De bepaling van de gevoeligheid van Proteus mirabilis voor Ceftazidime en Ciprofloxacine en het effect van deze antibiotica bij Subinhibitory Concentrations op Proteus mirabilis Biofilms

Abstract

Rods van het Proteus genus worden vaak geïsoleerd bij patiënten, vooral uit de urinewegen van de gekatheteriseerde patiënten. De infecties geassocieerd met biomaterialen vormen cruciale therapeutische obstakels, wegens de bactericide weerstand van de biofilm. Het doel van deze studie was de vatbaarheid van P. mirabilis planktonische vormen voor ciprofloxacine en ceftazidime, het vermogen om biofilm te vormen, en de invloed van gekozen sub-MIC concentraties van deze antibiotica op de biofilm in verschillende stadia van zijn vorming te beoordelen. Het onderzoek omvatte 50 P. mirabilis stammen geïsoleerd uit wonden en de urinewegen van patiënten van het Universitair Ziekenhuis nr. 1 in Bydgoszcz. De beoordeling van de gevoeligheid voor ciprofloxacine en ceftazidime werd uitgevoerd met behulp van micromethodes. Het effect van sub-MIC concentraties van de gekozen antibiotica op de biofilm werd gemeten met de TTC-methode. De resistentie tegen ciprofloxacine werd bevestigd voor 20 stammen (40.0%) terwijl tegen ceftazidime voor 32 (64.0%) van de geteste P. mirabilis stammen. Alle geteste stammen vormden een biofilm: 24,0% zwak, 26,0% matig, en 50,0% sterk. Er werd vastgesteld dat ciprofloxacine en ceftazidime uitroeiing van de biofilm veroorzaakten. Bovendien werd het verband aangetoond tussen de herkomst van de stammen, de rijpheidsgraad van de biofilm en de resistentie tegen antibiotica.

1. Inleiding

P. mirabilis is de derde meest geïsoleerde pathogeen (na Escherichia coli en Klebsiella pneumoniae) van infecties van de urinewegen. Het zijn meestal opstijgende infecties, die vaker voorkomen bij patiënten met anatomische of fysiologische misvormingen van de urinewegen, alsook bij gekatheteriseerde patiënten of ten gevolge van medische zorgfouten.

Bacteriën van dit genus kunnen infecties van de luchtwegen, wonden, botten, gewrichten, spijsverteringskanaal, en ook meningitis of bacteremie veroorzaken.

De therapeutische obstakels bij de behandeling van P. mirabilis kunnen in verband worden gebracht met zijn vermogen om een biofilm te vormen. Biofilm is een formatie van communicerende micro-organismen, die zich vasthechten aan bepaalde oppervlakken en aan naburige cellen, bedekt met een extracellulaire matrix . Hij kan uit één of meer soorten bestaan. Biofilm werd voor het eerst beschreven in de 17e eeuw door Antonie van Leeuwenhoek, die bacteriën van tandheelkundige platen observeerde met behulp van een optische microscoop .

Het vermogen om biofilm te vormen bevordert de ontwikkeling en persistentie van infecties die samenhangen met het gebruik van biomaterialen zoals vasculaire en urinekatheters, ureterale of prostaatstents, penis- en testikelimplantaten, en hartkleppen of tracheale prothesen .

Biofilmlevende bacteriën vertonen een ander gedrag dan hun planktonische vormen; bovendien veranderen ze fenotypisch . De verschillende gevoeligheid voor antibiotica van de biofilmvormende cellen in vergelijking met hun planktonische vormen is het belangrijkste therapeutische probleem. Antibioticumresistentie van de biofilm kan veroorzaakt worden door verschillende naast elkaar bestaande mechanismen , zoals mucus en glycocalyx, die de antibioticumdistributie naar de diepere lagen van de biofilm verminderen . Deze bacteriën kunnen ook hun transcriptie veranderen en genen activeren die verantwoordelijk zijn voor antibioticaresistentie. Door de nabijheid van cellen wordt de overdracht van genetische informatie bevorderd, zelfs tussen verschillende soorten of geslachten. Dit soort informatie kan worden overgedragen via plasmiden die coderen voor virulentiefactoren en de mechanismen van antibioticaresistentie. Bovendien hebben biofilmvormende cellen het vermogen om te communiceren door middel van quorum sensing (QS) . Dit maakt de overdracht mogelijk van informatie die verband houdt met de resistentie van biociden en de mechanismen van hun activering

De aanwezigheid van antibiotica in de omgeving van de micro-organismen kan bovendien hun genotype en fenotype veranderen . Tijdens de behandeling met antibiotica worden micro-organismen vooral beïnvloed wanneer hun concentratie lager is dan de minimale remmende concentratie (MIC), die subinhibitoire concentratie MIC (sub-MIC) wordt genoemd . Antibiotica in deze concentratie hebben geen dodelijk effect, maar kunnen differentiatie van het oppervlak van de bacterie veroorzaken en modificaties van cellulaire functies zoals adhesie, hydrofobiciteit van het oppervlak en mobiliteit van de bacterie teweegbrengen, en ook interfereren met de interacties tussen gastheer en bacterie, zoals fagocytose of de productie van reactieve zuurstofspecies door de fagocyten.

Het doel van deze studie was de in vitro evaluatie van de gevoeligheid van P. mirabilis planktonische vormen voor ceftazidime en ciprofloxacine, de bepaling van het vermogen tot biofilmvorming van deze stammen, en de evaluatie van de invloed van de gekozen antibiotica op de biofilm in de verschillende stadia van zijn vorming.

2. Materialen en methoden

Vijftig P. mirabilis stammen werden gebruikt in deze studie. Ze werden geïsoleerd uit urine (25; 50,0%) en woningswabs (25; 50,0%) en afkomstig van 19 vrouwen (38,0%) en 31 mannen (62,0%) die werden behandeld in de klinieken van het Dr. Antoni Jurasz, Universitair Ziekenhuis nr. 1 in Bydgoszcz (SU1). De stammen werden geïdentificeerd aan de hand van een van de volgende tests: API 20E/ID32E (BioMerieux) en VITEK GN kaarten (BioMerieux) volgens de aanbevelingen van de fabrikanten.

Stammen werden bewaard in een hersen-hart infuus (BHI, Becton Dickinson) met 20,0% glycerol (POCH) bij -70°C. Voor de huidige toepassingen werden de stammen gedurende maximaal vier weken bewaard in cysteïne-triptose agar (CTA; Becton Dickinson).

2.1.

De bepaling van de minimale remmende concentratie (MIC) van ciprofloxacine (Sigma Aldrich) en ceftazidime (Sigma Aldrich) werd uitgevoerd met de micromethode volgens de aanbevelingen van EUCAST .

Het ESBL-resistentiemechanisme werd bepaald met de disc-diffusiemethode, met gebruikmaking van twee schijven, volgens de aanbevelingen van het National Reference Centre for Antimicrobial Susceptibility in Poland.

2.2.

De geteste stammen van P. mirabilis werden gekweekt op het cystine lactose electrolyte deficient medium (CLED, Becton Dickinson), terwijl de referentiestammen Staphylococcus aureus 209P en Escherichia coli 35218 werden verkregen van de American Type Culture Collection (ATCC), op 5,0% schapenbloed agar (Becton Dickinson). De stammen werden gedurende 18 uur bij 37°C gekweekt. Vervolgens werden de afzonderlijke kolonies geïnoculeerd in tryptisch sojavoedsel (TSB, Bio-Rad) bij 37°C. Na 18 uur werden de culturen gedurende 15 minuten bij 4 000 omwentelingen per minuut gecentrifugeerd; vervolgens werd het supernatant weggegooid en werd de pellet gespoeld met 3,0 ml fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS, POCH). Vervolgens werd de bacteriesuspensie gecentrifugeerd bij 4 000 rpm gedurende 10 minuten en de pellet werd gebruikt om de suspensie van 0,5 MacFarland troebelheid, met behulp van steriele Mueller-Hinton bouillon (MHB, Becton Dickson) te maken. Vervolgens werd 20 μl van elke suspensie in de putjes van polystyreen 96-wells-plaatjes gebracht, in drie herhalingen. De putjes werden gevuld met 180 μL steriel MHB-medium, waardoor een 10-voudige verdunning werd verkregen. Een steriliteitscontrole werd gemaakt van 200 μL MHB-medium in drie herhalingen. De cultuur werd geïncubeerd in een vochtige kamer bij 37 ° C gedurende 24 uur. Vervolgens werden de oplossingen verwijderd en de putjes gespoeld met steriel gedestilleerd water en bij 37 °C te drogen gelegd. Twintig minuten later werd aan elk putje 200 μl methanol (POCH) toegevoegd. De platen werden gedurende 20 minuten bij 400 omwentelingen per minuut bij kamertemperatuur op een schudapparaat geplaatst. Vervolgens werd de methanol verwijderd en liet men de platen drogen bij 37 ° C gedurende 20 minuten. In de volgende stap werd 200 μl 0,1% kristalviolet (CV, POCH) aan elk putje toegevoegd en gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur in een schudapparaat bij 400 rpm geplaatst. Vervolgens werd de CV verwijderd door de putjes grondig met water te spoelen tot de controleputjes kleurloos werden. De platen werden gedurende 20 minuten bij 37 °C gelaten om het water te laten verdampen. Tenslotte werd 200 μl methanol toegevoegd aan elk putje en 5 minuten op een shaker bij 400 rpm bij kamertemperatuur gelaten.

Absorbantiemetingen werden uitgevoerd met een spectrofotometer bij een golflengte van 570 nm, met gebruikmaking van KC4 v3.4 en KC4 Signature programma’s. Om de biofilmvorming voor elke stam en negatieve controle te beoordelen, werden het rekenkundig gemiddelde van de extinctie en de standaardafwijking gebruikt. De drempelwaarde van de extinctie () was het bewijs van de biofilmvorming en werd gedefinieerd als de som van het rekenkundig gemiddelde van de negatieve controle en een drievoudige waarde van de standaardafwijking. Een waarde onder de berekende som werd herkend als, het ontbreken van biofilm. Milde biofilm werd bepaald wanneer de waarde van de som was tussen en , matige biofilm-tussen en , en sterk voor een waarde hoger dan 4 (figuur 1).

Figuur 1

Visuele diversiteit van de intensiteit van de Proteus mirabilis biofilmvorming.

2.3. Beoordeling van het effect van geteste antibiotica op de Proteus mirabilis biofilm

De 12- en 24-uurs biofilms werden gevormd volgens de gegeven methodologie. Na verwijdering van het medium dat de planktonische vormen bevatte, werden 100 μl steriel MHB-medium en 100 μl antibioticum toegevoegd aan elk putje dat met de biofilm was gecoat. De antibioticaconcentraties waren gelijk aan 0,125, 0,25, 0,5 en 1,0 van de MIC-waarden, bepaald aan de hand van drie herhalingen voor planktonische vormen van de geteste stammen.

De platen werden in een vochtige kamer geplaatst en bij 37°C geïncubeerd. Na 18 uur werden de celsuspensies verwijderd en werd de biofilm driemaal gespoeld met steriel gedestilleerd water. Daarna werden de platen gedurende 20 minuten bij 37 °C te drogen gelegd. Vervolgens werd aan elk putje 100 μl steriel TSB-medium en 100 μl steriele 0,1% TTC-oplossing (POCH) toegevoegd.

De platen werden gedurende twee uur bij 37°C geïncubeerd. Daarna werden de suspensies verwijderd en werden de platen driemaal gespoeld. Dit werd gevolgd door de toevoeging van 200 μl methanol aan elk putje. Vervolgens werden de platen gedurende 5 minuten bij 400 omwentelingen per minuut bij kamertemperatuur op het schudapparaat geplaatst. De aflezingen werden uitgevoerd met een spectrofotometer bij 470 nm (figuur 2).

Figuur 2

Evaluatie van Proteus mirabilis biofilm eradicatie met onderzochte antibiotica in geselecteerde sub-MIC concentraties.

2.4. Statistische analyse

Statistische analyse werd uitgevoerd met behulp van het programma STATISTICA 10 ENG (StatSoft Inc.). De normaliteit van de verdeling werd beoordeeld. De significante verschillen tussen de medianen bij , die afhankelijk waren van het stadium van biofilmvorming, het type antibioticum, de herkomst van de klinische monsters, en de subinhibitorische concentratie van ciprofloxacine of ceftazidime en werd bepaald volgens de Kruskal-Wallis test. De gedetailleerde vergelijkingen werden uitgevoerd met de niet-parametrische Bonferroni’s post hoc test.

3. Resultaten

3.1. Gevoeligheid voor antibiotica

Resistentie tegen ceftazidime werd vastgesteld bij 32 (64,0%) en tegen ciprofloxacine bij 20 (40,0%) van de geteste P. mirabilis-stammen. Het aantal ciprofloxacine- en ceftazidime-resistente stammen was hoger bij stammen geïsoleerd uit urine dan bij die uit woningswabs (tabel 1).

Het uitgevoerde onderzoek stelde vast dat 11 van de 50 P. mirabilis-stammen resistent waren tegen ofwel ciprofloxacine ofwel ceftazidime, en 16 tegen beide antibiotica (tabel 3). Anderzijds waren drie van de stammen die resistent waren tegen ciprofloxacin, gevoelig voor ceftazidime, en drie van de stammen die resistent waren tegen ceftazidime, waren ook gevoelig voor ciprofloxacin.

3.2. Biofilmvorming

Alle geteste P. mirabilis stammen vormden een biofilm. Een zwakke biofilm werd gevormd door 12 (24,0%), matige door 13 (26,0%), en sterke door 25 (50,0%) van de geteste stammen (figuur 3). Sterke biofilmvorming werd bevestigd bij 14 (56,0%) stammen geïsoleerd uit urine en 11 (44,0%) bij stammen geïsoleerd uit woningswabs (Figuur 3). Er werden geen statistisch significante verschillen in biofilmvorming vastgesteld op basis van de herkomst van de stammen.

Van de 32 stammen die gevoelig waren voor ciprofloxacine, vormden 16 (50,0%) een sterke biofilm, en van de 20 ceftazidime-gevoelige stammen bleken 9 (45,0%) een sterke biofilm te vormen (tabel 4).

3.3. De invloed van subinhibitoire concentraties van ciprofloxacine en ceftazidime op 12- en 24-uur Proteus mirabilis biofilm

De verkregen resultaten leidden tot de verklaring dat zowel ciprofloxacine als ceftazidime de P. mirabilis biofilm uitroeien, wat de afname van de absorptiemediaan weerspiegelt met toenemende concentratie van het antimicrobiologische middel (figuur 4). De invloed van de rijpheid van de biofilm en het type materiaal waaruit de stammen werden geïsoleerd, werd bepaald (figuur 4). Uit het uitgevoerde onderzoek bleek dat de invloed van beide geteste antibiotica uiteenliep.

Figuur 4

Effect van geselecteerde subinhibitieconcentraties van ciprofloxacine en ceftazidime op 12- en 24-uurs P. mirabilis-biofilm. a, b, c,…: statistisch significante verschillen tussen de elementen gemarkeerd met verschillende letters (analyse heeft betrekking op beide delen van het diagram).

De hogere absorptiemedianen werden vermeld (0,8029 en 0.4634 voor stammen uit urine, 0,6292 en 0,3407 voor stammen uit wondswabs) voor ciprofloxacine dan voor ceftazidime (0,4548 en 0,2753, 0,5236 en 0,3703, resp.) bij gebruik van 0,125 en 0,250 sub-MICs voor de behandeling van 12-uurs biofilm (Figuur 4). Bij gebruik van 0,5 en 1,0 sub-MICs antibiotica waren de resultaten daarentegen omgekeerd. In beide gevallen werden geen statistisch significante verschillen vastgesteld (figuur 4).

In het geval van 24-uurs biofilm was ciprofloxacine effectiever in biofilmeradicatie dan ceftazidime bij alle geteste subinhibitorische concentraties (figuur 4). Voor stammen geïsoleerd uit urine varieerde de absorptiemediaan van 0,0269 tot 0,1384 relatief voor 1,0 en 0,250 MIC, en voor de stammen geïsoleerd uit wondswabs varieerde deze van 0,0729 tot 0,2206 bij 1,0 en 0,128 MIC van ciprofloxacine (figuur 4). In het geval van ceftazidime waren de absorptiemedianen significant hoger en varieerden van 0,3873 tot 0,6871 voor uit urine geïsoleerde stammen en 0,5588 tot 1,0616 voor uit wonduitstrijkjes geïsoleerde stammen, dienovereenkomstig, bij MIC-waarden van 0,250 en 0,128 (figuur 4). Voor beide bronnen van isolaten werd een statistisch significant hogere effectiviteit van ciprofloxacine (vergeleken met ceftazidime) tegen P. mirabilis biofilm in alle concentraties bevestigd, met uitzondering van 0,250 MIC (Figuur 4).

Gelijk aan de rijpheid van de biofilm en de oorsprong van de stammen, werden de laagste absorptie medianen waargenomen bij de concentratie gelijk aan 1,0 MIC voor ciprofloxacine en 0,250 MIC voor ceftazidime (Figuur 4).

Gelijk aan de rijpheid van de biofilm en de oorsprong van de stammen, werden de laagste absorptie medianen waargenomen bij de concentratie gelijk aan 1,0 MIC voor ciprofloxacine en 0,128 MIC voor ceftazidime.250 MIC voor ceftazidime (figuur 4).

Voor de 12 uur durende biofilm bij een ciprofloxacineconcentratie van 0,125 en 0,250 MIC werden lagere extinctiemedianen waargenomen bij uit urine geïsoleerde stammen (extinctiemedianen waren overeenkomstig 0,8029 en 0,4634) dan bij de stammen geïsoleerd uit woningswabs (extinctiemedianen waren overeenkomstig 0,6292 en 0,3407) (figuur 4). Voor de 0,5 en 1,0 daarentegen waren de MIC-resultaten omgekeerd (figuur 4). Er werden geen statistisch significante verschillen waargenomen (figuur 4). Voor 24-uurs biofilm werden lagere absorptiemedianen, ongeacht de concentratie, bepaald voor stammen geïsoleerd uit urine, wat een hogere gevoeligheid van de gevormde biofilm voor ciprofloxacine bewijst, vergeleken met de stammen geïsoleerd uit woningswabs (figuur 4). De verschillen waren niet statistisch significant bij de gegeven concentratie (Figuur 4).

In het geval van ceftazidime werd een hogere gevoeligheid van de biofilm vastgesteld voor stammen geïsoleerd uit urine, ongeacht de rijpheid van de biofilm en de antibioticumconcentratie (Figuur 4). Er werden geen statistisch significante verschillen vastgesteld voor gegeven subinhibitorische concentratie () (Figuur 4).

Het gebruik van ciprofloxacine veroorzaakte een significant hogere eradicatie van de 24-uurs biofilm vergeleken met de 12-uurs biofilm, ongeacht de antibioticumconcentratie en de herkomst van het monster (Figuur 4). De bepaalde extinctiemedianen voor 12-uursbiofilm behandeld met ciprofloxacine varieerden tussen 0,0589 en 0,8029 en voor 24-uursbiofilm tussen 0,0269 en 0,2206, afhankelijk van de sub-MIC-waarde en monsterafkomst (figuur 4). Statistisch significant verschil, veroorzaakt door de rijpheid van de biofilm, werd alleen vastgesteld voor de laagste ciprofloxacineconcentratie, ongeacht de herkomst van de stammen.

Ceftazidime roeide de 12-uurs biofilm efficiënter uit dan de 24-uurs tegenhanger, hetgeen wordt weerspiegeld door de absorptiemediane waarden (0,2753-0,5236) opgemerkt voor de “jongere” biofilm dan door die van de 24-uurs biofilm (0,3873-1,0616) (Figuur 4). Bij de gegeven sub-inhibitoire concentratie voor stammen geïsoleerd uit dezelfde bron, werden geen statistisch significante verschillen vastgesteld wat betreft de rijpheid van de biofilm (Figuur 4).

4. Discussie

Volgens de gepresenteerde studies waren 40,0% van de P. mirabilis stammen resistent tegen ciprofloxacine. Dit percentage is hoger in vergelijking met de resultaten verkregen door Hernández et al. , die aangaven dat 16,2% van de stammen resistent zijn tegen deze fluoroquinolone. Volgens Ko et al. was slechts 13,6% van de P. mirabilis-stammen resistent tegen dat antibioticum.

Kanayama et al. vonden dat onder 46 ESBL(-) P. mirabilis-stammen 23,9% resistent was tegen ciprofloxacine, terwijl onder ESBL(+) de overeenkomstige waarde 89,3% bereikte. Deze resultaten komen overeen met de gegevens van Ho et al. , die vaststelden dat bij ESBL(-) P. mirabilis-stammen 14,0% resistent is tegen ciprofloxacine, terwijl de overeenkomstige waarde voor ESBL(+)-stammen 76,9% bedraagt. Bovendien verkregen Saito et al. soortgelijke resultaten. Van de 80 ESBL(-) P. mirabilis-stammen waren er 13 (16,0%) resistent tegen ciprofloxacine. De resultaten van het huidige onderzoek bevestigen de hierboven vermelde tendens. Van de ESBL(-) en ESBL(+)-stammen was respectievelijk 15,4% en 81,82% resistent tegen ciprofloxacine. In vergelijking met deze cijfers werd een lager percentage resistente P. mirabilis-stammen verkregen door Luzzaro et al., namelijk 56,0% voor ESBL(+) en 2,5% voor ESBL(-). Zowel de eigen studie als de resultaten van andere auteurs bewijzen een hoge bijdrage van stammen die resistent zijn tegen ciprofloxacine onder de stammen die extended spectrum beta-lactamase produceren.

De gepresenteerde studies stelden vast dat stammen geïsoleerd uit urine resistenter zijn tegen ciprofloxacine dan die uit de woningswabs. Deze resultaten zijn vergelijkbaar met die van andere auteurs. Guggenheim et al. toonden aan dat 100% van de uit wonduitstrijkjes geïsoleerde stammen vatbaar waren voor ciprofloxacine. Yah et al. verkregen een lager percentage (5,2%) van P. mirabilis-stammen uit wonduitstrijkjes die resistent waren tegen dat antibioticum. Volgens Gales et al. was 81,5% van de uit urine geïsoleerde P. mirabilis-stammen vatbaar voor ciprofloxacine. Saito et al. toonden aan dat van de 80 stammen er 13 resistent waren tegen het hierboven genoemde antibioticum. Anderzijds stelden Wagenlehner et al. vast dat 0 tot 11,6% van de Proteus spp. stammen geïsoleerd uit urine, tussen 1994 en 2000, resistentie vertoonden tegen ciprofloxacine.

De resultaten van de gepresenteerde studie toonden aan dat stammen geïsoleerd uit urine resistenter waren tegen ceftazidime dan hun van wonduitstrijkjes afgeleide tegenhangers. De vastgestelde lage bijdrage van ceftazidime-gevoelige stammen is in tegenspraak met de resultaten van Gales et al. die aantoonden dat van 74 P. mirabilis-stammen geïsoleerd uit urine in de jaren 1997-1999, 97,3% gevoelig was voor ceftazidime en in het jaar 2000 waren alle 27 geteste stammen geïsoleerd uit dezelfde bron gevoelig voor het geteste antibioticum. De door Lautenbach et al. verkregen resultaten zijn vergelijkbaar; van de uit urine geïsoleerde P. mirabilis-stammen werd 91-100% als ceftazidime-gevoelig aangemerkt. Wagenlehner et al. toonden aan dat 0-4,5% van de Proteus spp. stammen geïsoleerd uit urine resistent waren tegen ceftazidime. Lockhart et al. verkregen soortgelijke resultaten, volgens welke 5,2% van de uit urine geïsoleerde stammen resistent waren. Bovendien stelden Anguzu en Olila een hoog percentage (87,5%) ceftazidime-gevoelige P. mirabilis-stammen vast, geïsoleerd uit wonduitstrijkjes.

In de huidige studie vonden we ook dat ceftazidime en ciprofloxacine sub-MIC een effect hadden op de 12- en 24-uurs biofilm gevormd door P. mirabilis bij vier antibioticaconcentraties, overeenkomend met 0,125 MIC, 0,25 MIC, 0,5 MIC en 1 MIC waarden. De absorptie vertoonde een omgekeerde correlatie met de ciprofloxacine- en ceftazidime-concentratie in alle geteste sub-MIC’s in zowel 12- als 24-uurs biofilms.

Nucleo et al. stelden vast dat ESBL(+) P. mirabilis-stammen een groter vermogen vertoonden om biofilm te vormen binnen een breed bereik van hun groei-intensiteit, in vergelijking met de ESBL(-) stammen. In de gepresenteerde studie werd een dergelijke correlatie echter niet aangetoond. Zowel ESBL(+) als ESBL(-) vormden biofilm op een vergelijkbaar niveau.

Wasfi et al. bepaalden het remmende effect van de antibiotica tegen de biofilm. De invloeden van ciprofloxacine, ceftriaxon, nitrofurantoïne en gentamycine sub-MIC’s werden getest in de gevallen van adhesie van vier P. mirabilis stammen. Er werd aangetoond dat 0,5 MIC van alle geteste antibiotica de biofilmvorming vermindert en dat de depletie goed was voor 85,0% tot 90,0%. Ciprofloxacine vertoonde de hoogste reductie: van 64,0% tot 93,0% bij 0,5 MIC en van 28,0% tot 91,0% bij 0,25 MIC.

Nucleo et al. bewezen de inductieve invloed van antibiotica op het biofilmvormend vermogen. Zij stelden vast dat een verhoging van de imipenem- en tazobactamconcentraties leidt tot een toename van de biofilmvorming bij alle 10 geteste P. mirabilis-stammen. De hoogste toename van biofilmvorming werd vastgesteld bij 0.25 MIC voor de meeste stammen, en slechts één stam vertoonde de meest intensieve biofilmgroei bij 0.125 MIC.

In de huidige literatuur is er een gebrek aan informatie over de invloed van antibiotica op P. mirabilis biofilm in een verschillend rijpheidsstadium. In de huidige studie werd vastgesteld dat ciprofloxacine, ongeacht de concentratie en de herkomst van de stam, de biofilmvormende cellen efficiënter uitroeide in het geval van een 24-uurs biofilm dan in het geval van een 12-uurs biofilm. Ceftazidime vertoonde een hogere biofilm eliminerende effectiviteit voor de 12-uurs tegenhanger.

5. Conclusies

Kennis van sub-MIC antibioticumconcentratie voor micro-organismen die biofilm vormen kan nuttig zijn voor rationele antibioticumtherapie. De gepresenteerde resultaten, en die van andere auteurs, tonen aan dat verschillende micro-organismen uiteenlopende reacties vertonen op sub-inhibitoire concentraties van verschillende antibiotica. Tijdens de behandeling met antibiotica wordt een deel van de micro-organismen beïnvloed door sub-inhibitoire doses van geneesmiddelen. Gedetailleerde kennis van hun effect op de biofilm gevormd door verschillende micro-organismen, en ook van de farmacodynamische indicatoren van geneesmiddelen, kan nuttig zijn bij de behandeling van infecties veroorzaakt door de biofilm. Daarom is verder onderzoek naar interacties tussen biofilm en biociden gerechtvaardigd en noodzakelijk.

Het uitgevoerde onderzoek toonde aan dat de werkzaamheid van antibiotica tegen P. mirabilis biofilm afhangt van de rijpheid en de herkomst van de stammen. Bovendien kan een concentratie van ceftazidime die aanzienlijk lager is dan de aanbevolen MIC het nuttigst zijn voor de uitroeiing van de biofilm. In de meeste geteste concentraties was ciprofloxacine efficiënter dan ceftazidime tegen de P. mirabilis biofilm.

Conflict of Interests

De auteurs melden geen potentiële belangenconflicten.

Acknowledgment

Dit onderzoek werd financieel ondersteund door de Nicolaus Copernicus Universiteit met middelen uit het onderhoud van het onderzoekspotentieel van de afdeling Microbiologie.