SCCmec characterization and biofilm production in Staphylococcus aureus from the Hospital Universitário de Santa Maria

Staphylococcus aureus, in particular those resistant to methicillin (MRSA), are reported worldwide as pathogens of high prevalence in the etiology of infections. Its versatility as an important etiological agent results from the combination of its virulence factors, highlighting the ability to evade the host's immune system, often through the production of biofilm, as well as developing resistance to multiple antimicrobials. In MRSA, resistance is due mainly to the presence of the mecA gene, carried in a mobile genetic element (SCCmec). Since the emergence of the first MRSA strain associated with the hospital environment (HA-MRSA), significant changes in its epidemiology could be detected with the emergence of community-associated resistant strains (CA-MRSA), differentiated by risk factors, SCCmec typing and distribution of resistance genes. This work aimed to characterize the strains of S. aureus isolated in the Hospital Universitário de Santa Maria (HUSM), through the SCCmec typing, as well as to evaluate different methods to determine biofilm formation. For the SCCmec typing, 113 MRSA, mecA-positive genes, were evaluated in three periods: 38 (2008), 37 (2011) and 38 (2015) isolates were obtained from different clinical specimens of patients attended at the HUSM. The typing was performed through PCR and the antimicrobial susceptibility profile through automated methodology (MicroScan® and Vitek® 2). We verified that SCCmec type I was the most isolated (39.8%), followed by type IV (23.0%), type II (15.1%) and type III (6.2%). Non-typed isolates represented 15.9%. As to the origin of the strains analyzed we observed the prevalence of HA-MRSA (72.6%) about CA-MRSA (27.4%). All MRSA were multiresistant, presenting high rates of resistance to clindamycin and erythromycin, in addition to a significant decrease in resistance to gentamicin, rifampicin and sulfamethoxazole-trimethoprim. There was 100% sensitivity to vancomycin and linezolid. For the determination of the biofilm production we evaluated 132 S. aureus of the year 2011 at the HUSM. The Microtiter Method (MtP), considered gold standard, in addition to the Tube Method (TM), Congo Red Agar Method (CRA) and the search for the icaA, icaC and icaD genes were tested. The antimicrobial susceptibility profile of the biofilm producing strains was carried out using the Disk Diffusion and Broth Microdilution techniques. In 42/132 (31.8%) the biofilm production was detected by one or more of the 4 methodologies tested. MtP was considered superior to TM and CRA, since it detected 31/132 (23.5%) isolates biofilm producers. In TM there was positivity in 9/132 (6.8%) and CRA in only 1 isolate (0.8%). Genotypically we detect that our isolates possibly produce biofilm by an ica-independent mechanism. In general these biofilm producing isolates were very sensitive to the antimicrobials tested. Through these results we can conclude that in HUSM there was a predominance of multiresistant HA-MRSA strains, type I being the most circulating. In addition, when compared to the standard method, TM, CRA and icaA, icaC and icaD genes search were not reliable to identify biofilm producing strains in our isolates.Staphylococcus aureus, em especial os resistentes à meticilina (MRSA), são relatados mundialmente como patógenos de elevada prevalência na etiologia de infecções. Sua versatilidade como um importante agente etiológico, resulta da combinação de seus fatores de virulência, destacando-se a capacidade de evadir o sistema imune do hospedeiro, muitas vezes através da produção de biofilmes, bem como de desenvolver resistência a múltiplos antimicrobianos. Nos MRSA a resistência se deve principalmente à presença do gene mecA, carreado em um elemento genético móvel (SCCmec). Desde o surgimento da primeira cepa MRSA, associada ao ambiente hospitalar (HA-MRSA), mudanças significativas na sua epidemiologia puderam ser detectadas, com o aparecimento de cepas resistentes associadas à comunidade (CA-MRSA), que se diferenciam pelos fatores de risco, tipagem dos SCCmec e distribuição dos genes de resistência. Este trabalho objetivou caracterizar as cepas de S. aureus isoladas no Hospital Universitário de Santa Maria (HUSM), quanto a tipagem dos SCCmec, bem como avaliar diferentes métodos para determinação da formação de biofilme. Para a tipagem dos SCCmec foram avaliados 113 MRSA, gene mecA positivos em três períodos: 38 (2008), 37 (2011) e 38 (2015) isolados foram obtidos de diferentes espécimes clínicos de pacientes atendidos no HUSM. A tipagem foi realizada através de PCR e o perfil de suscetibilidade através de metodologia automatizada (MicroScan® e Vitek® 2). Verificamos que o SCCmec tipo I foi o mais isolado (39.8%), seguido do tipo IV (23.0%), tipo II (15.1%) e tipo III (6.2%). Isolados não tipadas representaram 15.9%. Quando se analisou a origem das cepas, observamos a prevalência das HA-MRSA (72.6%) sobre as CA-MRSA (27.4%). Todos os MRSA foram multirresistentes, apresentando altas taxas de resistência à clindamicina e eritromicina, além de diminuição significativa da resistência para gentamicina, rifampicina e sulfametoxazol-trimetoprima. Houve 100% de sensibilidade à vancomicina e linezolida. Para a determinação da produção de biofilme, avaliamos 132 S. aureus do ano de 2011 no HUSM. Foram testados o Método de microtitulação em placa (MtP), considerado padrão ouro, além do Método do tubo (TM), Método do Ágar Vermelho Congo (CRA) e pesquisa dos genes icaA, icaC e icaD. O perfil de suscetibilidade aos antimicrobianos das estirpes produtoras de biofilme foi realizado através das técnicas de Difusão do Disco e Microdiluição em Caldo. Em 42/132 (31.8%) foram detectadas a produção de biofilme por uma ou mais das 4 metodologias testadas. O MtP foi considerado superior à TM e ao CRA, já que detectou 31/132 (23.5%) isolados produtores de biofime. No TM houve positividade em 9/132 (6.8%) e no CRA em apenas 1 amostra (0.8%). Genotipicamente detectamos que nossos isolados possivelmente produzem biofilme por mecanismo ica-independente. De forma geral esses isolados produtores de biofilme foram bastante sensíveis aos antimicrobianos testados. Através destes resultados podemos concluir que no HUSM houve predomínio de cepas HA-MRSA multirresistentes, sendo o tipo I o mais circulante. Além disso, quando comparados ao método padrão, o TM, CRA e a pesquisa dos genes icaA, icaC e icaD não se mostraram métodos confiáveis na identificação de estirpes produtoras de biofilme em nossos isolados