Investigação dos biofilmes microbianos em cateteres de diálise peritoneal

Abstract

A diálise peritoneal (DP) é um dos tratamentos disponíveis para a insuficiência renal crónica. Esta técnica permite a remoção de substâncias tóxicas e de fluidos em excesso do sangue, através do peritoneu, usando uma solução que é introduzida na cavidade peritoneal por via de um cateter. Apesar de apresentar várias vantagens em relação à hemodiálise, um dos principais problemas associados à DP são as infeções. Embora existam na literatura vários estudos relativos à análise microbiológica de amostras de efluentes e do orifício de saída, a investigação relativa aos biofilmes em cateteres de DP é escassa. Contudo, foi sugerido que a presença de biofilme no cateter está associada a peritonites recorrentes, recidivantes e repetitivas. Desta forma, o principal objetivo do trabalho desenvolvido no âmbito desta dissertação consistiu no estudo microbiológico de biofilmes associados a cateteres de DP. Complementarmente, foram avaliadas as metodologias de análise microbiológica dos diferentes elementos cateteres de DP (extensores, segmento externo, cuffs e segmento intraperitoneal), usando cateteres de hemodiálise e cateteres contaminados in vitro. Adicionalmente, foi efetuada a avaliação dos agentes patogénicos associados a peritonites e infeções do orifício de saída (IOS). A análise das diferentes amostras de DP envolveu a execução de métodos de cultura qualitativos e (semi-) quantitativos e a identificação dos microrganismos isolados, utilizando meios seletivos e diferenciais e Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time-of-Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF MS). Neste estudo foram analisados 55 extensores, 10 cateteres permanentes de DP, 6 amostras de efluente e 3 do orifício de saída. Da análise efetuada aos cateteres verificou-se que na maior parte das amostras a densidade celular dos extensores e dos segmentos externos foi inferior a 300 UFC/extensor e inferior a 3000 UFC/segmento, respetivamente. Nos cuffs, em geral, a densidade celular foi inferior a 15000 UFC/cuff, no entanto, para uma percentagem significativa de amostras foi superior a 15000 UFC/cuff. Na maioria dos segmentos intraperitoneais, a densidade celular foi inferior ao limite de deteção (100 UFC/segmento). Portanto, em geral foi observada maior densidade celular nos cuffs do que nos restantes segmentos dos cateteres. Em concordância, a densidade celular nas amostras do orifício de saída foi superior a 15000 UFC/zaragatoa e na maioria dos efluentes foi entre 1 e 14 UFC/mL. Todos os microrganismos identificados por MALDI-TOF MS nos cateteres, peritonites e IOS pertencem ao domínio Bacteria. As bactérias Gram-positivas foram as mais frequentemente encontradas. No caso dos cateteres, as bactérias Staphylococcus coagulase-negativas, especificamente Staphylococcus epidermidis, e Pseudomonas aeruginosa foram as maioritariamente identificadas entre as bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, respetivamente. Contudo, foram identificadas espécies não associadas a cateteres de DP até à data, tais como Sphingomonas, Delftia acidovorans e Herbaspirillum huttiense. No caso dos efluentes e das zaragatoas, foram maioritariamente identificadas espécies do género Staphylococcus. Contudo, 42% dos isolados de extensores, 32% dos isolados de cateteres permanentes e 25% dos isolados do orifício de saída não foram identificados por MALDI-TOF MS. Em conclusão, este trabalho permitiu mostrar a importância das bactérias Grampositivas na colonização de cateteres de DP e nas infeções.

Peritoneal dialysis (PD) is one of the treatments available for chronic kidney disease. This technique allows the removal of excess toxic substances and fluid from blood, through the peritoneum, using a solution that is introduced into the peritoneal cavity through a catheter. Despite the several advantages of PD over hemodialysis, infections are a major concern in PD. Although there are several studies in the literature concerning the microbiological analysis of effluents and exit-site samples, the investigation of biofilms on PD catheters is scarce. However, it has been suggested that the presence of biofilms on the catheters is associated to recurrent, relapsing and repeat peritonitis. Thus, this work aimed at investigating PD catheter-associated microbial biofilms. Additionally, the methodologies used for microbiological analysis of PD catheters segments (transfer set, external, cuffs and intraperitoneal) were evaluated using hemodialysis catheters and catheters contaminated in vitro. Furthermore, the microbial agents associated with peritonitis and exit-site infections (ESI) were evaluated. The PD samples were analyzed using qualitative and (semi-) quantitative culture methods and microorganisms were identified using selective and differential media and Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Time-of-Flight Mass Spectrometry. In this study, 55 transfer sets, 10 PD permanents catheters, 6 effluent samples and 3 exit-site samples were analyzed. The analysis performed on catheters showed that the transfer sets and the external segments cell density was low: less than 300 CFU/ segment and less than 3000 CFU/ segment, respectively. Regarding the cuffs, the cell density observed was lower than 15000 CFU/ cuff, although for a significant percentage of samples it was found to be above 15000 CFU/ cuff. On the other hand, for most intraperitoneal segments, the cell density was below the detection limit (100 CFU/segment). Thus, in general the cell density in the cuffs was higher than in the other catheter segments. In accordance, the cell density in exit-site samples was above 15000 CFU/swab and in the effluent samples it was only between 1 and 14 CFU/ mL. All the MALDI-TOF MS identified microorganisms recovered from the samples analyzed belong to the domain Bacteria. Gram-positive bacteria were the most frequently found. For catheters, coagulase-negative Staphylococci, namely Staphylococcus epidermidis and Pseudomonas aeruginosa were the most frequently identified Gram-positive and Gram-negative bacteria. However, species not yet described in PD catheters, such as Sphingomonas, Delftia acidovorans and Herbaspirillum huttiense were identified herein. In the case of effluent and swab samples, microorganisms belonging to the Staphylococcus genus were the most frequently identified. However, 42% of isolates from transfer sets, 32% of isolates from permanent catheters and 25% of isolates from exit-site samples were not identified using MALDI-TOF MS. In conclusion, this study revealed the relevance of Gram-positive bacteria in the PD catheter colonization and infections.