Phenotypic and genetic characteristics of Staphylococcus epidermidis strains from the University Children's Hospital in Krakow

Bakterie z gatunku Staphylococcus epidermidis wchodzą w skład naturalnej mikroflory człowieka, kolonizują skórę oraz błony śluzowe, odgrywając tym samym ważną rolę w utrzymaniu lokalnej homeostazy mikroflory skóry człowieka. Jednakże są one odpowiedzialne za wywoływanie zakażeń oportunistycznych występujących najczęściej u osób z obniżoną odpornością. S. epidermidis charakteryzuje się zdolnościami adaptacyjnymi umożliwiającymi uzyskiwanie oporności na farmaceutyki. Przedmiotem przeprowadzanych badań była fenotypowa i genetyczna charakterystyka szczepów należących do gatunku S. epidermidis, które zostały pobrane od zdrowych pracowników i pacjentów z zakażeniami krwi z Uniwersyteckiego Szpitala Dziecięcego w Krakowie. Przeprowadzono badania pozwalające na ocenę typu hemolizy, proteolizy, produkcji δ hemolizyny i budowy biofilmu in vitro oraz identyfikację wrażliwości na cefoksytynę i oksycylinę, wartości MIC, typu kaset SCCmec, typu ACME, typu agr, obecności genu psm-mec i genów hemolizyn. Zaobserwowano różnice w poziomach tworzenia biofilmu in vitro pomiędzy szczepami pochodzącymi od pracowników i pacjentów oraz wpływ obecności gronkowcowych kaset SCCmec na nabywanie przez szczepy obecne w środowisku szpitalnym elementów genetycznych odpowiedzialnych za lepszą adaptację do środowiska takich jak ACME, zjadliwość, związaną z obecnością genów kodujących cytolizyny, oraz oporność na stosowane antybiotyki: cefoksytynę i oksycylinę. Zaobserwowano występowanie kaset SCCmec oraz ACME o nietypowych elementach. Ponadto zauważono, że obecność genów kodujących toksyny α, β, γ oraz warunkującego oporność na antybiotyk mecA nie zawsze wpływa na prezentowany fenotyp.

Staphylococcus epidermidis bacteria are part of the natural human microflora, they colonize the skin and the mucous membranes, thus playing an important role in maintaining the local homeostasis of the human skin microflora. However, S. epidermidis strains are responsible for causing opportunistic infections that are most common in immunocompromised individuals. S. epidermidis is characterized by adaptive abilities that enable it to become resistant to pharmaceuticals. The subject of the study was the phenotypic and genetic characterization of strains belonging to the S. epidermidis species, which were collected from healthy employees and patients with blood infections from the University Children's Hospital in Krakow. Various experiments were carried out to evaluate haemolysis type, proteolysis, δ haemolysin production and biofilm formation in vitro and to identify the cefoxitin and oxycillin susceptibility, MIC values, SCCmec cassette type, ACME type, agr type, presence of psm-mec gene and haemolysin genes. Differences in the levels of in vitro biofilm formation between strains from employees and patients were observed, as well as the effect of the presence of staphylococcal SCCmec cassettes on the acquisition, by strains present in the hospital environment, of genetic elements responsible for better adaptation to the environment, such as ACME, virulence factors associated with the presence of genes encoding cytolysins, and resistance to the antibiotics used: cefoxitin and oxycillin. The occurrence of SCCmec cassettes and ACME with unusual elements was observed. Furthermore, the presence of genes encoding α, β, γ toxins and determing antibiotic resistance mecA was observed to not always affect the presented phenotype.