In vitro activity of antimicrobial agents against Staphylococcus ssp. biofilms from canine otitis

Historicamente, as bactÃrias foram vistas como organismos que vivem isolados, no entanto, à claro, agora, que a grande maioria de bactÃrias existe em comunidades complexas, conhecidas como biofilmes. As bactÃrias em biofilmes se encontram aderidas a superfÃcies diversas, tanto abiÃticas como biÃticas (dente, osso, mucosa), compondo um ecossistema altamente estruturado, dinÃmico e organizado. Um exemplo de infecÃÃo que pode envolver a presenÃa formaÃÃo de biofilme à a otite - definida como inflamaÃÃo aguda ou crÃnica da orelha, podendo se estender desde o epitÃlio do conduto auditivo externo atà a orelha interna. Descrita como a doenÃa mais comum do canal auditivo externo em cÃes, possui uma etiologia multifatorial, que inclui fungos e bactÃrias, principalmente do gÃnero Staphylococcus. BactÃrias desse gÃnero sÃo comensais de pele e mucosas, mas podem atuar como patÃgenos oportunistas em condiÃÃes propÃcias e sÃo frequentemente associadas a uma ampla variedade de infecÃÃes em seres humanos e animais com vÃrios relatos de refratariedade aos tratamentos usuais. Em um biofilme, as bactÃrias podem ser dezenas de vezes mais resistentes aos antibiÃticos, quando comparadas Ãs mesmas bactÃrias em crescimento planctÃnico. O combate a infecÃÃes envolvendo bactÃrias em biofilme à um grande desafio da microbiologia mundial, que leva à busca de novas opÃÃes terapÃuticas. Com efeito, este estudo teve como objetivo avaliar o efeito inibitÃrio in vitro de seis substÃncias â trÃs agentes antimicrobianos clÃssicos, ciprofloxacina, cloranfenicol, gentamicina; e trÃs agentes antimicrobianos nÃo-clÃssicos timol, carvacrol, perÃxido de hidrogÃnio (H2O2) â contra cepas estafilocÃcicas de otite canina em crescimento planctÃnico e em biofilme. Foram avaliadas 54 cepas clÃnicas isoladas de secreÃÃo purulenta de cÃes com otite, divididas entre cinco espÃcies: S. intermedius, S. simulans, S. haemolyticus, S. epidermidis e S. lugdunensis. As 16 cepas classificadas como produtoras de biofilme (11 de S. intermedius e cinco de S. simulans), segundo resultado obtido pelo teste do Ãgar vermelho Congo e confirmaÃÃo por microscopia eletrÃnica de varredura (MEV), foram usadas em ensaios de microdiluiÃÃo em caldo para determinaÃÃo de concentraÃÃo inibitÃria mÃnima (CIM) e concentraÃÃo inibitÃria mÃnima em biofilme (CIMB). Com relaÃÃo Ãs cepas produtoras de biofilme, foram observados os seguintes resultados: os valores para ciprofloxacina foram 0,12 ≤CIM≤0,5 mcg/mL (mÃdia 0,28 mcg/mL) e 0,5≤CIMB≤8 mcg/mL (mÃdia 1,79 mcg/mL); para cloranfenicol 2≤CIM≤16 mcg/mL (mÃdia 7,41 mcg/mL) e 8≤CIMB≤32 mcg/mL (mÃdia 20,71 mcg/mL); para gentamicina 0,5≤CIM≤4 mcg/mL (mÃdia 2,09 mcg/mL) e 4≤CIMB≤64 mcg/mL (mÃdia 24,24 mcg/mL); para timol 32≤CIM≤512 mcg/mL (mÃdia 137,41 mcg/mL) e 256≤CIMB≤2048 mcg/mL (mÃdia 768 mcg/mL); carvacrol 32≤CIM≤512 mcg/mL (mÃdia 128 mcg/mL) e 256≤CIMB≤4096 mcg/mL (mÃdia 993,88 mcg/mL); e para H2O2 32≤CIM≤128 ppm (mÃdia 99,76 ppm) e 128≤CIMB≤4096 ppm (mÃdia 1874,82 ppm). Os dados obtidos apontam para o potencial terapÃutico dos seis antibiÃticos estudados no tratamento de infecÃÃes estafilocÃcicas associadas a biofilme, sendo necessÃrios novos estudos para investigar os mecanismos de aÃÃo dessas drogas sobre o biofilme, bem como o delineamento de experimentos in vivo para confirmar a significÃncia desses achados.Historically, bacteria have been seen as isolated organisms; however, it is now clear that the vast majority of bacteria exist in complex communities known as biofilms. Bacteria in biofilms are adhered to various surfaces, both abiotic and biotic (teeth, bones, mucosa), often forming a highly dynamic ecosystem, which is structured and organized. An example of infection, which can involve the formation of biofilm is otitis - defined as an acute or chronic inflammation of the ear, which may extend from the external ear canal to the inner ear. Described as the most common disease of the external ear canal in dogs, it has a multifactorial etiology, including fungi and bacteria, especially of the genus Staphylococcus. Bacteria of this genus are commensal to skin and mucous membranes, but can act as opportunistic pathogens in favorable conditions and are often associated with a wide variety of infections in humans and animals with many reports of refractoriness to usual treatments. In biofilm, bacteria can be ten to a hundred times more resistant to antibiotics when compared to the same bacteria in planktonic growth. The struggle to fight infections involving bacterial biofilms is a major challenge of microbiology today, which, in turn, leads to the search for new therapeutic options. Thus, this study aimed to evaluate the in vitro inhibitory effect of six substances â three classic antimicrobial agents ciprofloxacin, chloramphenicol, gentamicin; and three non-classic antimicrobial agents thymol, carvacrol, hydrogen peroxide (H2O2) - against staphylococcal strains from canine otitis in planktonic growth and in biofilm. We analyzed 54 clinical strains isolated from purulent secretion of canine otitis, divided into five species: S. intermedius, S. simulans, S. haemolyticus, S.epidermidis and S. lugdunensis. The 16 strains classified as biofilm producers (11 S. intermedius and five S. simulans), according to result obtained by the Congo red agar test and confirmed by scanning electron microscopy (SEM), were used in broth microdilution assay for determination of minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum biofilm inhibitory concentration (MBIC). With regards to the biofilm-producing strains, the following results were observed: the values for ciprofloxacin were 0,12 ≤MIC≤0,5 mcg/mL (mean 0,28 mcg/mL) and 0,5≤MBIC≤8 mcg/mL (mean 1,79 mcg/mL); for chloramphenicol 2≤MIC≤16 mcg/mL (mean 7,41 mcg/mL) and 8≤MBIC≤32 mcg/mL (mean 20,71 mcg/mL); for gentamicin 0,5≤MIC≤4 mcg/mL (mean 2,09 mcg/mL) and 4≤MBIC≤64 mcg/mL (mean 24,24 mcg/mL); for thymol 32≤MIC≤512 mcg/mL (mean 137,41 mcg/mL) and 256≤MBIC≤2048 mcg/mL (mean 768 mcg/mL); carvacrol 32≤MIC≤512 mcg/mL (mean 128 mcg/mL) and 256≤MBIC≤4096 mcg/mL (mean 993,88 mcg/mL); and for H2O2 for 32≤MIC≤128 mcg/mL (mean 99,76 ppm) and 128≤MBIC≤4096 ppm (mean 1874,82 ppm). The presented data indicates the therapeutic potential of the six antibiotics studied in the treatment of staphylococcal infections associated with biofilm, which warrants further studies to investigate the mechanisms of action of these drugs on biofilms and the design of in vivo experiments to confirm the significance of these findings