, sendo posteriormente caraterizados ao nível de formação de biofilme e de perfis de suscetibilidade a antibióticos. De acordo com os resultados, a capacidade de formação de biofilme e a presença de genes relacionados com este processo foram caracteristicas comummente encontradas, salientando o seu papel preponderante no estilo de vida comensal dos ECNs. Foi também abordada a correlação entre caracteristicas fenotípicas e genotípicas de formação de biofilme, corroborando e levantando questões sobre a importância de alguns genes neste processo. Adicionalmente, uma grande proporção de isolados apresentaram suscetibilidade reduzida e múltiplas resistências a alguns antibióticos importantes. Foi também demonstrada uma associação significativa entre resistência a antibióticos e formação de biofilme, pelo que algumas hipóteses sobre a natureza desta associação foram apresentadas. Por fim, foram determinados os padrões de expressão de dois genes associados com formação de biofilme em duas fases distintas deste processo, confirmando a sua importância na fase de acumulação do biofilme. No geral, os resultados apresentados nesta tese indicam que a flora estafilocócica da pele poderá constituir um importante reservatório de bactérias potencialmente patogénicas e, simultaneamente, apresentam novas perceções sobre a base molecular da formação de biofilme em ECNs e sobre a natureza da associação entre resistência a antibióticos e formação de biofilme.

Fundação para a Ciência e a Tecnologia; COMPETE; Quadro de Referência Estratégico Nacional; União Europeia - Fundo Europeu de Desenvolvimento Nacional.

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