Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi

GENÇTÜRK, Zeynep; TEKELI, ALPER; DOLAPÇI, GÜLLÜ İŞTAR; ÖCAL, Duygu Nilüfer

Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi

Duygu Nilüfer ÖCAL, (Sağlık Bilimleri Üniversitesi, Dışkapı Yıldırım Beyazıt Eğitim ve Araştırma Hastanesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Bölümü, Ankara)

GÜLLÜ İŞTAR DOLAPÇI, (Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Ankara)

Zeynep GENÇTÜRK, (Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Biyoistatistik Anabilim Dalı, Ankara)

FAZIL ALPER TEKELİ (Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Ankara)

Mikrobiyoloji Bülteni

14 0

Yıl: 2017 Cilt: 51 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 220 - 235 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi

Öz:

Koagülaz-negatif stafilokoklar (KNS)'ın etken olarak ilk sıralarda yer aldığı kan dolaşımı enfeksiyonları (KDE) ve çoğu santral venöz kateter kullanımı ile ilişkili olan kateter ilişkili KDE (KİKDE), antibakteriyel ve destekleyici tedavilere rağmen morbidite ve mortalitenin önemli nedenleri arasında yer almaktadır. Bu enfeksiyonların uygun tedavilerinin yapılması için etken mikroorganizmaların özelliklerinin belirlenmesi önemlidir. Bu çalışmada, KDE ve KİKDE etkeni olan KNS türlerinin biyofilm oluşturma özelliklerinin gösterilmesi, vankomisin ve daptomisin için planktonik formlardaki duyarlılıklarının belirlenmesi için minimum inhibitör konsantrasyonu (MİK) ve biyofilm oluşturan sesil formlarının duyarlılıklarının belirlenmesi için minimum biyofilm eradike edici konsantrasyon (MBEK) değerlerinin saptanması ve in vitro olarak biyofilm oluşturan izolatlarla oluşan enfeksiyonlarda bu antibiyotiklerin etkinliklerinin ortaya konulması amaçlanmıştır. Çalışmada kullanılan toplam 65 KNS izolatı konvansiyonel yöntemlerle birlikte BD Phoenix (Becton Dickinson, ABD) ve Bruker Microflex MS (Bruker Daltonics, Bremen, Almanya) sistemleriyle tiplendirilmiştir. Metisilin direnci mecA geni varlığı PCR ile araştırılarak belirlenmiş, vankomisin ve daptomisin MİK değerleri sıvı mikrodilüsyon yöntemi (daptomisin için 25 ve 50 ?g/ml Ca++ içeren besiyerleri ile) ile saptanmıştır. Biyofilm oluşumunun ve MBEK değerlerinin tespitinde mikroplak yöntemi kullanılmıştır. KNS türleri arasındaki klonal ilişki PFGE yöntemi ile araştırılmıştır. Değerlendirilen 26'sı kateter kolonizanı; 28'i KİKDE etkeni ve 11'i KDE etkeni olan toplam 65 izolatın, 33'ü Staphylococcus epidermidis, 16'sı Staphylococcus haemolyticus, 15'i Staphylococcus hominis, biri Staphylococcus capitis olarak tiplendirilmiştir. İzolatların %81.5'i metisiline dirençli olarak saptanırken, hepsi vankomisin (MİK= 0.125-4 µg/ml) ve daptomisine (25 µg/ml Ca++ içeren besiyerinde MİK= 0.062-0.50 µg/ml; 50 µg/ml Ca++ içeren besiyerinde ise MİK= 0.031-0.25 µg/ml) duyarlı bulunmuştur. Daptomisin için 50 ?g/ml Ca++ içeren besiyerinde MİK değerleri daha düşük saptanmıştır (p< 0.001). Daptomisinin etkinliğinin, bu antibakteriyelin yapısında konformasyonel değişikliklere neden olan Ca++'nin fizyolojik seviyelerine bağlı olduğu bilinmektedir. Çalışmamızda elde edilen bulguda daptomisinin etkinliğinin en iyi düzeyde olması için yüksek Ca++ düzeylerine ihtiyaç olduğu yönünde yorumlanmıştır. İzolatların tamamı [(12 (%18.5)'si zayıf, 35 (%53.8)'i orta, 18 (%27.7)'i güçlü pozitif)] biyofilm oluşturmuştur. Vankomisinin MBEK ve MBEK/MİK değerleri daptomisine göre yüksek saptanmıştır (p< 0.001). Kuvvetli biyofilm oluşturan izolatların MBEK ve MBEK/MİK değerlerinin daha yüksek olduğu görülmüştür (p< 0.05). Özellikle biyofilm oluşturan izolatlarla meydana gelen enfeksiyonlarda, sadece MİK değerinin saptanması planktonik formdaki bakterilerin duyarlılığını yansıttığından biyofilm ilişkili enfeksiyonların tedavisinde her zaman yeterli olmamaktadır. Çalışmamızda elde edilen yüksek MBEK değerleri, MİK ve MBEK değerleri arasındaki uyumsuzluk ve MBEK/MİK, MBEK/MİK ve MBEK/MİK oranlarının yüksekliği bu öngörüyü desteklemektedir. Daptomisinin MBEK ve MBEK/MİK değerlerinin vankomisinin aynı değerlerine göre daha düşük saptanması, biyofilm ilişkili enfeksiyonların tedavisinde vankomisine göre daha düşük dozlarda etkin olabileceğini düşündürmüştür

Anahtar Kelime:

Konular: Biyoloji Mikrobiyoloji

In Vitro Effect of Vancomycin and Daptomycin on Biofilm Formation of Coagulase-Negative Staphylococci Strains

Öz:

Coagulase-negative staphylococci (CNS) are one of the primer agents of blood stream infections (BSI) and catheter-related bloodstream infections (CR-BSI) which are associated mostly with the usage of central venous catheters and, important causes of morbidity and mortality despite the usage of antibacterial and supportive treatment. It is important to determine the properties of these causative microorganisms in order to make appropriate treatment of such infections. The aims of our study were to evaluate the biofilm formation of coagulase negative staphylococci (CNS) which were causative agents of bloodstream (BSI) and catheter related bloodstream infections (CR-BSI), to determine the minimum inhibitory concentration (MIC) of planktonic forms and minimal biofilm eradication concentration (MBEC) of sessile forms for vancomycin and daptomycin and to evaluate the efficacy of these antibiotics in infections with biofilm-forming isolates in vitro. A total of 65 CoNS (n= 26 catheter colonizers, n= 28 CR-BSI, n= 11 BSI agents) were identified by conventional methods and also with BD Phoenix (Becton Dickinson, USA) and Bruker Microflex MS (Bruker Daltonics, Germany) systems. Methicillin resistance was determined by the presence of mecA gene with PCR. MIC values of vancomycin and daptomycin were investigated by broth microdilution, for daptomycin medium containing 25 and 50 μg/ml Ca++ were used. Assessment of biofilm formation and detection of MBEC were determined by microplate method. The clonal relationship was investigated by the PFGE method. A total of 65 isolates; 26 catheter colonizers, 28 CR-BSI agents and 11 BSI agents were evaluated and identified as Staphylococcus epidermidis (n= 33), Staphylococcus haemolyticus (n= 16), Staphylococcus hominis (n= 15), and Staphylococcus capitis (n= 1). 81.5% of the isolates were found to be methicillin resistant and all of them were found to be sensitive to vancomycin (MIC= 0.125-4 μg/ml) and daptomycin (MIC= 0.062-0.25 μg/ml in 25 μg/ml Ca++ and MIC= 0.031-0.50 μg/ml in 50 μg/ml Ca++ containing medium). MIC values were lower in medium containing 50 μg/ml Ca++ for daptomycin. As it is known that the efficacy of daptomycin depends on the physiological levels of Ca++, which causes conformational changes in the structure of these antibacterials. Our findings also suggested that high levels of Ca++ are needed to ensure the efficacy of daptomycin. All of the isolates produced biofilm at different strengths of positivity (n= 12/18.5% weak, n= 35/%53.8 moderate, n= 18/%27.7 strong). MBEC and MBEC/MIC values for vancomycin were found to be higher than daptomycin (p< 0.001). Strong biofilm producers had higher MBEC and MBEC/MIC, MBEC/MIC ve MBEC/MICdetection of only MIC values are not always sufficient in the treatment of biofilm-related infections as they reflect the sensitivity of planktonic bacteria. The inconsistency between the MIC and MBEC values and the high rates of MBEC/MIC found in our study supported this prediction.The lower detection of MBEC and MBEC/MIC values of daptomycin compared to the same values of vancomycin suggested that daptomycin might be effective at lower doses than vancomycin in the treatment of biofilm infections

Anahtar Kelime:

Konular: Biyoloji Mikrobiyoloji

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Bibliyografik

1. Otto M. Staphylococcus epidermidis-the ‘accidental’ pathogen. Nat Rev Microbiol 2009; 7(8): 555-67.
2. Doğruman Al F, Akça G, Sipahi B, Sultan N. Kan örneklerinden soyutlanan stafilokok suşlarının antibiyotiklere direnç durumları. ANKEM Derg 2005; 19(1): 14-6.
3. Mermel LA, Allon M, Bouza E, et al. Clinical practice guidelines for the diagnosis and management of intravascular catheter-related infection: 2009 update by the Infectious Disease Society of America. Clin Infect Dis 2009; 49(1): 1-45.
4. Beekmann SE, Henderson DK. Infections caused by percutaneous intravascular devices, pp: 3347-62. In: Mandell GL, Bennett JE, Dolin R (eds), Principles and Practice of Infectious Diseases. 2005, 6th ed. Churchill-Livingstone Inc, Philadelphia
5. Yen HW, Yang WC, Tarng DC, et al. Daptomycin antibiotic lock therapy for hemodialysis patients with Gram-positive bloodstream infections following use of tunneled, cuffed hemodialysis catheters: retrospective single center analysis. Hemodial Int 2016; 20(2): 315-20.
6. Shorr AF. Epidemiology of staphylococcal resistance. Clin Infect Dis 2007; 45(Suppl 3): 171-6.
7. Gkentzi D, Kolyva S, Spiliopoulou I, Marangos M, Dimitriou G. Treatment options for persistent coagulase negative staphylococcal bacteremia in neonates. Curr Pediatr Rev 2016; 12(3): 199-208.
8. Ishiekwene C, Ghitan M, Kuhn-Basti M, Chapnick E, Lin YS. Staphylococcus lugdunensis endocarditis with destruction of the ventricular septum and multiple native valves. ID Cases 2016; 22(7): 14-5.
9. Moise PA, North D, Steenbergen JN, Sakoulas G. Susceptibility relationship between vancomycin and daptomycin in Staphylococcus aureus: facts and assumptions. Lancet Infect Dis 2009; 9(10): 617-24.
10. Maki DG, Weise CE, Sarafin HW. A semiquantitative culture method for identifying intravenous catheter related infection. N Engl J Med1977; 296(23): 105-9.
11. O’Grady NP, Alexander M, Burns LA, et al. Guidelines for the prevention of intravascular catheter-related infections. Am J Infect Control 2011; 39(4 Suppl 1): S1-34.
12. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI).Principles and procedures for blood cultures; approved guideline. CLSI document M47-A., 2007,Wayne, USA.
13. Geha DJ, Uhl JR, Gustaferro CA, Persing DH. Multiplex PCR for identification of methicillin-resistant staphylococci in the clinical laboratory. J Clin Microbiol1994; 32(7): 1768-72.
14. Clinical and Laboratory Standard Institute (CLSI). Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing; Twenty-Fifth Informational Supplement, CLSI Document M100-S25, 2015, Wayne, USA.
15. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Methods for Dilution Antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically; approved standard- 10th edition,M07-A10, 2015,Wayne,USA.
16. Zmantar T, Kouidhi B, Miladi H, et al. A microtiterplate assay for Staphylococcus aureus biofilm quantification at various pH levels and hydrogen peroxide supplementation. New Microbiol 2010; 33(2): 137-45.
17. Antunes AL, Bonfanti JW, Perez LR, et al. High vancomycin resistance among biofilms produced by staphylococcus species isolated from central venous catheters. Mem Inst Oswaldo Cruz 2011; 106(1): 51-5.
18. Mulvey MR, Chui L, Ismail J, et al. Development of a Canadian standardized protocol for subtyping methicillin-resistant Staphylococcus aureus using pulsed-field gel electrophoresis. J Clin Microbiol 2001; 39(10): 3481-5.
19. Tekeli A, Koyuncu E, Dolapçı İ, Akın AA, Karahan ZC. Ankara Üniversitesi Hastanesinde 2002-2005 yılları arasında kan kültürlerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarının moleküler özellikleri. Mikrobiyol Bul 2009; 43(1): 1-10.
20. Güzel-Tunçcan Ö, Tozlu-Keten D, Dizbay M, Şenol E. Febril nötropenik hastalardan kateterle ilişkili kan dolaşımı infeksiyonu etkeni olarak izole edilen koagülaz negatif stafilokok türlerinin teikoplanine duyarlılıkları. Klimik Derg 2010; 23(2): 44-7.
21. Çiftçi N, Dağı Türk H, Demircan A, Tuncer İ. Kan kültürlerinden izole edilen koagülaz negatif stafilokokların tür tayini ve antibiyotiklere direnç oranları. ANKEM Derg 2016; 30(1): 7-11 . 22. Yılmaz N, Köse Ş, Ağuş N, Ece G, Akkoçlu G, Kıraklı C. Yoğun bakım ünitesinde yatan hastaların kan kültürlerinde üreyen mikroorganizmalar, antibiyotik duyaklılıkları ve nozokomiyal bakteriyemi etkenleri. ANKEM Derg 2010; 24(1): 12-9.
23. Akpaka PE, Christian N, Bodonaik NC, Smikle MF. Epidemiology of coagulase-negative staphylococci isolated from clinical blood specimens at the universty hospital of the West Indes. West Indian Med J 2006; 55(3): 170-3.
24. Khorshed A, Özbal Y. Kan kültürlerinde izole edilen koagülaz negatif stafilokokların tiplendirilmesi ve antibiyotik duyarlılıklarının araştırılması. Sağlık Bilimleri Derg 2012; 21(3): 153-6.
25. LaPlante KL, Mermel LA. In vitro activity of daptomycin and vancomycin lock solutions on staphylococcal biofilms in a central venous catheter model. Nephrol Dial Transplant 2007; 22(8): 2239-46.
26. Aslan H, Yapar N. Tigesiklin ve vankomisin etkinliklerinin metisiline dirençli Staphylococcus aureus ile oluşturulan in vitro biyofilm modelinde karşılaştırılması. Mikrobiyol Bul 2015; 49(4): 475-83.
27. de Oliveira A, Cataneli Pereira V, Pinheiro L, Moraes Riboli DF, Benini Martins K, Ribeiro de Souza da Cunha Mde L. Antimicrobial resistance profile of planktonic and biofilm cells of Staphylococcus aureus and coagulase-negative staphylococci. Int J Mol Sci 2016; 17(9): 1423.
28. Luther MK, Mermel LA, LaPlante KL. Comparison of telavancin and vancomycin lock solutions in eradication of biofilm-producing staphylococci and enterococci from central venous catheters. Am J Health Syst Pharm 2016; 73(5): 315-21.
29. Moore CL, Osaki-Kiyan P, Haque NZ, Perri MB, Donabedian S, Zervos MJ. Daptomycin versus vancomycin for bloodstream infections due to methicillin-resistant Staphylococcus aureus with high vancomycin minimum inhibitory concentration: a case-control study. Clin Infect Dis 2012; 54(1): 51-8.
30. Murray KP, Zhao J, Davis SL, et al. Early use of daptomycin versus vancomycin for methicillin-resistant Staphylococcus aureus bacteremia with vancomycin MIC > 1 mg/L: a matched cohort study. Clin Infect Dis 2013; 56(11): 1562-9.
31. Ho SW, Jung D, Calhoun JR, et al. Effect of divalent cations on the structure of the antibiotic daptomycin. Eur Biophys J 2008; 37(4): 421-33.
32. Mathur T, Bhateja P, Pandya M, Fatma T, Rattan A. In vitro activity of RBx 7644 (ranbezolid) on biofilm producing bacteria. Int J Antimicrob Agents 2004; 24(4): 369-73.
33. Bilman Bayındır F, Can F, Kaya M, Yazıcı AC. Kateter ile ilişkili hastane enfeksiyonlarından izole edilen metisiline dirençli stafilokoklarda biyofilm ile ilişkili antibiyotik duyarlılığının araştırılması. Mikrobiyol Bul 2013; 47(3): 401-16.
34. El-Azizi M, Rao S, Kanchanapoom T, Khardori N. In vitro activity of vancomycin, quinupristin/dalfopristin and linezolid against intact and disrupted biyofilms of staphylococci. Ann Clin Microbiol Antimicrob 2005; 4(2): 1-9.
35. Steward PS, Davison WM, Steenbergen JN. Daptomycin rapidly penetrates a Staphylococcus epidermidis biofilm. Antimicrob Agents Chemother 2009; 53(8): 3505-7.

APA	ÖCAL D, DOLAPÇI G, GENÇTÜRK Z, TEKELI A (2017). Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi. , 220 - 235.
Chicago	ÖCAL Duygu Nilüfer,DOLAPÇI GÜLLÜ İŞTAR,GENÇTÜRK Zeynep,TEKELI ALPER Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi. (2017): 220 - 235.
MLA	ÖCAL Duygu Nilüfer,DOLAPÇI GÜLLÜ İŞTAR,GENÇTÜRK Zeynep,TEKELI ALPER Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi. , 2017, ss.220 - 235.
AMA	ÖCAL D,DOLAPÇI G,GENÇTÜRK Z,TEKELI A Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi. . 2017; 220 - 235.
Vancouver	ÖCAL D,DOLAPÇI G,GENÇTÜRK Z,TEKELI A Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi. . 2017; 220 - 235.
IEEE	ÖCAL D,DOLAPÇI G,GENÇTÜRK Z,TEKELI A "Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi." , ss.220 - 235, 2017.
ISNAD	ÖCAL, Duygu Nilüfer vd. "Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi". (2017), 220-235.

APA	ÖCAL D, DOLAPÇI G, GENÇTÜRK Z, TEKELI A (2017). Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi. Mikrobiyoloji Bülteni, 51(3), 220 - 235.
Chicago	ÖCAL Duygu Nilüfer,DOLAPÇI GÜLLÜ İŞTAR,GENÇTÜRK Zeynep,TEKELI ALPER Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi. Mikrobiyoloji Bülteni 51, no.3 (2017): 220 - 235.
MLA	ÖCAL Duygu Nilüfer,DOLAPÇI GÜLLÜ İŞTAR,GENÇTÜRK Zeynep,TEKELI ALPER Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi. Mikrobiyoloji Bülteni, vol.51, no.3, 2017, ss.220 - 235.
AMA	ÖCAL D,DOLAPÇI G,GENÇTÜRK Z,TEKELI A Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi. Mikrobiyoloji Bülteni. 2017; 51(3): 220 - 235.
Vancouver	ÖCAL D,DOLAPÇI G,GENÇTÜRK Z,TEKELI A Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi. Mikrobiyoloji Bülteni. 2017; 51(3): 220 - 235.
IEEE	ÖCAL D,DOLAPÇI G,GENÇTÜRK Z,TEKELI A "Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi." Mikrobiyoloji Bülteni, 51, ss.220 - 235, 2017.
ISNAD	ÖCAL, Duygu Nilüfer vd. "Vankomisin ve Daptomisinin Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Oluşturduğu Biyofilm Üzerine İn Vitro Etkisi". Mikrobiyoloji Bülteni 51/3 (2017), 220-235.