Avaluació de l'eficàcia d'un nou antibiòtic en el tractament dels biofilms produïts per Pseudomonas aeruginosa

Abstract

[cat] Pseudomonas aeruginosa és considerat un dels patògens oportunistes més importants, causant d’una àmplia diversitat d’infeccions a l’ésser humà. Destaca la seva importància clínica a les infeccions respiratòries cròniques com la fibrosi quística, la bronquièctasi i la malaltia pulmonar obstructiva crònica (MPOC). El patogen es caracteritza per presentar una gran capacitat de desenvolupar resistències als antibiòtics, ja sigui per mutacions cromosòmiques o per adquisició gènica. En aquest estudi, hem avaluat l’eficàcia terapèutica i la dinàmica de resistència antibiòtica damunt els biofilms de P. aeruginosa tractats amb un nou antibiòtic (NA1). Es varen utilitzar les soques de laboratori PAO1 i PAOMA (mucoide), a més de la soca clínica 146-HSE (soca epidèmica de Liverpool[LES-1]). Inicialment, es van determinar les CMI de l’antibiòtic per aquestes soques a través del mètode de dilució en brou amb la intenció d’establir les concentracions antibiòtiques adequades pel tractament dels biofilms. Els biofilms es varen desenvolupar fent ús del model de tractament en cambra de flux. Les concentracions de NA1 escollides per dur a terme el tractament dels biofilms foren 0,5 µg/ml, 2 µg/ml i 8 µg/ml, equivalents a 1x, 4x i 16x la CMI de la soca PAO1, respectivament. Es va determinar el nombre de cèl·lules viables (UFC) i de mutants resistents. Per altra banda, la dinàmica estructural del biofilm es va poder seguir mitjançant microscòpia confocal. El processament de les imatges obtingudes es va realitzar amb els programes de software IMARIS i COMSTAT. L’ús de les concentracions de 0,5 µg/ml o 2 µg/ml de NA1 va contribuir a la selecció de mutants resistents a NA1. No obstant, l’ús d’una concentració de 8 μg/ml va reduir de manera eficient el nombre de cèl·lules viables als biofilms de P. aeruginosa, a més de prevenir la selecció de mutants resistents. Aquests resultats suggereixen que NA1 podria mostrar bona activitat enfront els biofilms de P. aeruginosa, podent arribar a considerar-se en un futur una nova i eficaç alternativa terapèutica.

[eng] Pseudomonas aeruginosa is considered one of the most important opportunistic pathogens, cause of a wide variety of infections in human beings. Highlights its clinical significance in chronic respiratory infections such as Cystic Fibrosis, bronchiectasis and chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The pathogen is characterized by presenting a great ability to develop resistance to antibiotic, either for chromosomal mutations or gene acquisition. In this study, we have evaluated the therapeutic efficacy and dynamics of antibiotic resistance in P. aeruginosa biofilms treated with a new antibiotic (NA1). Laboratory strains PAO1 and PAOMA (mucoid), in addition to 146- HSE (Liverpool epidemic strain [LES-1]), were used. Initially, we determined the antibiotic MIC by these strains through broth dilution method, with the intention of establishing adequate antibiotic concentrations for the treatment of biofilms. Biofilms were developed using the treatment model in flow cell. NA1 concentrations chosen to carry out the biofilm treatment were 0,5 µg/ml, 2 µg/ml and 8 µg/ml, equivalent to 1x, 4x and 16x MIC of strain PAO1, respectively. The number of viable cell (CFU) and resistant mutants was determined. On the other hand, biofilm structural dynamics could be followed by confocal microscopy. The processing of the images obtained was carried out using IMARIS and COMSTAT software programs. The use of concentrations of 0,5 µg/ml or 2 µg/ml of NA1 contributed to the selection of resistant mutants to NA1. However, the use of a concentration of 8 µg/ml reduced efficiently the number of viable cells in P. aeruginosa biofilms, as well as preventing the selection of resistant mutants. These results suggest that NA1 could show a good activity against P. aeruginosa biofilms and could be considered a new and effective therapeutic alternative in the future