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May 04, 2024

La ADNasa I y el quitosano mejoran la eficacia de la ceftazidima para erradicar las células de la biopelícula de Burkholderia pseudomallei

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 1059 (2023) Citar este artículo 710 Accesos 10 Detalles de Altmetric Metrics La infección por Burkholderia pseudomallei asociada a biopelículas contribuye a la administración de antibióticos

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 1059 (2023) Citar este artículo

710 Accesos

10 altmétrico

Detalles de métricas

La infección por Burkholderia pseudomallei asociada a biopelículas contribuye a la resistencia a los antibióticos y a la recaída de la melioidosis. La matriz de biopelícula de Burkholderia pseudomallei contiene ADN extracelular (eDNA) que es crucial para el establecimiento de la biopelícula. Sin embargo, la contribución del ADNe a la resistencia a los antibióticos por parte de B. pseudomallei aún no está clara. En este estudio, demostramos por primera vez in vitro que la DNasa I con la administración de ceftazidima (CAZ) a las 24 h inhibió considerablemente la formación de biopelículas de 2 días y redujo el número de células de biopelícula viables de aislados clínicos de B. pseudomallei en comparación con la biopelícula tratada con CAZ solo. Se observó una reducción de 3 a 4 log en el número de células viables incrustadas en la biopelícula de 2 días cuando se combinó CAZ con DNasa I. La visualización con microscopio de barrido láser confocal enfatizó la competencia de la DNasa I seguida de la suplementación con CAZ para limitar significativamente B. pseudomallei desarrollo de biopelículas y para erradicar células viables de biopelículas de B. pseudomallei incrustadas. Además, la DNasa I suplementada con quitosano (CS) unido con CAZ (CS/CAZ) erradicó significativamente la eliminación de células planctónicas y de biopelículas. Estos hallazgos indicaron que la DNasa I degradó eficazmente el ADNe, lo que provocó la inhibición y dispersión de la biopelícula, lo que posteriormente permitió que CAZ y CS/CAZ erradicaran tanto las células planctónicas desprendidas como las incrustadas en la biopelícula. Estos hallazgos proporcionan estrategias eficientes para interrumpir la formación de biopelículas y mejorar la susceptibilidad a los antibióticos de las infecciones asociadas a biopelículas.

La melioidosis, una enfermedad infecciosa mortal causada por Burkholderia pseudomallei, fue descubierta en 19111 pero sigue siendo un importante problema de salud pública en todo el mundo2. Un estudio de modelización ha pronosticado hasta 165.000 casos de melioidosis con aproximadamente 89.000 muertes por año en todo el mundo3 y 2.800 muertes por año solo en Tailandia4. La tasa de mortalidad varía en las regiones endémicas; 23% en Australia5, 39% en Tailandia6 y hasta 61% en Camboya7. El diagnóstico temprano, la terapia antimicrobiana eficaz y los cuidados intensivos innovadores pueden reducir las tasas de mortalidad a menos del 10%8. Los pacientes con melioidosis presentan diversas presentaciones clínicas y una amplia gama de gravedad. La melioidosis recurrente, debido a la persistencia de la infección original como resultado de un tratamiento inadecuado, conduce a una alta tasa de mortalidad9,10,11,12. La recaída ocurre en aproximadamente el 10% de los pacientes con melioidosis2.

El tratamiento terapéutico de la melioidosis comprende la administración intravenosa inicial de ceftazidima (CAZ) durante al menos 10 días, seguida de trimetoprima-sulfametoxazol oral (TMP-SMX) durante 12 a 20 semanas13,14,15. La resistencia a los antimicrobianos de B. pseudomallei clínica es infrecuente16, pero la resistencia a los β-lactámicos puede estar asociada con la alteración de un gen que codifica una proteína 3 fijadora de penicilina durante el tratamiento prolongado con ceftazidima17. Por lo tanto, es esencial realizar más investigaciones sobre nuevas estrategias terapéuticas basadas en investigaciones fundamentales para reducir la mortalidad en áreas endémicas y limitar el desarrollo de resistencia a los antibióticos en B. pseudomallei.

El comportamiento intracelular facultativo y la posesión de factores de virulencia, incluida la capacidad de formación de biopelículas de B. pseudomallei, pueden facilitar la supervivencia y persistencia de este patógeno. De particular importancia es la capacidad de formar biopelículas: el aislamiento de biopelículas de la infección primaria de pacientes con melioidosis recurrente sugiere una correlación con la persistencia bacteriana18. Las células de B. pseudomallei encuentran refugio dentro de la matriz de la biopelícula, como se demuestra en estudios de laboratorio19,20 y en tejido pulmonar de humanos y animales infectados21. Las células dentro de la biopelícula tienen una resistencia intrínseca a CAZ y TMP-SMX que reforzó la falta de éxito en el tratamiento de las manifestaciones crónicas de la melioidosis. Un estudio in vitro realizado por Sawasdidoln y colegas demostró que la formación de biopelículas de B. pseudomallei está asociada con la resistencia a la doxiciclina, CAZ, imipenem y TMP-SMX: las bombas de eflujo desempeñan un papel en esto22. Los constituyentes poliméricos extracelulares de la biopelícula de B. pseudomallei pueden limitar la penetración de los antibióticos23,24. Las bacterias asociadas a biopelículas son más resistentes a los antibióticos que las células de vida libre (planctónicas). Las formas de biopelículas de Burkholderia pseudomallei fueron más tolerantes a la CAZ que las células planctónicas en la concentración mínima de erradicación de biopelículas de 2048 µg/ml o más25. Para erradicar las células persistentes en las biopelículas, puede ser necesaria una combinación de agentes, incluidos antibióticos, enzimas y agentes antimicrobianos26. Claramente, se necesitan regímenes terapéuticos innovadores que puedan inhibir o dispersar la biopelícula, exponiendo las células planctónicas desprendidas a todos los efectos de los antibióticos.

El ADN extracelular (eDNA) es un componente de producción propia de la matriz de biopelícula que es necesario tanto para la unión inicial de las células como para la formación temprana de biopelículas bacterianas. También se asocia con resistencia a los antibióticos. La resistencia a los aminoglucósidos de las células de la biopelícula de Pseudomonas aeruginosa se debió a la unión de ADNe cargado negativamente a aminoglucósidos cargados positivamente27. El medio ácido proporcionado por la acumulación de ADNe en la matriz de la biopelícula sirvió para promover la resistencia a los aminoglucósidos en B. pseudomallei28. La capacidad del ADNe en la biopelícula de P. pseudomallei para unirse a cationes metálicos contribuyó a una menor permeabilidad de la membrana externa bacteriana a los aminoglucósidos. Por tanto, la acumulación de ADNe en la matriz del biofilm contribuye a la supervivencia a largo plazo del patógeno29. La aplicación de DNasa I puede degradar el ADNe, lo que resulta en interferencia con la unión y dispersión de biopelículas de B. pseudomallei20, P. aeruginosa30, Listeria monocytogenes31,32 y Streptococcus mutans33. La exposición a la DNasa ayuda a la dispersión de biopelículas y a la prevención de la formación de biopelículas de P. aeruginosa en pacientes con fibrosis quística30. La mayor susceptibilidad de las células bacterianas planctónicas liberadas a la ampicilina y la ciprofloxacina se ha demostrado en biopelículas de Hemophilus influenzae no tipificables tratadas con DNasa I34. De manera similar, el tratamiento de biopelículas de Enterococcus faecalis con DNasa I sensibilizó eficientemente las células a clorhexidina al 2%35. Además, la combinación de gel de quitosano cargado con sulfadiazina de plata, una terapia de primera línea en infecciones de heridas por quemaduras, suplementada con DNasa I, fue eficaz contra las infecciones de heridas asociadas a biopelículas de P. aeruginosa36. Se demostró que el quitosano (CS) altera la membrana celular de B. pseudomallei y provoca la liberación de componentes intracelulares y la muerte celular37. Del mismo modo, recientemente se demostró que el CS vinculado a CAZ mata eficazmente las células del biofilm de B. pseudomallei38. Por lo tanto, la eliminación del ADNe, el componente principal de la matriz de biopelícula suplementada con CS, un biopolímero antimicrobiano y antibiopelícula bien reconocido, es prometedora para la desagregación de biopelículas, mejorando así la actividad bactericida de CAZ contra las células de biopelícula de B. pseudomallei.

En este estudio, hemos establecido que una combinación de DNasa I con CAZ o CS/CAZ puede mejorar la eficacia de CAZ contra las células de la biopelícula de B. pseudomallei de tres aislados clínicos de pulmón, pus y sangre de pacientes con melioidosis, B. pseudomallei. L1, P1 y H77720. Se planteó la hipótesis de que la ADNasa I era un agente dispersante de biopelículas. En el presente estudio, proporcionamos evidencia de que la DNasa I contribuye a la inhibición de la biopelícula de B. pseudomallei y aumenta la susceptibilidad de las células residentes de la biopelícula de B. pseudomallei y las células planctónicas que se desprenden a CAZ y CS/CAZ.

Nuestro informe anterior mostró que la DNasa I interrumpe la adhesión y el desarrollo de la biopelícula de B. pseudomallei20. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que la degradación del ADNe causada por la ADNasa I interfiere con el paso inicial de unión bacteriana e interrumpe la formación de biopelículas. Esto, a su vez, debería aumentar la susceptibilidad a CAZ de las células de B. pseudomallei. El primer conjunto de análisis examinó el impacto de la presencia continua de 0,01, 0,1 o 1 U/ml de ADNasa I, seguido de la adición de 512 µg/ml de CAZ a las 24 h. La ADNasa I por sí sola interfirió en la formación de biopelículas como se demostró previamente20. La combinación de DNasa I con CAZ también redujo significativamente la formación de biopelículas en comparación con el control no tratado (p < 0,001 en cada caso) (Fig. 1). El mismo experimento mejoró notablemente la eficiencia de CAZ en la erradicación de células viables de biopelículas de B. pseudomallei en comparación con CAZ sola (p <0,05 y p <0,001) (Fig. 2). El aspecto más interesante de estos datos es que solo se requirieron 0,01 U/mL de ADNasa I para permitir que CAZ lograra una reducción de 3 a 4 registros en el número de células de biopelícula de B. pseudomallei en comparación con los controles no tratados. Sin embargo, la susceptibilidad bacteriana no se correlacionó con las concentraciones de DNasa I ni sola ni con CAZ. La biopelícula tratada con ADNasa I mostró una tinción ineficiente con cristal violeta, mientras que se detectó B. pseudomallei viable. Este hallazgo puede indicar el componente distintivo de la biomasa de la biopelícula después del tratamiento con ADNasa I que carece de componentes de biopelícula cargados negativamente, como polisacáridos, proteínas o ácidos nucleicos. Mientras que las células de B. pseudomallei se adhirieron a clavijas que indican microcolonias de biopelículas iniciales viables.

La ADNasa I combinada con ceftazidima inhibe la formación de biopelículas de B. pseudomallei. Burkholderia pseudomallei L1 (a), P1 (b) y H777 (c) se cultivaron en clavijas en placas de 96 pocillos en presencia de 0,01, 0,1 o 1 U/ml de ADNasa I durante las primeras 24 h. Posteriormente, se agregaron 512 µg/mL de CAZ a los cultivos durante otras 24 h. La formación de biopelículas de 2 días se examinó mediante tinción violeta cristal. El experimento se realizó por duplicado en cada uno de los tres experimentos independientes. **p<0,001.

La ADNasa I mejoró la susceptibilidad a ceftazidima durante la formación de biopelículas de B. pseudomallei. Burkholderia pseudomallei L1 (a), P1 (b) y H777 (c) se cultivaron en clavijas en placas de 96 pocillos para formar biopelículas en presencia de 0,01, 0,1 o 1 U/ml de ADNasa I durante las primeras 24 h. Luego, se agregaron 512 µg/ml de CAZ a los cultivos durante otras 24 h. Las células de biopelícula viables de 2 días se liberaron mediante sonicación para la enumeración bacteriana. El experimento se realizó por duplicado en cada uno de los tres experimentos independientes. *p < 0,05 y **p < 0,001.

En la Fig. 3 se muestran imágenes CLSM de biopelículas cultivadas durante 48 h en presencia de 0,01 U/ml de ADNasa I con o sin la adición de 512 µg/ml de CAZ a las 24 h. Se observó degradación de filamentos y grupos en las tres cepas de B. pseudomallei después del tratamiento con CAZ solo. Las biopelículas tratadas con DNasa I revelaron estructuras de biopelícula más sueltas y células de biopelícula débiles cuando se trataron con la combinación de CAZ y DNasa I.

La ADNasa I combinada con CAZ erradicó las biopelículas de B. pseudomallei L1, P1 y H777. Imágenes CLSM de biomasa de biopelículas de B. pseudomallei L1 (a), P1 (b) y H777 (c) y ADNe cultivados en cubreobjetos de vidrio sin tratar (control) o tratados con 0,01 U/ml de ADNasa I o 512 µg/ml de ceftazidima ( CAZ), o DNasa I + CAZ. Luego, las biopelículas de 2 días se tiñeron con FITC-ConA (biomasa de biopelícula, verde) y TOTO-3 (ADNe, rojo). Las imágenes son representativas de tres experimentos independientes y se tomaron con un microscopio Zeiss 800 CLSM (63 aumentos). La barra de escala representa 10 µm.

Para confirmar la competencia de la DNasa I para facilitar la actividad de destrucción de CAZ contra células de biopelículas de B. pseudomallei incrustadas, se evaluó la tinción viva/muerta bajo CLSM. Los resultados confirmaron la erosión de la biopelícula. Junto con esto, la proporción de vivos/muertos disminuyó considerablemente en las tres cepas de B. pseudomallei en comparación con la de los controles no tratados (p <0,05 en cada caso) (Fig. 4). Además, la ADNasa I podría mejorar en gran medida la destrucción por CAZ de las células de biopelículas de B. pseudomallei L1 y H777 en comparación con CAZ sola (p <0,001). Estos datos enfatizaron que la DNasa I promovió la eficiencia de CAZ, lo que condujo a la susceptibilidad a CAZ de las células de biopelícula de B. pseudomallei.

Imágenes vivas/muertas de CLSM de la biopelícula de B. pseudomallei. Las imágenes CLSM de biopelículas de B. pseudomallei L1 (a), P1 (b) y H777 (c) cultivadas estáticamente en cubreobjetos de vidrio en caldo LB antes de teñirlas con SYTO-9 3,34 µM/ml (célula viva, verde) y 5 µg /mL PI (muerto, rojo). La biopelícula se trató con LB (control), DNasa I 0,01 U/ml, ceftazidima (CAZ) 512 µg/ml y DNasa I combinada con CAZ. Estas imágenes CLSM son representantes de tres experimentos independientes. Las imágenes se tomaron con un microscopio Zeiss 800 CLSM (aumento de 63 ×). La barra de escala representa 10 µm.

Hubo una reducción notable en la biomasa de todas las biopelículas de B. pseudomallei analizadas en comparación con la de los controles no tratados (p <0,001) (reducción del 72-79 %) y con CAZ o DNasa I sola (p <0,05 en cada caso) ( Figura 5). El ADNe en todas las biopelículas de B. pseudomallei analizadas tratadas con DNasa I combinada con CAZ fue mucho menor que en los controles no tratados (p <0,001) (reducción del 52-69 %) y menor que el tratado con CAZ solo en B. pseudomallei L1 y H777 (p < 0,05 y 0,001, respectivamente). Esta evidencia indicó la eficacia de la ADNasa I para degradar el ADNe y provocar el deterioro de la biopelícula.

Análisis COMSTAT de la biomasa de biopelículas, ADNe y relación vivo/muerto de B. pseudomallei L1, P1 y H777. Las biopelículas de B. pseudomallei L1, P1 y H777 cultivadas en LB se trataron con 0,01 U/ml de ADNasa I, 512 µg/ml de ceftazidima (CAZ) y DNasa I combinada con CAZ. La biomasa de biopelícula, el ADNe y la relación Vivo/Muerto de B. pseudomallei L1 (a), P1 (b) y H777 (c) se obtuvieron a partir de 18 imágenes CLSM de tres experimentos independientes utilizando análisis COMSTAT. La significación estadística se calculó mediante ANOVA unidireccional. Los asteriscos indican significancia estadística de la siguiente manera: *p < 0,05 y **p < 0,001.

A continuación, combinamos DNasa I con CS/CAZ, el agente que anteriormente se informó que mejora la competencia bactericida contra las biopelículas de B. pseudomallei, para probar su efecto combinado contra las células planctónicas y de biopelículas incrustadas que se desprenden. Se combinaron DNasa I (0,01 U/mL) y CS/CAZ en varias concentraciones: 2,5 mg/mL CS/128 µg/mL CAZ, 5 mg/mL CS/256 µg/mL CAZ y 10 mg/mL CS/512 µg. /mL CAZ. Los resultados revelaron que la DNasa I combinada con 10 mg/mL de CS/512 µg/mL de CAZ eliminó por completo todas las células planctónicas y de biopelículas desprendidas (Fig. 6). La ADNasa I combinada con CS/CAZ a 2,5 mg/mL de CS/128 µg/mL de CAZ y 5 mg/mL de CS/256 µg/mL de CAZ redujo significativamente el número de células planctónicas y de biopelículas que se desprenden en comparación con los controles no tratados y con CS/CAZ solos. (p < 0,05 y 0,001). El resultado más sorprendente que surge de los datos es que la combinación de DNasa I y CS/CAZ podría matar tanto las células planctónicas como las incrustadas en biopelículas de B. pseudomallei.

La combinación de DNasa I con CS/CAZ mejoró la eficiencia de destrucción contra la eliminación de células planctónicas y de biopelículas de B. pseudomallei H777. El crecimiento de la biopelícula de Burkholderia pseudomallei H777 en clavijas no se trató o se trató con 0,01 U/ml de ADNasa I sola durante 24 h, seguido de la adición de CS/CAZ (varias concentraciones) durante otras 24 h. Se enumeró el número de células planctónicas desprendidas en el sobrenadante (a) y de células de biopelícula en clavijas liberadas por sonicación (b). El experimento se realizó por duplicado en cada uno de los tres experimentos independientes. La significación estadística se calculó mediante ANOVA unidireccional. Los asteriscos indican significancia estadística de la siguiente manera: *p < 0,05 y **p < 0,001.

A continuación, investigamos la capacidad de la DNasa I para dispersar y facilitar la destrucción por CAZ de la biopelícula de B. pseudomallei establecida en 24 h. Se añadió ADNasa I (0,01, 0,1 o 1 U/ml) con o sin 512 µg/ml de CAZ a la biopelícula preformada. La biomasa de biopelícula disminuyó significativamente usando 0,01 y 0,1 U/mL de ADNasa I combinada con CAZ en comparación con el efecto de CAZ solo (p <0,001) (Fig. 7). Sin embargo, no hubo evidencia de que la DNasa I pudiera ayudar a CAZ a matar células de biopelículas incrustadas (Fig. 8).

La ADNasa I (0,01 y 0,1 U/mL) combinada con CAZ dispersó la biopelícula preformada de B. pseudomallei H777. La biopelícula de B. pseudomallei H777 preformada de 24 h cultivada en clavijas en una placa de 96 pocillos se trató con 0,01, 0,1 y 1 U/ml de ADNasa I y 512 µg/ml de CAZ durante otras 24 h. La biopelícula de 2 días se examinó mediante tinción con violeta cristal. El experimento se realizó por duplicado en cada uno de los tres experimentos independientes. **p<0,001.

La ADNasa I combinada con CAZ no logró matar las células de B. pseudomallei H777 en una biopelícula preformada. La biopelícula de B. pseudomallei H777 preformada de 24 h cultivada en clavijas en placas de 96 pocillos se trató con 0,01, 0,1 o 1 U/ml de ADNasa I y/o 512 µg/ml de CAZ durante otras 24 h. Las células de biopelícula viables de 2 días se liberaron mediante sonicación para la enumeración bacteriana. El experimento se realizó por duplicado en cada uno de los tres experimentos independientes. NS no indica ninguna diferencia significativa.

Estudios anteriores han señalado que la biopelícula de Burkholderia pseudomallei reduce la susceptibilidad a los antibióticos al limitar la penetración de los antibióticos23,24 y se correlaciona con infecciones persistentes18. El ADNe, un componente clave de la matriz del biofilm de B. pseudomallei, se libera de las células vivas del biofilm20. Sin embargo, aún no se ha dilucidado hasta qué punto la tolerancia a los antibióticos de la biopelícula de B. pseudomallei está mediada por la presencia de ADNe. Además, las bacterias dentro de las biopelículas son generalmente más resistentes a los antibióticos y favorecen el restablecimiento de la construcción de la biopelícula39. Por lo tanto, la inhibición de la formación de biopelículas de B. pseudomallei, la dispersión de biopelículas y la erradicación de células de biopelículas son cruciales para minimizar la resistencia a los antibióticos, prevenir la recurrencia y reducir las tasas de mortalidad de la melioidosis potencialmente mortal. Investigaciones recientes sobre la resistencia de las biopelículas han seguido la pista de muchos compuestos diferentes que destruyen la matriz de la biopelícula y liberan las células planctónicas para restaurar la susceptibilidad a los antibióticos convencionales40. En este estudio, ampliamos nuestro hallazgo anterior de que la DNasa I degrada el ADNe, inhibiendo y dispersando la biopelícula de B. pseudomallei20. Especulamos que la inhibición y dispersión de biopelículas facilitará y mejorará la destrucción de células de biopelícula por CAZ. Nuestros resultados actuales demuestran aún más la capacidad de 0,01, 0,1 y 1 U/mL de ADNasa I para degradar el ADNe en la matriz de biopelículas, suprimir la formación de biopelículas y, fundamentalmente, aumentar la susceptibilidad a CAZ de los tres aislados clínicos de B. pseudomallei. La presencia de DNasa I mejoró la susceptibilidad de las células del biofilm de B. pseudomallei a 512 µg/ml de CAZ. Esta es una concentración mucho más baja que el valor MBEC determinado previamente para CAZ solo en 2048 µg/ml25. La actividad bactericida aumentó cuando se combinaron 0,01 U/ml de ADNasa I con 512 µg/ml de CAZ. Además, las posibles propiedades antibacterianas y antibiopelículas de CS/CAZ coincidieron con nuestro hallazgo inicial38 en el que CS/CAZ a 2,5 mg/mL CS/128 µg/mL CAZ y 5 mg/mL CS/256 µg/mL CAZ con 0,01 U/ mL DNase I mejoró significativamente la eficiencia de CAZ para erradicar tanto las células planctónicas como las de biopelícula de B. pseudomallei. La ADNasa I podría inhibir la formación y alterar la matriz de la biopelícula, permitiendo que la sustancia antimicrobiana se dirija a las células desprendidas. Estos hallazgos sugieren que la DNasa I en combinación con agentes antimicrobianos puede ser un mejor enfoque alternativo contra los patógenos asociados a biopelículas para dispersar la biopelícula y mejorar la eficiencia bactericida.

El ADN extracelular es un objetivo clave para dispersar la biopelícula y mejorar la vulnerabilidad de las células de la biopelícula a los antibióticos41. Nuestros resultados respaldan ampliamente el trabajo de otros estudios en esta área que vinculan la Dnase I con la interrupción de la biopelícula y una mayor susceptibilidad a los agentes antimicrobianos. Li y sus colegas revelaron que la actividad enzimática de la DNasa I y la dextranasa podría reducir eficientemente la adhesión de biopelículas y mejorar la susceptibilidad de las biopelículas de Enterococcus faecalis a la clorhexidina al 2%35. Cavaliere y sus colegas encontraron que la presencia del quelante catiónico ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) y DNasa I desestabilizó las biopelículas de Hemophilus influenzae no tipificables y mejoró la susceptibilidad a la ampicilina y la ciprofloxacina34. Se exploraron los desafíos para la traducción clínica de las enzimas dispersantes de biopelículas para evitar efectos perjudiciales in vivo como un nuevo enfoque terapéutico para las infecciones asociadas a biopelículas42.

Las imágenes CLSM de biopelícula eliminadas de acuerdo con la caída del ADNe y la proporción de vivos/muertos enfatizaron el potencial de la ADNasa I para degradar el ADNe y facilitar la competencia bactericida de CAZ (Figs. 3, 4). Parece posible que estos resultados se deban a que la escisión del ADNe conduce a una alteración de la biopelícula que aumenta la penetración de los antibióticos y mejora la eficacia de los antibióticos, lo que resulta en una disminución de la biomasa de la biopelícula y del número de células asociadas a la biopelícula43. El uso de CAZ solo indujo la filamentación de células de B. pseudomallei. La filamentación reversible inducida por concentraciones subletales de CAZ o por exposición prolongada a antibióticos posiblemente pueda afectar la resistencia a los antibióticos44. Además, se ha demostrado la apariencia filamentosa de las variantes clínicas resistentes a CAZ de B. pseudomallei asociadas con el fracaso del tratamiento durante la terapia prolongada con CAZ de infección natural17. Este fenómeno es causado por la inhibición de la división celular debido a la inactivación de la proteína fijadora de penicilina (PBP)-3, que conduce al crecimiento de filamentos largos. Varias concentraciones de CAZ inhiben la PBP-3, lo que provoca la formación de filamentos en Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa y Acinetobacter baumannii, lo que sugiere riesgos adicionales durante el tratamiento empírico de infecciones graves45.

Investigaciones recientes sobre la resistencia de las biopelículas se han centrado en diferentes compuestos que pueden destruir la matriz de la biopelícula y liberar células planctónicas para que sean atacadas por los antibióticos convencionales40. Por lo tanto, la combinación de DNasa I con agentes antimicrobianos para erradicar no solo la biomasa de biopelículas sino también las células de biopelícula y las células planctónicas eliminadas mejoraría la susceptibilidad a los antibióticos de las infecciones por B. pseudomallei asociadas a biopelículas. Anteriormente demostramos que la DNasa I, utilizada junto con un agente antibacteriano y antibiopelícula, CS/CAZ38, mejoró significativamente la erradicación de células de biopelícula y de células planctónicas desprendidas en comparación con CS/CAZ solo. Esta observación destaca una posible estrategia novedosa para superar la resistencia inherente de las biopelículas de B. pseudomallei a los antibióticos. Nuestros resultados son consistentes con el informe de la eficacia del gel CS cargado con nanopartículas lipídicas sólidas de sulfadiazina de plata suplementada con DNasa I contra la biopelícula de P. aeruginosa en la infección de heridas asociada a biopelículas36. Los estudios clínicos han demostrado la capacidad de la desoxirribonucleasa humana recombinante (rhDNasa) para escindir el ADNe como agente mucolítico que puede mejorar el aclaramiento mucociliar, aumentar la función pulmonar y reducir la incidencia de infecciones del tracto respiratorio en la fibrosis quística (FQ)46,47. Nuestros hallazgos pueden traducirse en el uso de DNasa I combinada con CAZ para un mejor tratamiento de las infecciones por B. pseudomallei asociadas a biopelículas.

En general, la biopelícula madura resiste los agentes antimicrobianos al limitar la difusión de estos agentes en la matriz y al contener células persistentes que pueden sobrevivir en presencia de antibióticos40. El uso de DNasa junto con CAZ contra la biopelícula establecida puede disminuir la formación de biopelículas pero no matar eficazmente las células de la biopelícula establecida (Figs. 6, 7). Este resultado puede explicarse por el hecho de que el tratamiento eficaz con DNasa depende de la edad de la biopelícula. Las biopelículas jóvenes simplemente se dispersan, pero este no es el caso de las biopelículas que han envejecido más allá de cierto punto41. Esto sugiere que una matriz de biopelícula establecida puede comprender sustancias poliméricas extracelulares adicionales, incluidos polisacáridos, proteínas y lípidos, que proporcionan estabilidad48 y contra las cuales la ADNasa I es menos eficaz. El tratamiento con ADNasa I interfirió con la unión de la biopelícula de Listeria monocytogenes pero dispersó de manera incompleta la biopelícula establecida. Sin embargo, la adición de proteinasa K dispersó completamente la biopelícula. Estos datos sugieren que la biopelícula de L. monocytogenes está compuesta de ADN y proteínas32. En particular, la combinación de tripsina y DNasa I funciona eficazmente como un agente anti-biopelículas contra biopelículas de especies duales de Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa y reduce el MBEC de los antibióticos49. Además, la DNasa y la proteinasa combinadas interfieren con la composición y la integridad estructural de las biopelículas orales de múltiples especies50. Esto puede implicar que se pueda utilizar una mezcla de enzimas dirigidas a los componentes de la matriz de la biopelícula para dispersar las biopelículas establecidas: la suplementación posterior con antibióticos podría matar las células planctónicas que se desprenden. Sin embargo, nuestros resultados preliminares indicaron que no hubo diferencias significativas en la inhibición o dispersión de la biopelícula de B. pseudomallei H777 entre los controles no tratados y los tratamientos que utilizan proteinasa K. Es posible que se requiera más trabajo para verificar los componentes de la biopelícula de B. pseudomallei.

En general, la DNasa I combinada con agentes antimicrobianos podría tener un gran impacto en futuros tratamientos clínicos para prevenir la formación de biopelículas, especialmente para B. pseudomallei. A pesar de estos resultados prometedores, quedan preguntas. Se debe tomar una nota de precaución ya que la alta concentración de CAZ puede causar dificultades para el manejo clínico. Se requieren más estudios para optimizar la concentración de CAZ clínicamente alcanzable e investigar la actividad sinérgica de la DNasa I y los agentes antimicrobianos contra la biopelícula madura de B. pseudomallei. Por lo tanto, la potencia de las combinaciones sinérgicas de DNasa I con CS antimicrobiano y el fármaco de elección para tratar la melioidosis, CAZ, tiene potencial para el tratamiento de la melioidosis.

El presente estudio fue diseñado para determinar la contribución del ADNe a la resistencia a los antibióticos por parte de B. pseudomallei utilizando DNasa I. El hallazgo más obvio que surgió de este estudio es que la DNasa I degradó el ADNe, lo que condujo a la inhibición de la biopelícula y una mayor eficacia de CAZ resultó en un 3– Reducción de 4 log en el número de células viables de biopelículas de B. pseudomallei. La combinación de B. pseudomallei que elimina células planctónicas y de biopelícula DNasa I con CS/CAZ erradicó completamente B. pseudomallei que elimina células planctónicas y de biopelícula. Los hallazgos de este estudio proporcionan un enfoque terapéutico potencial para mejorar la eficacia del tratamiento contra las infecciones asociadas a biopelículas de B. pseudomallei.

Se utilizaron los aislados clínicos de Burkholderia pseudomallei H777, P1 y L1 (del Centro de Investigación de Melioidosis de la Universidad de Khon Kaen (MRC, KKU). Estos aislados se recolectaron como parte de un estudio de epidemiología de B. pseudomallei aprobado por Khon Kaen. Comité Universitario de Ética para la Investigación en Humanos (HE490324). Los pacientes no pueden identificarse ya que los aislados no fueron identificados cuando los recibimos. Todos los métodos se realizaron de acuerdo con las directrices y regulaciones pertinentes.

Burkholderia pseudomallei H777, L1 y P1 a partir de una solución madre de glicerol a -80 °C se cultivaron en agar de Ashdown y se incubaron a 37 °C durante 48 h. El cultivo de inóculo se preparó a partir de una sola colonia de B. pseudomallei en 3 ml de caldo Luria-Bertani (LB) y se incubó a 37 °C con agitación (200 rpm) durante 18 a 20 h. Posteriormente, se inoculó un 2% de inóculo en LB fresco. El cultivo bacteriano se ajustó a 107 o 108 UFC/mL como inóculo inicial19,20.

Se disolvió hidrato de ceftazidima (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EE. UU.) en agua inyectada estéril antes de la esterilización por filtración. El stock de CAZ se distribuyó en alícuotas y se almacenó a -20 °C hasta su uso.

Se preparó quitosano de cáscaras de camarón con ≥ 75 % de desacetilación (número de producto C3646, Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, EE. UU.) (CS) unido a CAZ (CS/CAZ) como se describió anteriormente38. En resumen, se disolvieron 20 mg/ml de solución madre de CS en ácido acético al 1 % v/v a 160 rpm durante la noche a temperatura ambiente. La solución madre se ajustó a pH 5,6 antes de esterilizarse en autoclave a 121 °C durante 20 minutos y se almacenó a 4 °C hasta su uso. El stock de CAZ estéril de 5000 µg/ml se añadió gota a gota en 20 mg/ml de CS con agitación magnética continua a 160 rpm durante 24 h para obtener el stock de CS/CAZ de 20 mg/ml de CS/1024 µg/ml de CAZ. La solución se usó inmediatamente o se almacenó a 4 °C y se usó dentro de los 7 días. El día del experimento, la solución madre de CS/CAZ se diluyó en serie dos veces hasta la concentración designada.

La biopelícula de Burkholderia pseudomallei se cuantificó como una biopelícula de 2 días sobre tapas de clavijas de poliestireno (Nunclon™, Roskilde, Dinamarca) usando cristal violeta como se describió anteriormente51 con una ligera modificación. Brevemente, se inocularon 200 µl de cada cultivo iniciador bacteriano (107 UFC/ml) en pocillos duplicados de una placa de 96 pocillos como controles no tratados. Para experimentos de inhibición de biopelículas que requirieron tratamiento con DNasa I durante 48 h, se cultivaron 180 µL de iniciador bacteriano en presencia de 20 µL de DNasa I (Roche, Mannheim, Alemania) a concentraciones finales de 0,01, 0,1 y 1 U/mL en Tampón ADNasa I (Tris-HCl 400 mM, NaCl 100 mM, MgCl2·6H2O 60 mM y CaCl2·2H2O 10 mM). Posteriormente, las clavijas se sumergieron en la mezcla y se incubaron a 37 ºC durante 24 h. Las biopelículas preformadas de 24 h en las clavijas se enjuagaron con solución salina tampón fosfato (PBS) estéril, pH 7,4 durante 1 min para eliminar las células planctónicas no adheridas y luego se sumergieron en una placa de pocillos nueva que contenía caldo LB fresco con la misma concentración de ADNasa I, CAZ. a 512 µg/mL (la subconcentración de la concentración mínima de erradicación de biopelículas (MBEC)25,51 o DNasa I combinada con CAZ durante otras 24 h a 37 ºC para obtener una biopelícula de 2 días. Posteriormente, las biopelículas en las clavijas se enjuagaron una vez con PBS estéril durante 1 min, se fijó con metanol al 99% durante 15 min y se tiñó con cristal violeta al 2% p/v durante 5 min. El exceso de tinte se eliminó usando agua corriente del grifo y se secó al aire, el tinte violeta cristal en cada clavija se se disolvió por inmersión en 200 µl de ácido acético glacial al 33% (v/v) y se midió la densidad óptica a 620 nm utilizando un lector de microplacas (TECAN Safire, Port Melbourne, Australia).

Para los experimentos de dispersión de biopelículas, la biopelícula establecida durante 24 h en caldo LB sobre clavijas se expuso a DNasa I y CAZ durante otras 24 h. Luego se examinó la biopelícula de 2 días tratada mediante tinción con violeta cristal como se indicó anteriormente.

Para enumerar células viables de biopelículas de B. pseudomallei a partir de experimentos de inhibición y dispersión de biopelículas, las biopelículas de 2 días en clavijas se enjuagaron con PBS estéril durante 1 minuto. A partir de entonces, cada tapa de clavija se transfirió a una nueva placa de 96 pocillos que contenía 200 µl de caldo Muller Hilton y se sonicó durante 5 minutos para liberar células de biopelícula. Posteriormente, la suspensión bacteriana se diluyó en serie para el recuento bacteriano utilizando la técnica de placa de gota en agar LB y se incubó a 37 ºC durante 24 h y se informó como UFC/mL52.

Para evaluar el impacto de la DNasa I en la eficacia de CAZ en el experimento de inhibición de biopelículas, se observaron la estructura de la biopelícula de B. pseudomallei y el ADNe en cubreobjetos de vidrio redondos estériles de 12 mm de diámetro sostenidos por un modelo Amsterdam Active Attachment (AAA) con ligeras modificaciones de un modelo anterior. método descrito19,51. En resumen, se añadió 1 ml de cultivo iniciador bacteriano (108 UFC/ml) en medio LB y 0, 0,01, 0,1 o 1 U/ml de ADNasa I a cada pocillo de una placa de 24 pocillos (Costar® #3524, Corning, Nueva York, Estados Unidos). Se permitió que los cubreobjetos desarrollaran biopelículas a 37 °C durante 24 h. Luego, los cubreobjetos se lavaron una vez con PBS estéril, pH 7,4 y se incubaron adicionalmente en medio LB fresco con DNasa I, 512 µg/ml de CAZ o la mezcla de ambos agentes durante otras 24 h. Las biopelículas de 2 días en los cubreobjetos se enjuagaron tres veces con PBS estéril antes de teñir con 50 µg/ml de isotiocianato de fluoresceína-concanavalina A (FITC-Con A) (Sigma-Aldrich, Saint Louis, Missouri, EE. UU.). FITC-ConA se une a α − D-manosa o α − D-glucosa que están presentes en varios azúcares, glicoproteínas y glicolípidos, incluidas las paredes celulares microbianas (que representan biomasa de biopelícula, verde) y TOTO-3 2 µM (Thermo fisher Scientific, Oregon, EE. UU. ), que se une al ADNe (rojo) durante 20 min. Por separado, se examinó la viabilidad de las células de biopelícula utilizando tinción con SYTO 9 3,34 µM/ml y yoduro de propidio (PI) 5 µg/ml (Invitrogen, Thermo Fisher Scientific, Oregón, EE. UU.) durante 15 minutos. Posteriormente, las biopelículas se fijaron con glutaraldehído al 2,5% en PBS durante 3 h antes de lavarlas con PBS estéril 3 veces y se secaron al aire durante 24 h a temperatura ambiente. La estructura de la biopelícula y el ADNe se visualizaron bajo un microscopio de barrido láser confocal (CLSM, LSM 800, Carl Zeiss, Jena, Alemania). Los máximos de excitación/emisión para estos tintes fueron aproximadamente 495/519 nm para FITC-ConA, 261/661 nm para TOTO-3, 483/500 nm para SYTO 9 y 305/617 nm para PI. La intensidad de la biopelícula se analizó mediante procesamiento z-stack utilizando el software Zen blue19,53. La biomasa de células adherentes y la cantidad de ADNe se calcularon a partir de 18 imágenes CLSM utilizando el programa informático COMSTAT54. La viabilidad de las células de biopelícula se presentó como proporción viva/muerta.

Los análisis estadísticos se realizaron utilizando el software SPSS, versión 23 (SPSS Inc., Chicago, IL, EE. UU.). Los datos se analizaron para determinar su significancia estadística mediante ANOVA unidireccional seguido de la prueba post-hoc de Tukey o la prueba post-hoc de Games-Howell para corregir la heterogeneidad de la varianza. Los niveles requeridos para la significación estadística fueron *p < 0,05 y **p < 0,001.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

Whitmore, A. & Krishnaswami, CS Un relato del descubrimiento de una enfermedad infecciosa hasta ahora no descrita que afecta a la población de Rangún. Indiana Med. Gaz. 47, 262–267 (1912).

CAS Google Académico

Wiersinga, WJ, Currie, BJ y Peacock, SJ Melioidosis. N. inglés. J. Med. 367, 1035–1044. https://doi.org/10.1056/NEJMra1204699 (2012).

Artículo CAS Google Scholar

Limmathurotsakul, D. et al. Distribución global prevista de Burkholderia pseudomallei y carga de melioidosis. Nat. Microbiol. 1, 15008. https://doi.org/10.1038/nmicrobiol.2015.8 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Hinjoy, S. y col. Melioidosis en Tailandia: presente y futuro. tropo. Medicina. En t. Salud 3, 38 (2018).

Google Académico

Hanson, J. & Smith, S. Altas tasas de muerte prematura y potencialmente evitable entre pacientes que sobrevivieron a la melioidosis en la Australia tropical. Soy. J. Trop. Medicina. Hig. 101, 328–331. https://doi.org/10.4269/ajtmh.19-0375 (2019).

Artículo de Google Scholar

Hantrakun, V. y col. Epidemiología clínica de 7126 pacientes con melioidosis en Tailandia y las implicaciones para un sistema nacional de vigilancia de enfermedades de declaración obligatoria. Foro abierto Infect Dis 6, ofz498. https://doi.org/10.1093/ofid/ofz498 (2019).

Artículo de Google Scholar

Rammaert, B. y col. Melioidosis pulmonar en Camboya: un estudio prospectivo. Infección BMC. Dis. 11, 126. https://doi.org/10.1186/1471-2334-11-126 (2011).

Artículo de Google Scholar

Currie, BJ y cols. El estudio prospectivo de melioidosis de Darwin: una investigación observacional prospectiva de 30 años. Infección por lanceta. Dis. 21, 1737-1746. https://doi.org/10.1016/s1473-3099(21)00022-0 (2021).

Artículo de Google Scholar

Chaowagul, W. y col. Recaída en melioidosis: incidencia y factores de riesgo. J. Infectar. Dis. 168, 1181-1185 (1993).

Artículo CAS Google Scholar

Currie, BJ, Fisher, DA, Anstey, NM y Jacups, SP Melioidosis: enfermedad aguda y crónica, recaída y reactivación. Trans. R. Soc. tropo. Medicina. Hig. 94, 301–304 (2000).

Artículo CAS Google Scholar

Limmathurotsakul, D. et al. Un sistema de puntuación simple para diferenciar entre recaída y reinfección en pacientes con melioidosis recurrente. PLOS Negl. tropo. Dis. 2, e327 (2008).

Artículo de Google Scholar

Maharjan, B. y col. La melioidosis recurrente en pacientes del noreste de Tailandia se debe con frecuencia a una reinfección más que a una recaída. J.Clin. Microbiol. 43, 6032–6034 (2005).

Artículo de Google Scholar

Anunnatsiri, S. et al. Una comparación entre 12 versus 20 semanas de trimetoprim-sulfametoxazol como tratamiento de erradicación oral para la melioidosis (12 versus 20): un estudio abierto, pragmático, multicéntrico y de no inferioridad. Ensayo controlado aleatorio. Clínico. Infectar. Dis. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa1084 (2020).

Artículo de Google Scholar

Sookpranee, M., Boonma, P., Susaengrat, W., Bhuripanyo, K. & Punyagupta, S. Ensayo aleatorizado prospectivo multicéntrico que compara ceftazidima más cotrimoxazol con cloranfenicol más doxiciclina y cotrimoxazol para el tratamiento de la melioidosis grave. Antimicrobiano. Agentes Chemother. 36, 158-162 (1992).

Artículo CAS Google Scholar

White, Nueva Jersey y col. Reducción a la mitad de la mortalidad por melioidosis grave mediante ceftazidima. Lanceta 2, 697–701 (1989).

Artículo CAS Google Scholar

Wuthiekanun, V. et al. Encuesta sobre la resistencia a los antimicrobianos en aislamientos clínicos de Burkholderia pseudomallei durante dos décadas en el noreste de Tailandia. Antimicrobiano. Agentes Chemother. 55, 5388–5391. https://doi.org/10.1128/AAC.05517-11 (2011).

Artículo CAS Google Scholar

Chantratita, N. et al. Resistencia a los antimicrobianos a la ceftazidima que implica la pérdida de la proteína 3 fijadora de penicilina en Burkholderia pseudomallei. Proc. Nacional. Acad. Ciencia. Estados Unidos 108, 17165–17170. https://doi.org/10.1073/pnas.1111020108 (2011).

ADS del artículo Google Scholar

Limmathurotsakul, D. et al. Papel de la formación de biopelículas de Burkholderia pseudomallei y del lipopolisacárido en la recaída de la melioidosis. Clínico. Microbiol. Infectar. 20, O854-856. https://doi.org/10.1111/1469-0691.12614 (2014).

Artículo CAS Google Scholar

Kunyanee, C. y col. La biopelícula de Burkholderia pseudomallei promueve la adhesión, la internalización y estimula las citocinas proinflamatorias en las células epiteliales humanas A549. MÁS UNO 11, e0160741. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0160741 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Pakkulnan, R. y col. El ADN extracelular facilita la adhesión bacteriana durante la formación de biopelículas de Burkholderia pseudomallei. MÁS UNO 14, e0213288. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0213288 (2019).

Artículo CAS Google Scholar

Vorachit, M., Lam, K., Jayanetra, P. & Costerton, JW Estudio de microscopía electrónica del modo de crecimiento de Pseudomonas pseudomallei in vitro e in vivo. J. Trop. Medicina. Hig. 98, 379–391 (1995).

CAS Google Académico

Sawasdidoln, C. y col. El cultivo de Burkholderia pseudomallei en condiciones estimulantes de biopelículas induce significativamente resistencia a los antimicrobianos. MÁS UNO 5, e9196. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0009196 (2010).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Mongkolrob, R., Taweechaisupapong, S. & Tungpradabkul, S. Correlación entre la producción de biopelículas, la susceptibilidad a los antibióticos y la composición de exopolisacáridos en cepas mutantes de Burkholderia pseudomallei bpsI, ppk y rpoS. Microbiol. Inmunol. 59, 653–663. https://doi.org/10.1111/1348-0421.12331 (2015).

Artículo CAS Google Scholar

Pibalpakdee, P., Wongratanacheewin, S., Taweechaisupapong, S. & Niumsup, PR Difusión y actividad de antibióticos contra biopelículas de Burkholderia pseudomallei. En t. J. Antimicrobios. Agentes 39, 356–359. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2011.12.010 (2012).

Artículo CAS Google Scholar

Anutrakunchai, C., Sermswan, RW, Wongratanacheewin, S., Puknun, A. y Taweechaisupapong, S. Susceptibilidad a los medicamentos y formación de biopelículas de Burkholderia pseudomallei en condiciones de escasez de nutrientes. tropo. Biomédica. 32, 300–309 (2015).

CAS Google Académico

Algburi, A., Comito, N., Kashtanov, D., Dicks, LMT y Chikindas, ML Control de la formación de biopelículas: antibióticos y más. Aplica. Reinar. Microbiol. https://doi.org/10.1128/AEM.02508-16 (2017).

Artículo de Google Scholar

Chiang, WC y cols. El ADN extracelular protege contra los aminoglucósidos en las biopelículas de Pseudomonas aeruginosa. Antimicrobiano. Agentes Chemother. 57, 2352–2361. https://doi.org/10.1128/AAC.00001-13 (2013).

Artículo CAS Google Scholar

Wilton, M., Charron-Mazenod, L., Moore, R. y Lewenza, S. El ADN extracelular acidifica las biopelículas e induce resistencia a los aminoglucósidos en Pseudomonas aeruginosa. Antimicrobiano. Agentes Chemother. 60, 544–553. https://doi.org/10.1128/AAC.01650-15 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Lewenza, S. Mecanismos de resistencia a péptidos antimicrobianos inducidos por ADN extracelular en Pseudomonas aeruginosa. Frente Microbiol 4, 21. https://doi.org/10.3389/fmicb.2013.00021 (2013).

Artículo de Google Scholar

Whitchurch, CB, Tolker-Nielsen, T., Ragas, PC y Mattick, JS Se requiere ADN extracelular para la formación de biopelículas bacterianas. Ciencia 295, 1487. https://doi.org/10.1126/science.295.5559.1487 (2002).

Artículo CAS Google Scholar

Harmsen, M., Lappann, M., Knochel, S. & Molin, S. Papel del ADN extracelular durante la formación de biopelículas por Listeria monocytogenes. Aplica. Reinar. Microbiol. 76, 2271–2279. https://doi.org/10.1128/AEM.02361-09 (2010).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Nguyen, UT y Burrows, LL La DNasa I y la proteinasa K perjudican la formación de biopelículas de Listeria monocytogenes e inducen la dispersión de biopelículas preexistentes. En t. J. Microbiol alimentario. 187, 26–32. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2014.06.025 (2014).

Artículo CAS Google Scholar

Kawarai, T., Narisawa, N., Suzuki, Y., Nagasawa, R. y Senpuku, H. La formación de biopelículas de Streptococcus mutans depende del ADN extracelular en condiciones primarias de pH bajo. J. Oral Biosci. 58, 55–61. https://doi.org/10.1016/j.job.2015.12.004 (2016).

Artículo de Google Scholar

Cavaliere, R., Ball, JL, Turnbull, L. y Whitchurch, CB Los desestabilizadores de la matriz de biopelículas, EDTA y DNaseI, mejoran la susceptibilidad de las biopelículas de Hemophilus influenzae no tipificables al tratamiento con ampicilina y ciprofloxacina. Microbiología abierta 3, 557–567. https://doi.org/10.1002/mbo3.187 (2014).

Artículo CAS Google Scholar

Li, W., Liu, H. & Xu, Q. El dextrano extracelular y el ADN afectan la formación de biopelículas de Enterococcus faecalis y su susceptibilidad a la clorhexidina al 2%. J. Endod 38, 894–898. https://doi.org/10.1016/j.joen.2012.04.007 (2012).

Artículo de Google Scholar

Patel, KK y cols. Potencial antibiopelícula de formulaciones de nanopartículas cargadas con sulfadiazina de plata: un estudio sobre el efecto de la DNasa-I sobre la biopelícula microbiana y la actividad de cicatrización de heridas. Mol. Farmacéutica. 16, 3916–3925. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.9b00527 (2019).

Artículo CAS Google Scholar

Kamjumphol, W., Chareonsudjai, P. & Chareonsudjai, S. Actividad antibacteriana del quitosano contra Burkholderia pseudomallei. MicrobiologíaOpen 7, e00534. https://doi.org/10.1002/mbo3.534 (2018).

Artículo CAS Google Scholar

Thonglao, N. y col. La molécula biológica de quitosano mejora la competencia bactericida de la ceftazidima contra las biopelículas de Burkholderia pseudomallei. En t. J. Biol. Macromol. 201, 676–685. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.01.053 (2022).

Artículo CAS Google Scholar

Vega, NM y Gore, J. Resistencia colectiva a los antibióticos: mecanismos e implicaciones. actual. Opinión. Microbiol. 21, 28–34. https://doi.org/10.1016/j.mib.2014.09.003 (2014).

Artículo CAS Google Scholar

Li, Y., Xiao, P., Wang, Y. & Hao, Y. Mecanismos y medidas de control de la resistencia de biopelículas maduras a agentes antimicrobianos en el contexto clínico. ACS Omega 5, 22684–22690. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c02294 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Okshevsky, M., Regina, VR y Meyer, RL El ADN extracelular como objetivo para el control de biopelículas. actual. Opinión. Biotecnología. 33, 73–80 (2015).

Artículo CAS Google Scholar

Thorn, CR, Howell, PL, Wozniak, DJ, Prestidge, CA y Thomas, N. Mejora del uso terapéutico de enzimas dispersantes de biopelículas con sistemas inteligentes de administración de fármacos. Adv. Entrega de drogas. Rev. 179, 113916. https://doi.org/10.1016/j.addr.2021.113916 (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Tetz, GV, Artemenko, NK & Tetz, VV Efecto de la ADNasa y los antibióticos sobre las características de las biopelículas. Antimicrobiano. Agentes Chemother. 53, 1204-1209. https://doi.org/10.1128/aac.00471-08 (2009).

Artículo CAS Google Scholar

Chen, K., Sun, GW, Chua, KL y Gan, YH Virulencia modificada de filamentos de Burkholderia pseudomallei inducidos por antibióticos. Antimicrobiano. Agentes Chemother. 49, 1002-1009 (2005).

Artículo CAS Google Scholar

Buijs, J., Dofferhoff, AS, Mouton, JW, Wagenvoort, JH y van der Meer, JW Dependencia de la concentración de la formación de filamentos inducida por betalactámicos en bacterias gramnegativas. Clínico. Microbiol. Infectar. 14, 344–349. https://doi.org/10.1111/j.1469-0691.2007.01940.x (2008).

Artículo CAS Google Scholar

Bakker, EM & Tiddens, H. Farmacología, eficacia clínica y seguridad de la DNasa humana recombinante en la fibrosis quística. Experto Rev. Respir. Medicina. 1, 317–329. https://doi.org/10.1586/17476348.1.3.317 (2007).

Artículo CAS Google Scholar

Hodson, ME Dornasa alfa en aerosol (rhDNasa) para el tratamiento de la fibrosis quística. Soy. J. Respirar. Crítico. Cuidado médico. 151, S70-74. https://doi.org/10.1164/ajrccm/151.3_Pt_2.S70 (1995).

Artículo CAS Google Scholar

Flemming, HC y Wingender, J. La matriz de biopelícula. Nat. Rev. Microbiol. 8, 623–633. https://doi.org/10.1038/nrmicro2415 (2010).

Artículo CAS Google Scholar

Fanaei Pirlar, R. et al. Efectos combinatorios de antibióticos y enzimas contra biopelículas de especies duales de Staphylococcus aureus y Pseudomonas aeruginosa en un medio similar a una herida. MÁS UNO 15, e0235093. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0235093 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Karygianni, L., Attin, T. & Thurnheer, T. El tratamiento combinado con DNasa y proteinasa interfiere con la composición y la integridad estructural de las biopelículas orales de múltiples especies. J.Clin. Medicina. 9, 983 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Anutrakunchai, C. et al. Impacto del estrés nutricional en la susceptibilidad a los medicamentos y las estructuras de biopelículas de Burkholderia pseudomallei y Burkholderia thailandensis cultivadas en sistemas estáticos y de microfluidos. MÁS UNO 13, e0194946. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0194946 (2018).

Artículo CAS Google Scholar

Herigstad, B., Hamilton, M. y Heersink, J. Cómo optimizar el método de placa de caída para enumerar bacterias. J. Microbiol. Métodos 44, 121-129. https://doi.org/10.1016/s0167-7012(00)00241-4 (2001).

Artículo CAS Google Scholar

Mann, EE y cols. La modulación de la liberación y degradación del ADNe afecta la maduración de la biopelícula de Staphylococcus aureus. MÁS UNO 4, e5822. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0005822 (2009).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Heydorn, A. y col. Cuantificación de estructuras de biopelículas mediante el novedoso programa informático COMSTAT. Microbiología (lectura) 146 (parte 10), 2395–2407. https://doi.org/10.1099/00221287-146-10-2395 (2000).

Artículo CAS Google Scholar

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Nos gustaría agradecer al Prof. David Blair por editar el manuscrito a través de la Clínica de Publicaciones de la Universidad de Khon Kaen, Tailandia.

Este trabajo fue financiado por la Beca de Investigación de la Universidad Khon Kaen (Subvención No. 61003403). Rattiyaphorn Pakkulnan recibió el apoyo de una beca de la Escuela de Graduados de la Universidad de Khon Kaen, Tailandia (Subvención No. 621H220).

Departamento de Microbiología, Facultad de Medicina, Universidad de Khon Kaen, Khon Kaen, Tailandia

Rattiyaphorn Pakkulnan, Nuttaya Thonglao y Sorujsiri Chareonsudjai

Centro de Investigación y Diagnóstico de Enfermedades Infecciosas Emergentes (RCEID), Universidad de Khon Kaen, Khon Kaen, Tailandia

Sorujsiri Chareonsudjai

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Conceptualización, SC y RP; investigación, RP y NT; interpretación, RP y SC; redacción del borrador original, RP; redacción-revisión y edición, SC y RP.; adquisición de financiación, SC y RP Todos los autores contribuyeron al artículo y aprobaron el manuscrito.

Correspondencia a Sorujsiri Chareonsudjai.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Pakkulnan, R., Thonglao, N. & Chareonsudjai, S. La ADNasa I y el quitosano mejoran la eficacia de la ceftazidima para erradicar las células de la biopelícula de Burkholderia pseudomallei. Representante científico 13, 1059 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-27790-2

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Recibido: 09 de octubre de 2022

Aceptado: 09 de enero de 2023

Publicado: 19 de enero de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-27790-2

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