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Characterization of virulence factors, antimicrobial resistance patterns and biofilm formation of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus spp. strains isolated from corneal infection - 19/11/18

Caractérisation des facteurs de virulence, des profils de résistance aux antimicrobiens et de la formation de biofilm de Pseudomonas aeruginosa et de Staphylococcus spp. souches isolées d’une infection cornéenne

Doi : 10.1016/j.jfo.2018.01.012 
H. Heidari a, M. Hadadi a, H. Sedigh Ebrahim-Saraie a, A. Mirzaei b, A. Taji a, S.R. Hosseini c, M. Motamedifar a, d,
a Department of Bacteriology and Virology, School of Medicine, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran 
b Student Research Committee, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran 
c Khalili Hospital, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran 
d Shiraz HIV/AIDS Research Center, Institute of Health, Shiraz University of Medical Sciences, Shiraz, Iran 

Corresponding author. Department of Bacteriology and Virology, School of Medicine, Shiraz University of Medical Sciences, Zand Street, Imam Hossein Square, Shiraz, Iran.Department of Bacteriology and Virology, School of Medicine, Shiraz University of Medical SciencesZand Street, Imam Hossein SquareShirazIran

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Summary

Introduction

Infectious keratitis is a serious ocular infection that can lead to severe visual impairment and blindness. Bacterial pathogens are responsible for nearly half of infectious keratitis cases. This study was performed to determine the virulence factors, antimicrobial resistance patterns, and biofilm formation ability of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus spp. strains isolated from corneal infections.

Methods

A total of 56 corneal scraping samples were collected over 8 months. P. aeruginosa and staphylococcal strains were identified by phenotypic and genotypic methods. Determination of multidrug resistance was performed according to its definition of multidrug resistance (MDR). Detection of antimicrobial resistance genes and determinants of virulence were also performed using standard procedures. Biofilm formation ability of the isolates was determined by colorimetric microtitration plate assay and Modified Congo red agar (MCRA).

Results

In the present study, P. aeruginosa, MSSA, MRSA, MS-CoNS and MR-CoNS strains were isolated from corneal infections. Multidrug resistance was observed in 42.9% and 57.1% of P. aeruginosa and Staphylococcus spp., respectively. The most frequent virulence genes among P. aeruginosa strains were exoA and exoS (100%) followed by exoU (71.4%) and lasB (28.6%). All the P. aeruginosa isolates were biofilm producers and carried the algD gene (100%). All staphylococcal strains were negative for pvl gene amplification. Biofilm formation was also observed in 4 (57.1%) isolates. Both icaA and icaD genes were detected in the biofilm producers.

Conclusion

Our results indicated that P. aeruginosa and Staphylococcus spp. were the most prevalent bacterial agents that cause corneal infections. However, their virulence traits and biofilm formation ability were noteworthy.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Introduction

La kératite infectieuse est une infection oculaire importante pouvant entraîner une déficience visuelle grave et la cécité. Les pathogènes bactériens sont responsables de près de la moitié des cas de kératite infectieuse. Cette étude a été réalisée pour déterminer les facteurs de virulence, les profils de résistance aux antimicrobiens et la capacité de formation de biofilm de Pseudomonas aeruginosa et de Staphylococcus spp. souches isolées d’infections cornéennes.

Méthodes

Un total de 56 échantillons de grattage de la cornée ont été recueillis pendant 8 mois. P. aeruginosa et les souches staphylococciques ont été identifiées par des méthodes phénotypiques et génotypiques. La détermination de la multirésistance aux médicaments a été effectuée conformément à sa définition de multirésistance aux médicaments. La détection des gènes de résistance aux antimicrobiens et des déterminants de virulence a également été effectuée en utilisant des procédures standard. La capacité de formation de biofilm des isolats a été déterminée par un essai de plaque de microtitration colorimétrique et de gélose rouge Congo modifiée.

Résultats

Dans la présente étude, des souches de P. aeruginosa, de MSSA, de SARM, de MS-CoNS et de MR-CoNS ont été isolées à partir d’infections cornéennes. Une multirésistance a été observée chez 42,9 % et 57,1 % de P. aeruginosa et de Staphylococcus spp., respectivement. Les gènes de virulence les plus fréquents parmi les souches de P. aeruginosa étaient exoA et exoS (100 %) suivis de exoU (71,4 %) et de lasB (28,6 %). Tous les isolats de P. aeruginosa étaient producteurs de biofilm et portaient le gène algD (100 %). Toutes les souches staphylococciques étaient négatives pour l’amplification du gène pvl. La formation de biofilm a également été observée dans 4 isolats (57,1 %). Les deux gènes icaA et icaD ont été détectés dans les producteurs de biofilm.

Conclusion

Nos résultats ont indiqué que P. aeruginosa et Staphylococcus spp. étaient les agents bactériens les plus répandus qui provoquent des infections cornéennes. Cependant, leurs traits de virulence et la capacité de formation de biofilm étaient caractérisables.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus spp., Virulence factors, Biofilm, Corneal ulcer

Mots clés : Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus spp., Facteurs de virulence, Biofilm, Ulcère cornéen


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Vol 41 - N° 9

P. 823-829 - novembre 2018 Retour au numéro
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