Analysis of the presence of genetic determinants associated with biofilm and phenotypic assessment of biofilm formation in the group of multi-drug resistant strains

Biofilm is a multicellular structure surrounded by a matrix which can be formed by bacteria of the same or different species, fungi, protozoa or algae. Microorganisms surrounded by a matrix are characterized by greater resistance to drug and disinfectants. The aim of this thesis was the phenotyphic evaluation of biofilm formation among the studied Staphylococcus epidermidis and Acinetobacter baumannii strains and the detection of genetic determinants associated with its production. For this purpose, the biofilm production was assessed using a spectrophotometric method using a tissue culture plate. The presence of the abaI, csuE and icaADBC genes was confirmed by PCR. Among the 15 tested isolates of Acinetobacter baumannii, 80% were strains with an average biofilm capacity and 20% with a weak biofilm. In the group of 15 strains Staphylococcus epidermidis 13 (86,6%) were identified as medium producers, one (6,6%) was classified as strong and one (6,6%) as weak. The presence of amplification products of the icaADBC gen cluster for 8 (53,3%) of the Staphylococcus epidermidis strains tested has been demonstrated. All of the Acinetobacter baumannii isolates were found to have the abaI gene. In contrast, the occurrence of the csuE gene in 6, which constituted 40% of the tested strains. The results of the study show that biofilm is a structure commonly produced among clinical strains of bacteria. Therefore, the study of biofilm formation in routine microbiological diagnostics should be considered. As confirmed, the best test could be a spectrophotometric test provided the laboratory has the appropriate equipment.

Biofilm to wielokomórkowa struktura otoczoną macierzą, którą mogą tworzyć bakterie tego samego lub różnych gatunków, grzyby, pierwotniaki czy glony. Otoczone macierzą mikroorganizmy charakteryzują się większą opornością na leki i środki dezynfekcyjne. Celem niniejszej pracy magisterskiej była ocena fenotypowa tworzenia biofilmu wśród badanych szczepów Staphylococcus epidermidis i Acinetobacter baumannii oraz wykrywanie determinant genetycznych związanych z jego produkcją. W tym celu przeprowadzono ocenę produkcji biofilmu przy użyciu metody spektrofotometrycznej z użyciem płytki do hodowli tkankowych (Tissue Culture Plate TCP). Obecność genów abaI, csuE i icaADBC potwierdzano metodą PCR. Wśród 15 badanych izolatów Acinetobacter baumannii, 13 (80%) stanowiły szczepy o średniej zdolności tworzenia biofilmu natomiast 2 ( 20%) o słabej. W grupie 15 szczepów Staphylococcus epidermidis 13 (86,6%) zidentyfikowano jako średnich producentów, jeden (6,7%) zaliczono do silnych oraz jeden (6,7%) do słabych. W badaniach genetycznych wykazano obecność produktów amplifikacji klastra genów icaADBC dla 8 (53,3%) badanych szczepów Staphylococcus epidermidis. U wszystkich izolatów Acinetobacter baumannii stwierdzono występowanie genu abaI. Natomiast występowanie genu csuE u 6, co stanowiło 40% badanych szczepów. Wyniki badań świadczą, że biofilm jest strukturą powszechnie produkowaną wśród klinicznych szczepów bakterii. Należałoby więc uwzględnić badanie powstawania biofilmu w rutynowej diagnostyce mikrobiologicznej. Jak potwierdzono w badaniach najlepszym przydatnym testem mógłby być test spektrofotometryczny pod warunkiem posiadania przez pracownię mikrobiologiczną odpowiedniego sprzętu.