The anti MRSA biofilm activity of Thymus vulgaris essential oil in nanovesicles

Background: Thymus vulgaris essential oil (T) could be an alternative to classical antibiotics against bacterial biofilms, which show increased tolerance to antibiotics and host defence systems and contribute to the persistence of chronic bacterial infections. Hypothesis: A nanovesicular formulation of T may chemically protect the structure and relative composition of its multiple components, potentially improving its antibacterial and antibiofilm activity. Study design: We prepared and structurally characterized T in two types of nanovesicles: nanoliposomes (L80-T) made of Soybean phosphatidylcholine (SPC) and Polysorbate 80 (P80) [SPC:P80:T 1:0.75:0.3 w:w], and nanoarchaeosomes (A80-T) made of SPC, P80 and total polar archaeolipids (TPA) extracted from archaebacteria Halorubrum tebenquichense [SPC:TPA:P80:T 0.5:0.50.75:0.7 w:w]. We determined the macrophage cytotoxicity and the antibacterial activity against Staphylococcus aureus ATCC 25,923 and four MRSA clinical strains. Results: L80-T (Z potential −4.1 ± 0.6 mV, ∼ 115 nm, ∼ 22 mg/ml T) and A80-T (Z potential −6.6 ± 1.5 mV, ∼ 130 nm, ∼ 42 mg/ml T) were colloidally and chemically stable, maintaining size, PDI, Z potential and T concentration for at least 90 days. While MIC 90 of L80-T was > 4 mg/ml T, MIC 90 of A80-T was 2 mg/ml T for all S. aureus strains. The antibiofilm formation activity was maximal for A80-T, while L80-T did not inhibit biofilm formation compared to untreated control. A80-T significantly decreased the biomass of preformed biofilms of S. aureus ATCC 25,923 strain and of 3 of the 4 clinical MRSA isolates at 4 mg/ml T. It was found that the viability of J774A.1 macrophages was decreased significantly upon 24 h incubation with A80-T, L80-T and T emulsion at 0.4 mg/ml T. These results show that from 0.4 mg/ml T, a value lower than MIC 90 and the one displaying antibiofilm activity, with independence of its formulation, T significantly decreased the macrophages viability. Conclusion: Overall, because of its lower MIC 90 against planktonic bacteria, higher antibiofilm formation capacity and stability during storage, A80-T resulted better antibacterial agent than T emulsion and L80-T. These results open new avenues to explode the A80-T antimicrobial intracellular activity.Fil: Perez, Ana Paula. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Perez, Noelia Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Suligoy Lozano, Carlos Mauricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Altube, María Julia. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: de Farias, Marcelo Alexandre. No especifíca;Fil: Portugal, Rodrigo Villares. No especifíca;Fil: Buzzola, Fernanda Roxana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Morilla, María José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Romero, Eder Lilia. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Staphylococcus aureus proveniente de infección crónica recupera la expresión de factores de virulencia luego de pasajes por sangre en un modelo murino de bacteriemia

Staphylococcus aureus, un patógeno oportunista, es la principal causa de osteomielitis. Al ingresar al huésped, {S. aureus} microevoluciona y se adapta para la persistencia y cronicidad de la infección. Un rasgo adaptativo para persistir es la pérdida de expresión del gen {agr}, con reducción de virulencia y falta de expresión de polisacárido capsular (PC). Los mutantes de {agr} probablemente representan un callejón sin salida de la evolución en el sitio de infección, porque puede dificultarse su diseminación a través de la sangre y causar infecciones metastásicas. El objetivo de este trabajo fue determinar si existen mecanismos que le permitan a la bacteria recuperar la expresión de factores de virulencia bajo presión selectiva de ambientes hostiles como el torrente sanguíneo. Materiales y métodos La cepa HU-14 se aisló de un paciente de 34 años con un implante protésico en el fémur derecho. Es SCCmec tipo 1, Agr II, ST5, CC5 y Spa t149, pero su PC fue no tipificable (NT). Posee una inserción de IS256 en {agrC}, lo que hace que {agr} esté inactivo. HU-14 fue inoculado por via i.p. a ratones CF1. Los animales se sacrificaron a las 24 h y las bacterias se recuperaron de la sangre, se sembraron en placas de TSA y a las 24 h se reinyectaron en otros ratones. Este ciclo se repitió 7 veces. El aislamiento de {S. aureus} P3.1 se recuperó en el tercer ciclo. La producción de PC5 se evaluó mediante "colony inmunoblot" y la de estafiloxantina por espectrometría. La integridad de los principales reguladores se investigó mediante el análisis de secuencia de genoma completo obtenido por Illumina MiSeq. La expresión de RNAIII y otros reguladores principales se evaluó mediante qRT-PCR. La actividad de {sigB} se evaluó por qRT-PCR de {asp23}. Resultados P3.1 expresó PC5 con fenotipo estable. La amplificación por PCR del locus {agr} reveló que IS256 permanecía en {agrC}. Se demostró que ambas cepas no expresaban RNAIII, confirmando que el locus {agr} estaba inactivo. Las colonias de P3.1 en TSA se observaron altamente pigmentadas en comparación con HU-14 y sólo P3.1 produjo estafiloxantina. La evaluación de la expresión de {asp23} reveló que existe mayor actividad de {sigB} en la variante P3.1 en comparación con la cepa parental HU-14. Los niveles de producción de proteasa y hemolisina, así como el perfil de resistencia a los antibióticos de ambos aislamientos fueron idénticos. Conclusión Se demostró que un aislamiento clínico de {S. aureus} adaptado a la cronicidad, que no produce PC5 ni estafiloxantina, puede recuperar la producción de ambos caracteres {in vivo} después del pasaje por el torrente sanguíneo. Esa recuperación se asoció al aumento de la actividad de {sigB}. Así, la pérdida de expresión de PC sería un punto final de microevolución sólo en el sitio de infección. Dado que la expresión de PC se puede recuperar dentro del huésped a pesar que su mayor regulador continúa inactivo, nuestros hallazgos subrayan la importancia del PC como candidato a vacuna.Fil: Suligoy Lozano, Carlos Mauricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Díaz, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Gherke, Ana. Universidad Maimónides. Área de Investigaciones Biomédicas y Biotecnológicas; ArgentinaFil: Cáceres, María Emilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Wendler, Sindy. Universitat Jena; AlemaniaFil: Gomez, Marisa Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Tuchscherr, Lorena Paola Nelly. Universitat Jena; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sordelli, Daniel Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Noto Llana, Mariangeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Buzzola, Fernanda Roxana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaXV Congreso Argentino de Microbiología; V Congreso Argentino de Microbiología de Alimentos; V Congreso Latinoamericano de Microbiología de Medicamentos y Cosméticos y XIV Congreso Argentino de Microbiología GeneralArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí