Importancia de la formación de biopelícula en infecciones protésicas causadas por staphylococcus sp. Implicaciones terapéuticas

Resum

Las infecciones asociadas a los implantes protésicos constituyen un problema clínico creciente directamente relacionado con el uso de biomateriales. Durante los últimos años se ha podido constatar que este tipo de infecciones están asociadas a la formación de las llamadas biopelículas, siendo Staphylococcus sp. el género de microorganismos aislados con mayor frecuencia (60% de los casos). El desarrollo de estas biopelículas tiene importantes consecuencias en el manejo del paciente, ya que dificulta tanto el diagnóstico como el tratamiento de dichas infecciones. Por todo ello, es necesario realizar estudios enfocados a mejorar tanto el conocimiento de las biopelículas, como mejorar el diagnóstico y optimizar el tratamiento. En este trabajo se plantearon los siguientes objetivos: -Evaluar la eficacia de un kit comercial basado en un protocolo de PCR de amplio rango e hibridación como método de detección e identificación de microorganismos en muestras de pacientes con sospecha de infección asociada a implantes protésicos. -Analizar la capacidad formadora de biopelícula in vitro en cepas clínicas de Staphylococcus sp. aisladas de casos de infección asociada a prótesis y material de osteosíntesis, mediante técnicas fenotípicas y genotípicas, directas e indirectas. -Estudiar la sensibilidad de las cepas anteriores a antimicrobianos comúnmente utilizados en el tratamiento de infecciones osteoarticulares, tanto en estado planctónico como formando biopelícula. -Analizar el efecto de la combinación de NAC y eritromicina a concentración subinhibitoria con los mismos antibióticos del estudio de sensibilidad sobre las mismas cepas. -Estudiar la capacidad del péptido RIP para inhibir la formación de biopelícula en cepas de Staphylococcus sp. -Evaluar la utilidad del biomaterial de sílice mesoporoso SBA-15 como vehículo de liberación de rifampicina, vancomicina y linezolid, tanto de manera individual como en combinación. Las conclusiones que se extrajeron de los distintos estudios fueron las siguientes: 1. La utilización del kit comercial combinado con la técnica de sonicación permitió incrementar la sensibilidad en el diagnóstico de muestras procedentes de pacientes con diagnóstico clínico de infección en un 10% respecto a aquellas detectadas sólo mediante cultivo y sonicación en los casos de infección asociada a prótesis articular. Sin embargo, la detección molecular de microorganismos en las muestras sin diagnóstico clínico de infección sigue siendo un desafío respecto a la interpretación de los resultados, ya que en este trabajo se detectaron como positivas el 18,1 % de las muestras consideradas sin infección en un inicio. 2. Tras estudiar mediante distintos métodos la capacidad formadora de biopelícula en cepas clínicas de S. aureus y S. epidermidis se determinó que todas las cepas estudiadas son formadoras de biopelícula, ya que mostraron resultado positivo en al menos una de las técnicas utilizadas, siendo la técnica de Stepanovic la más sensible, con un porcentaje de detección del 93,8%. Por otra parte, la detección de los genes ica no parece ser un indicativo determinante de la capacidad para formar una biopelícula. Observando los resultados obtenidos queda demostrada la necesidad de recurrir a diversos tipos de técnicas, tanto genotípicas como fenotípicas para la completa detección del potencial de una cepa bacteriana para formar una biopelícula. 3. Observando los datos de CMI y CMB obtenidos en el estudio de sensibilidad en bacterias planctónicas, los antibióticos con mejores resultados fueron tigeciclina, daptomicina, y linezolid, mostrando una alta actividad in vitro frente a la mayoría de las cepas de estafilococos estudiadas y sin casos de resistencia. 4. En el estudio de sensibilidad en biopelículas los dos antibióticos con mejor actividad fueron rifampicina y tigeciclina, con valores de CMEB ligeramente inferiores al resto de los antibióticos. A pesar de ello, los resultados demostraron que ninguno de los antibióticos seleccionados fue totalmente efectivo en la erradicación de biopelículas, con datos de CMEB muy superiores a los de CMI, lo que demuestra la mayor resistencia de las biopelículas a los distintos antimicrobianos. 5. Respecto a las combinaciones de antibióticos con NAC, en el caso de las cepas de S. aureus los resultados fueron muy homogéneos, y la adición de NAC no demostró ejercer un claro efecto sobre la susceptibilidad de las biopelículas. En el caso de S. epidermidis los resultados fueron cepa-dependiente. La combinación de NAC con rifampicina, tigeciclina y ciprofloxacino incrementó la CMEB en algunas cepas. Por el contrario, se observó una ligera disminución al combinar ese mismo compuesto con cloxacilina, daptomicina y fosfomicina. 6. La combinación de eritromicina a concentración subinhibitoria con los mismos antibióticos sólo resultó satisfactoria en ciertas cepas de S. epidermidis. Únicamente una cepa de esta especie vio disminuida su CMEB en prácticamente todos los casos al realizar las combinaciones con ambos compuestos. Por otra parte, las combinaciones resultaron indiferentes para S. aureus. 7. Los resultados obtenidos en el ensayo con el péptido RIP no demostraron la capacidad de este compuesto para inhibir de manera significativa la formación de biopelícula en las cepas analizadas, ya que no se observaron diferencias significativas con adición del péptido y sin él. 8. El estudio de la cerámica mesoporosa de sílice SBA-15 demostró que se trata de un biomaterial con un gran potencial en cuanto a su utilización como vehículo de liberación de rifampicina, vancomicina y linezolid, tanto de manera individual como en combinación, ya que todos los antibióticos alcanzaron concentraciones de liberación por encima de los puntos de corte. El antibiótico que se mantuvo más activo tras el proceso fue rifampicina, con una concentración activa equivalente a 96,14 mg/L a las 24 horas.