Prevalência, susceptibilidade antimicrobiana e virulência de bacilos Gram-negativos e enterococos isolados do biofilme subgengival associado à doenca periodontal' / Prevalence, antimicrobial susceptibility and virulence of Gram-negative bacilli and enterococci isolated from subgingival biofilm associated with periodontal disease

RESUMO

Objetivos: A cavidade oral pode atuar como reservatório de vários patógenos de importância clínica, incluindo bacilos Gram-negativos (BGN) e Enterococcus spp. Essas espécies podem ainda aumentar em uma condição disbiótica, como ocorre nas doenças periodontais. Assim, este estudo teve como objetivo determinar a prevalência, susceptibilidade antimicrobiana e presença de fatores de virulência de BGN e enterococos isolados do biofilme subgengival de indivíduos com diferentes condições periodontais, correlacionando esses achados com parâmetros clínicos e composição da microbiota subgengival. Métodos: Na análise dos BGN, amostras de biofilme subgengival foram obtidas de indivíduos com Saúde Periodontal (SP, n=81), Gengivite (G, n=74) e Periodontite (P, n=207); para Enterococcus spp., amostras foram coletadas de 139 indivíduos com SP, 103 com G e 305 com P. As amostras foram cultivadas em meio seletivo e as colônias isoladas e identificadas por MALDI-ToF. A susceptibilidade antimicrobiana foi determinada por disco-difusão (CLSI); já os genes de virulência de enterococos e genes codificadores de ESBL e carbapenemases em BGN foram pesquisados por PCR. A produção de ESBL e carbapenemases por BGN foi avaliada pelo teste de sinergia de disco duplo e hidrólise de imipenem por espectrofotometria, respectivamente. A microbiota subgengival desses indivíduos foi determinada pelo Checkerboard. Diferenças entre os grupos foram avaliadas pelos testes de KruskalWallis, Mann-Whitney e Qui-quadrado. Resultados: BGN foram isolados em 36.2% das amostras, com maior prevalência (p<0,001) em pacientes com P (46.4%) em comparação com SP (22.2%) e G (22.9%). Pseudomonas aeruginosa (27.5%), Enterobacter cloacae (16.8%) e Enterobacter asburiae (10.7%) foram as espécies mais predominantes. Resistência/sensibilidade reduzida a ≥ 1 antimicrobiano foi encontrada em 60% dos BGN, mas apenas 4.6% eram multirresistentes. Altas taxas de resistência (>40%) foram observadas na família Enterobacteriacea para cefoxitina, cefalotina, amoxicilina- clavulanato e cefazolina. Uma única cepa de K. pneumoniae apresentou resistência/sensibilidade reduzida ao imipenem, embora o fenótipo ESBL e a detecção dos genes codificadores de beta-lactamases foram negativos. Enterococcus spp. foram isolados em 7.4% de todas as amostras, 53.7% eram E. faecalis. Essas espécies foram mais predominantes na P (9.8%) e G (7.8%) do que na SP (2.2%, p< 0,05); entretanto não houve correlação com os níveis de gravidade da P. Altas taxas de resistência/susceptibilidade reduzida foram observadas para ciprofloxacina, eritromicina e rifampicina. Os fatores de virulência mais predominantes incluíram ace, asa e esp, todos relacionados à formação de biofilme e colonização. F. nucleatum foi mais prevalente na microbiota de indivíduos enterococos +. Por outro lado, Dialister pneumosintes foi pouco detectado em indivíduos portadores de enterococos bopD+. Estreptococos orais foram prevalentes (>70%) na microbiota de pacientes que apresentavam enterococos suceptíveis à doxiciclina (p<0,05), frequentemente bopD- e esp- (p<0,01). Conclusão: Uma prevalência elevada de BGN da família Enterobacteriacea com resistência a cefalosporinas e penicilina é observada na microbiota subgengival de indivíduos com P. Enterococcus spp., principalmente E. faecalis são pouco frequentes na microbiota subgengival associada à SP, porém aumentam significativamente nas doenças periodontais. Os mesmos apresentam diversos genes de virulência compatíveis com destruição tecidual, bem como resistência a antimicrobianos de uso na clínica periodontal, o que pode limitar uma resposta terapêutica favorável. (AU)

ABSTRACT

Background/Aim: The oral cavity can act as a reservoir for several pathogens of clinic importance, including Gram-negative bacilli (GNB) and Enterococcus spp. These species may increase even more in a dysbiotic condition as seen in periodontal diseases. Thus, this study aimed to determine the prevalence, antimicrobial susceptibility and virulence factors of GNB and enterococci isolated from subgingival biofilm of individuals with different periodontal conditions, correlating these findings with clinical parameters and the composition of the subgingival microbiot. Methods: For GNB analysis, subgingival biofilm was obtained from individuals with periodontal health (PH, n=81), gingivitis (G, n=74) and periodontitis (P, n=207), whereas for enterococci isolation samples were taken from 139 patients with PH, 103 with G, and 305 with P. Samples were cultivated in selective media and isolated colonies were identified by MALDI-ToF. Antimicrobial susceptibility was determined by CLSI disk diffusion, whereas virulence genes by PCR. Production of ESBL and carbapenemases were evaluated by double disk synergy test and spectrophotometric detection of imipenem hydrolysis, respectively, and ESBL and carbapenemase encoding genes were surveyed by PCR. The subgingival microbiota was determined by checkerboard. Differences among groups were examined by Chi-square, Kruskal-Wallis or Mann-Whitney tests. Results: GNB were isolated from 36.2% of all samples, with a significantly greater prevalence (p<0.001) in P patients (46.4%) compared to PH (22.2%) and G (22.9%). Pseudomonas aeruginosa (27.5%), Enterobacter cloacae (16.8%) and Enterobacter asburiae (10.7%) were the most predominant species. Resistance/reduced sensitivity to ≥ 1 antimicrobial was found in 60% of GNB, but only 4.6% were multidrug resistant. High resistance rates (>40%) were seen in the Enterobacteriaceae family for cefoxitin, cephalotin, amoxicillin-clavulanate, and cefazolin. One strain of K. pneumoniae showed resistance/reduced sensitivity to imipenem, although the ESBL-phenotype and PCR targeting beta-lactamase encoding genes were negative. Enterococcus spp. were isolated from 7.4% of all samples; 53.7% were E. faecalis. Enterococci were more predominant in P (9.8%) and G (7.8%) samples than PH (2.2%; p<0.05), however there were no associations with distinct levels of disease severity. High rates of low susceptibility/resistance were seen for ciprofloxacin, erythromycin and rifampicin. Predominant virulence factors included ace, asa and esp, all related to colonization and biofilm formation. F. nucleatum was prevalent in the microbiota of enterococci+ individuals. In contrast, lower frequency of Dialister pneumosintes was found in patients carrying bopD+ enterococci. Oral streptococci were prevalent (>70%) in the microbiota of patients carrying enterococci susceptible to doxycycline (p<0.05), which were also frequently bopD- and esp- (p<0.01). Conclusion: A high prevalence of GNB of the Enterobacteriacea family, resistant to cephalosporins and penicillins is observed in the subgingival microbiota of patients with P, Enterococcus spp., mainly E.faecalis are not commonly detected in the healthy-related subgingival microbiota, however their frequency increases significantly in patients with periodontal diseases. These species carry several genes related to tissue destruction, as well as resistance to antimicrobials routinely used in the periodontal clinic, which may hinder a successful therapeutic response. (AU)