Infeções associadas a cateteres de diálise peritoneal: etiologia e papel do biofilme na patogénese

Abstract

A diálise peritoneal (DP) é uma das modalidades dialíticas utilizadas no tratamento da insuficiência renal crónica. Apesar de apresentar inúmeras vantagens, um dos principais problemas associados a esta técnica são as peritonites. Tem sido sugerido que o biofilme associado ao cateter tem um papel importante na ocorrência de peritonites repetidas e recidivantes. No entanto, os estudos relativos à caracterização etiológica dos biofilmes, assim como à avaliação de fatores que influenciam a formação do biofilme, como por exemplo as soluções de DP, são limitados. Assim, o primeiro objetivo do trabalho desenvolvido no âmbito desta dissertação consistiu na recuperação de microrganismos associados a extensores e cateteres de DP, através de métodos de cultura semi-quantitativos e qualitativos, e na sua identificação através de Matrix- Assisted Laser Desorption Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF MS). O segundo objetivo consistiu na avaliação da influência das soluções de DP em células planctónicas e em biofilme de bactérias de Staphylococcus coagulase-negativas. O número de células planctónicas e de biofilme foi determinado pelo número de unidades formadoras de colónias (UFC) e a biomassa total do biofilme por coloração com violeta cristal. Neste estudo foram analisados 63 extensores e 28 cateteres permanentes de DP. A partir dos resultados obtidos através da análise semi-quantitativa observou-se que no extensor e no segmento externo a densidade celular está geralmente compreendida entre 1<UFC/segmento≤100. Relativamente aos cuffs intermédios e cuffs internos, em geral, a densidade celular variou entre 300<UFC/segmento≤3×105 e 1<UFC/segmento≤100, respetivamente. Finalmente, no segmento intraperitoneal observou-se uma densidade celular entre 1<UFC/segmento≤100. A técnica de MALDI-TOF MS permitiu a identificação de 89% dos microrganismos recuperados de extensores e 91% dos microrganismos recuperados de cateteres permanentes de DP, tendo sido as bactérias Gram-positivas as mais comummente detetadas. Especificamente nos cateteres de DP as bactérias Staphylococcus coagulase-negativas, nomeadamente Staphylococcus epidermidis, foram as mais comummente identificadas. A bactéria Gram-negativa predominante foi Pseudomonas aeruginosa. Os resultados obtidos relativamente à influência das soluções biocompatíveis de DP sugerem que estas soluções têm um efeito bacteriostático no crescimento de bactérias Staphylococcus coagulase-negativas planctónicas, com reduções geralmente inferiores a 2 log UFC/poço. Relativamente à formação de biofilme em soluções de DP, foi demonstrado que apesar de estes microrganismos aderirem (5-6 log UFC/poço) não produzem biomassa (média DO570=0,02). Em conclusão, o trabalho realizado permitiu concluir que as bactérias Staphylococcus coagulase-negativas têm um papel importante na colonização dos cateteres e que apesar de todas as soluções de DP afectarem o seu crescimento planctónico, não afetam a sua adesão.

Peritoneal dialysis (PD) is one of the dialytic modalities used for chronic kidney disease treatment. Despite the several advantages of the modality, peritonitis remains a challenging problem in PD. It has been suggested that catheter-associated biofilm has an important role in the incidence of repeated and relapsing peritonitis. However, the studies regarding the etiological characterization of the biofilm, as well as the evaluation of factors that influence biofilm formation, such as PD solutions, are limited. Thus, the first aim of this work was to recover microorganisms associated with transfer sets and PD catheters using semi-quantitative and qualitative culture methods, and to identifiy them using Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry (MALDITOF MS). The second objective was to study the influence of PD solutions in coagulase-negative Staphylococcus planktonic cells and biofilms. The number of planktonic and biofilm cells was determined by colony forming units (CFU) and the total biofilm biomass was determined by crystal violet staining. In this study, 63 transfer sets and 28 permanents catheters have been analyzed. The semi-quantitative culture method showed that the cell density in the transfer set and external segment is comprised between 1< CFU/segment≤100. Considering the intermediate and internal cuff, the cell density was 300<CFU/segment≤3×105 and 1<CFU/segment≤100, respectively. Finally, in the intraperitoneal segment the cell density was between 1< CFU/segment≤100. MALDI-TOF MS technique allowed the identification of 89% of the microorganisms recovered from transfer sets and 91% of the microorganisms recovered from PD catheters, being Gram-positive bacteria the most frequently detected. Specifically for the PD catheter, coagulase-negative Staphylococcus bacteria, namely Staphylococcus epidermidis, were the most frequently identified. The most common Gram-negative bacteria was Pseudomonas aeruginosa. The results obtained regarding the influence of PD biocompatible solutions showed that these solutions have a bacteriostatic effect on coagulase-negative Staphylococcus planktonic growth (less than 2 log CFU/well reduction). Considering the biofilm formation, it has been shown that although bacteria adhere (5-6 log CFU/well), they are unable to form biomass (mean OD570=0.02). In conclusion, this work revealed the importance of coagulase-negative Staphylococcus in PD catheter colonization and that although all PD solutions affect microorganism’s planktonic growth, they do not affect their adhesion.