The multifaceted resources and microevolution of the successful human and animal pathogen methicillin-resistant Staphylococcus aureus

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is one of the most important bacterial pathogens based on its incidence and the severity of its associated infections. In addition, severe MRSA infections can occur in hospitalised patients or healthy individuals from the community. Studies have shown the infiltration of MRSA isolates of community origin into hospitals and variants of hospital-associated MRSA have caused infections in the community. These rapid epidemiological changes represent a challenge for the molecular characterisation of such bacteria as a hospital or community-acquired pathogen. To efficiently control the spread of MRSA, it is important to promptly detect the mecA gene, which is the determinant of methicillin resistance, using a polymerase chain reaction-based test or other rapidly and accurate methods that detect the mecA product penicillin-binding protein (PBP)2a or PBP2’. The recent emergence of MRSA isolates that harbour a mecA allotype, i.e., the mecC gene, infecting animals and humans has raised an additional and significant issue regarding MRSA laboratory detection. Antimicrobial drugs for MRSA therapy are becoming depleted and vancomycin is still the main choice in many cases. In this review, we present an overview of MRSA infections in community and healthcare settings with focus on recent changes in the global epidemiology, with special reference to the MRSA picture in Brazil.

Reduced susceptibility to vancomycin and biofilm formation in methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis isolated from blood cultures

This study aimed to correlate the presence of ica genes, biofilm formation and antimicrobial resistance in 107 strains of Staphylococcus epidermidis isolated from blood cultures. The isolates were analysed to determine their methicillin resistance, staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec) type, ica genes and biofilm formation and the vancomycin minimum inhibitory concentration (MIC) was measured for isolates and subpopulations growing on vancomycin screen agar. The mecA gene was detected in 81.3% of the S. epidermidis isolated and 48.2% carried SCCmec type III. The complete icaADBC operon was observed in 38.3% of the isolates; of these, 58.5% produced a biofilm. Furthermore, 47.7% of the isolates grew on vancomycin screen agar, with an increase in the MIC in 75.9% of the isolates. Determination of the MIC of subpopulations revealed that 64.7% had an MIC ≥ 4 μg mL-1, including 15.7% with an MIC of 8 μg mL-1 and 2% with an MIC of 16 μg mL-1. The presence of the icaADBC operon, biofilm production and reduced susceptibility to vancomycin were associated with methicillin resistance. This study reveals a high level of methicillin resistance, biofilm formation and reduced susceptibility to vancomycin in subpopulations of S. epidermidis. These findings may explain the selection of multidrug-resistant isolates in hospital settings and the consequent failure of antimicrobial treatment.

The prevalence of genotypes that determine resistance to macrolides, lincosamides, and streptogramins B compared with spiramycin susceptibility among erythromycin-resistant Staphylococcus epidermidis

Coagulase-negative staphylococci, particularly Staphylococcus epidermidis, can be regarded as potential reservoirs of resistance genes for pathogenic strains, e.g., Staphylococcus aureus. The aim of this study was to assess the prevalence of different resistance phenotypes to macrolide, lincosamide, and streptogramins B (MLSB) antibiotics among erythromycin-resistant S. epidermidis, together with the evaluation of genes promoting the following different types of MLSB resistance:ermA, ermB, ermC,msrA, mphC, and linA/A’. Susceptibility to spiramycin was also examined. Among 75 erythromycin-resistantS. epidermidis isolates, the most frequent phenotypes were macrolides and streptogramins B (MSB) and constitutive MLSB (cMLSB). Moreover, all strains with the cMLSB phenotype and the majority of inducible MLSB (iMLSB) isolates were resistant to spiramycin, whereas strains with the MSB phenotype were sensitive to this antibiotic. The D-shape zone of inhibition around the clindamycin disc near the spiramycin disc was found for some spiramycin-resistant strains with the iMLSB phenotype, suggesting an induction of resistance to clindamycin by this 16-membered macrolide. The most frequently isolated gene was ermC, irrespective of the MLSB resistance phenotype, whereas the most often noted gene combination wasermC, mphC, linA/A’. The results obtained showed that the genes responsible for different mechanisms of MLSB resistance in S. epidermidis generally coexist, often without the phenotypic expression of each of them.

Colchões do tipo caixa de ovo: um reservatório de Staphylococcus aureus resistente à meticilina?

O estudo teve como objetivo avaliar as condições microbiológicas de colchões caixa de ovo em uso hospitalar com a finalidade de identificar a presença de Staphylococcus aureus e seu fenótipo de resistência à meticilina (MRSA). Coletaram-se as amostras microbiológicas nos colchões por meio de placas de contato PetrifilmTM em posições pré-estabelecidas. Totalizou-se 180 placas coletadas em 15 colchões, das quais 139 (72,2%) foram positivas para Staphylococcus aureus. Desse total, 77 (55,4%) e 62 (44,6%) corresponderam respectivamente à coleta antes e após a lavagem dos colchões. Evidenciou-se redução significante (p=0,023) das Unidades Formadoras de Colônias (UFC), entretanto com relação ao perfil de resistência foi identificado 8 (53,3%) colchões com MRSA. Diante dos resultados, pode-se inferir sobre o risco destes colchões atuarem como reservatórios secundários na cadeia de infecção, especialmente no que se refere à presença de MRSA.

Colonização pelo Staphylococcus aureus em profissionais de enfermagem de um hospital escola de Pernambuco

O presente estudo foi realizado com o objetivo de identificar a prevalência de colonização pelo Staphylococcus aureus em profissionais de enfermagem de um hospital universitário de Pernambuco, bem como avaliar o perfil de resistência deles isoladamente. Para isso, foi realizado um estudo transversal, no qual foram coletadas amostras biológicas das mãos e da cavidade nasal. A identificação do S. aureus foi realizada por meio do semeio em agar-sangue, agar manitol-salgado e através dos testes de catalase e coagulase. O perfil de sensibilidade foi determinado pela técnica de Kirby Bauer e para determinação da resistência à meticilina foi realizado o screening em placa com oxacilina com adição de 4% de NaCl. Dos 151 profissionais avaliados, 39 se encontravam colonizados, o que demonstrou uma prevalência de 25,8%. Dentre as variáveis estudadas, a faixa etária e a quantidade de EPI apresentaram-se associadas à colonização pelo microrganismo. De todas as linhagens isoladas, apenas cinco apresentaram resistência à meticilina.

Prevalence of Staphylococcus aureus colonization in renal transplant patients

Objective to evaluate the prevalence of Staphylococcus aureus nasal colonization in renal transplant patients and to identify the related risk factors. Method Swabs were used to collect nasal samples from 160 patients who had undergone a transplant within the previous year at the Kidney and Hypertension Hospital. The ‘National Committee for Clinical Laboratory Standards’ norms were followed for the collection, isolation, identification and sensitivity measurements. Results There was a 9.4% (15) prevalence of Staphylococcus aureus nasal colonization, of which one (6.7%) was resistant to oxacillin. It was possible to identify as an associated risk factor a wait of more than one year for accessing dialysis prior to the transplant (p=0.029). Conclusion Given the high morbidity and mortality rates that this microorganism causes in the target population, other studies should be carried out, and pre- and post-transplant screening should occur in order to develop strategies that improve the prevention and control of the spread of Staphylococcus aureus.

Chemical modifications of a natural xanthone and antimicrobial activity against multidrug resistant Staphylococcus aureus and cytotoxicity against human tumor cell lines

A series of 15 ω-aminoalkoxylxanthones containing methyl, ethyl, propyl, tert-butylamino and piperidinyl moieties were synthesized from a natural xanthone isolated from a lichen species. These compounds were tested for their in vitro antibacterial properties against Gram-positive and Gram-negative bacteria and cytotoxicity against a number of human tumor cell lines was too evaluated. The newly synthesized derivatives revealed selective activity against Staphylococcus aureus (Gram-positive), and the most promising results are for a multidrug resistant strain, for which six of these compounds showed good activity (MICs 4 µg/mL). Many derivatives inhibited tumor cells growth and most compounds were active on multiple lines.

STAPHYLOCOCCUS AUREUS BIOFILM FORMATION ON POLYPYRROLE: AN ELECTRICAL OVERVIEW

The development of organic devices based on conducting polymers for biofilm detection requires the combination of superior electrical response and high surface area for biofilm incorporation. Polypyrrole is a potential candidate for application in biofilm detection and control due to its characteristic superior electrical response and strong interaction with bacteria, which enables the use of the bioelectric effect in resulting devices. In this study, chemically synthesized polypyrrole was applied as a support for biofilm growth of S. aureus. Modifications in the electrical response of the polymeric template were explored to identify general mechanisms established during the deposition of the biofilm.

Eliminação de resistência a drogas por fluorquinolonas em Staphylococcus aureus de origem bovina

Cepas de Staphylococcus aureus de origem bovina foram submetidas ao tratamento com quatro fluoquinolonas na concentração subinibitória (1/2 x CMI), para avaliar a influência desses agentes sobre plasmídios. A ciprofloxacina mostrou ser a fluorquinolona mais eficiente, eliminando marcas de resistência para estreptomicina, tetraciclina, penicilina e cádmio. A norfloxacina e a pefloxacina eliminaram resistência para penicilina e tetraciclina, respectivamente; no entanto, não foi evidenciada a eliminação de plasmídio com ofloxacina. Os resultados confirmam a eficácia das fluor-quinolonas em eliminar plasmídios de resistência mostrando a importância desses estudos como contribuição para o entendimento da prevenção de linhagens multiresistentes, uma vez que as quinolonas em concentrações subinibitórias podem aumentar a sensibilidade das linhagens a outros agentes antimicrobianos.

Isolamento de Salmonella sp e Staphylococcus aureus no processo do abate suíno como subsídio ao sistema de Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle - APPCC

O presente estudo foi realizado para avaliar a presença de Salmonella sp e o número de Staphylococcus aureus na superfície de carcaças suínas e caracterizar os perigos microbiológicos em diferentes etapas do abate e pontos críticos de controle (PCCs), através da quantificação de riscos (odds ratio). Um total de 120 esfregaços superficiais de carcaça suína foi coletado em um matadouro-frigorífico, após o escaldamento/depilação (ponto A), antes da evisceração (B), após evisceração e serragem da carcaça (C) e após 24 horas de refrigeração (D). Salmonella sp foi encontrada com uma freqüência média de 11,7% (14) nas carcaças, enquanto o número de S. aureus variou entre 1,2 e 1,5 log UFC/cm² em 11,7% das carcaças amostradas, sem evidenciar diferença estatística entre os pontos A, B, C e D. Pode-se concluir que os riscos de contaminação por Salmonella sp e S. aureus foram os mesmos nas etapas do abate de suínos consideradas neste estudo.

Aspectos clínicos e características do leite em ovelhas com mastite induzida experimentalmente com Staphylococcus aureus

Este trabalho teve por objetivo estudar os aspectos clínicos e as características físico-químicas do leite em ovelhas com mastite induzida experimentalmente com Staphylococcus aureus. Foram utilizados dez animais da raça Santa Inês, com peso médio de 30 kg, fêmeas, primíparas recém-paridas, mantidos em apriscos e clinicamente sadios. Após se estabelecer os padrões de normalidade para as variáveis estudadas, os animais foram inoculados experimentalmente numa mama com uma cepa de S. aureus, empregando-se o inóculo de 1,0x10(4)ufc/ml, enquanto a outra serviu como controle. As observações clínicas e laboratoriais foram realizadas nos intervalos de 12, 24, 36, 48, 60, 72, 84, 96, 108, 120, 132, 168, 180, 288 e 336 horas após a inoculação do agente etiológico (PI). Todos os animais apresentaram manifestações clínicas sistêmicas e nas glândulas inoculadas, observadas com mais intensidade a partir de 24 horas após a inoculação. Alterações significativas (P<0,05) na produção e nos componentes físico-químicos do leite em relação aos seus controles ocorreram, reduzindo o volume e gordura. O pH, o teor de cloretos e a CCS atingiram índices muito elevados (P<0,05), acompanhados da reação na prova do CMT. O exame bacteriológico revelou a presença do S. aureus durante a fase de infecção. Após a instituição do tratamento nas ovelhas às 36 h PI, um animal morreu 48h PI; nas demais ocorreu a recuperação clínica, no entanto não houve o restabelecimento fisiológico das mamas inoculadas, que perderam a sua funcionalidade.

Avaliação in vitro da eficácia de desinfetantes comerciais utilizados no pré e pós-dippingfrente amostras de Staphylococcus spp. isoladas de mastite bovina

Objetivou-se com este estudo avaliar a sensibilidade in vitro de Staphylococcus spp.frente a alguns desinfetantes comerciais utilizados no pré e pós-dipping em vacas leiteiras. Foram testados um total de 60 isolados de Staphylococcus spp. identificados como S. aureus (50) e Staphylococcus coagulase positiva (10) recuperados de glândulas mamárias de vacas com mastite subclínica procedentes das regiões Metropolitana do Recife, Agreste e Zona da Mata do Estado de Pernambuco. O estudo da eficácia dos desinfetantes utilizados no pré e pós-dipping foi realizado utilizando-se os seguintes princípios ativos: cloro (2,5%), iodo (0,57%), clorexidine (2,0%), amônia quaternária (4,0%) e ácido lático (2,0%) em quatro tempos distintos (15", 30", 60" e 300"). Observou-se que 100% de S. aureus foram sensíveis ao iodo, 93,3% sensíveis a clorexidine, 80% sensíveis a amônia, 35,6% sensíveis ao ácido lático e 97,8% resistentes ao cloro no tempo de 60". Com relação a Staphylococcus coagulase positiva (SCP), 100% dos isolados foram sensíveis ao iodo, 81,8% sensíveis a amônia quaternária, 99,9% sensíveis ao ácido lático, 72,7% sensíveis a clorexidine e 100% resistentes ao cloro no tempo de 60". Conclui-se que a maior atividade desinfetante in vitro foi verificada para o iodo e clorexidine frente a S. aureus e do iodo e ácido lático frente aos SCP e que há necessidade de avaliação periódica dos desinfetantes utilizados nas propriedades leiteiras nas regiões estudadas, pois, existem variações no perfil de sensibilidade e resistência aos desinfetantes que podem comprometer os programas de controle da mastite bovina causada por Staphylococcus spp.

Virulence factors and antimicrobial resistance of Staphylococcus aureus isolated from bovine mastitis in Rio de Janeiro

The study was conducted to characterize pheno-genotypically the virulence factors and resistance pattern of Staphylococcus aureus isolates from milk samples of cows with subclinical mastitis. All hemolytic isolates presented beta-hemolysin, and 38% of the non-hemolytic isolates were able to express hemolysins in the presence of a beta-hemolytic strain. The amplification of the coa-gene displayed four different size polymorphisms with about 400 bp, 600 bp, 700 bp and 900 bp. The spaA gene that encodes the IgG-binding region of protein A revealed sizes of 700 bp and 900 bp. The amplification of region X from spaA yielded a single amplicon for each isolate with the prevalent amplicon size being of 180 bp. Amplification of sae gene yielded an amplicon size of 920 bp in 71% of the isolates. Antibiotic resistance pattern revealed that 42% S. aureus were susceptible to all antimicrobials tested. Seven different antibiotic patterns were observed. Our results indicated that 47% and 25% of S. aureus strains exhibited resistance to penicillin and oxacillin respectively. All oxacillin-resistant isolates were mecA-positive.

Perfil de sensibilidade microbiana in vitro de linhagens de Staphylococcus spp. isoladas de vacas com mastite subclínica

Objetivou-se com este estudo avaliar a sensibilidade antimicrobiana in vitro de 291 isolados de Staphylococcus spp. recuperados de amostras de leite de vacas com mastite subclínica, em 15 propriedades rurais localizadas na Região Metropolitana do Recife (A), Agreste (B) e Zona da Mata (C) do estado de Pernambuco. Dos 291 isolados, 170(58,4%) foram classificados como Staphylococcus coagulase negativa (SCN), 84(28,9%) como Staphylococcus aureus e 37(12,7%) como Staphylococcus coagulase positiva (SCP). Para o estudo do perfil de sensibilidade a antimicrobianos empregou-se a técnica de difusão em discos, foram avaliadas 16 drogas antimicrobianas utilizadas no tratamento das mastites. O antibiótico que apresentou melhor eficácia in vitro foi a associação entre neomicina + bacitracina + tetraciclina com percentuais de 98,4%, 99,3%, 89,7% para as regiões A, B e C, respectivamente. O antibiótico menos eficaz foi a ampicilina que apresentou 56,5% de resistência para as amostras da região A, 72,8% para a região B e 71,8% na região C. Os resultados obtidos mostram a necessidade da realização periódica de testes de sensibilidade in vitro, pois existem variações no perfil de sensibilidade e resistência que podem comprometer o tratamento do animal bem como os programas de controle da mastite bovina causada pelo Staphylococcus spp.

Perfil eletroforético e concentração de imunoglobulinas G (IgG) do soro sanguíneo de cabras Saanen com mastite experimental induzida por Staphylococcus aureus suplementadas com vitamina E

O objetivo do trabalho foi avaliar o perfil eletroforético das proteínas e a concentração sérica de imunoglobulina G (IgG) em cabras da raça Saanen com mastite induzida experimentalmente por Staphylococcus aureus e suplementadas com vitamina E (acetato de dl-α-tocoferol). Utilizaram-se 14 cabras adultas, gestantes, primíparas, com sorologia negativa para Artrite Encefalite Caprina (CAEV), clinicamente sadias, divididas em dois grupos experimentais de sete animais. Grupo não suplementado (G1) e grupo suplementado com 2.000 U.I. de acetato de dl-α-tocoferol (G2 Vit E) via intramuscular no dia do parto e sete dias após o parto. Ao nono dia do pós-parto foram inoculados 300 UFCs da cepa de S. aureus ATCC 225923, na metade esquerda da glândula mamária de cada animal. A mastite foi determinada pela colheita das amostras de leite para a comprovação da infecção, por meio de exames bacteriológicos, contagem de células somáticas (CCS) e California Mastitis Test (CMT), a partir deste momento foram efetuadas colheitas às 12, 24, 48 e 72 horas, sendo posteriormente instituído o tratamento intramamário com antimicrobiano e nova avaliação 48 horas após o tratamento. O perfil eletroforético em gel de agarose das proteínas séricas das cabras, apresentaram cinco frações, sendo: albumina e globulinas (α, β1, β2 e γ). Houve aumento na produção de γ-globulina e menor produção da fração β2-globulina 12 horas após a infecção, com os valores reduzindo mais rapidamente no grupo suplementado, evidenciando a influência da vitamina E na diminuição da produção das proteínas de fase aguda. Não houve influência da vitamina E na concentração sérica de imunoglobulina G (IgG) nos animais suplementados. A suplementação com vitamina E aumentou a concentração de imunoglobulinas e diminuiu a produção de proteínas de fase aguda, provavelmente pelo efeito antioxidante minimizando a lesão tecidual durante o processo inflamatório localizado na glândula mamária.