Coagulase negative staphylococci in Anti-Cancer Center, Batna, Algeria: antibiotic resistance pattern, biofilm formation, and detection of mecA and icaAD genes

1*Zatout, A., 2Djibaoui, R., 2Kassah-Laouar, A., and 3Benbrahim, C.
1Laboratory of Microbiology and Plant Biology, Department of Biological Sciences, Faculty of Natural Sciences and Life, University of Abdlhamid Ibn Badis, Mostaganem, Algeria
2Central Laboratory of Biology, Anticancer Center of Batna, Algeria
3Laboratory of Microbiology Applied to the Agroalimentary Biomedical and the Environment, Department of Biology, Faculty of Natural Sciences and Life, University Abou BekrBelkaid, Tlemcen, Algeria
*Correspondence to: asma.zatout@univ-mosta.dz

Abstract:
Background: Coagulase-negative staphylococci (CoNS) are normal microbial flora found on the skin and mucous membranes of mammals. Considered for a long time as avirulent commensals, these bacteria are now recognized as opportunistic pathogens by virtue of their high resistance to multiple antibiotics and capacity for biofilm formations, which made them important agents of nosocomial and community-acquired infections. The objectives of this study are to determine the antibiotic resistance pattern and biofilm formation, and to detect mecA and icaAD genes in clinical CoNS isolates from Batna’s Anti-Cancer Center (ACC) in Algeria. Methods: A total of 66 CoNS were isolated from different samples and identified by API Staph system. In vitro antibiotic susceptibility testing (AST) of each isolate to selected antibiotics was determined by the disk diffusion method, and minimum inhibitory concentrations (MICs) of oxacillin and vancomycin were determined by E-test. Biofilm formation was assessed by Tissue Culture Plate (TCP) and Congo Red Agar (CRA) methods. The polymerase chain reaction (PCR) was used to amplify mecA gene in 9 oxacillin-resistant and 1 oxacillin-sensitive CoNS, and icaAD gene in 9 biofilm forming and 1 non-biofilm forming CoNS. Sequencing of the 16S rDNA of 1 mecA and 1 icaAD positive isolates was performed by the Sanger method. Results: Nine species of CoNS were identified, with Staphylococcus epidermidis (n=29, 44%) and Staphylococcus haemolyticus (n=15, 22.7%) constituting the largest proportion, and isolated mainly from the onco-haematology service unit of the center. The isolates were resistant to penicillin G (98.5%), cefoxitin (80.3%) and oxacillin (72.2%). The TCP method was more sensitive (89.4%) than CRA method (31.8%) in detecting biofilm formation. The mecA gene was detected in 66.7% (6/9) of oxacillin resistant CoNS and the icaAD gene in 55.6% (5/9) of TCP positive CoNS isolates Conclusion: Invitro resistance to methicillin (oxacillin) and biofilm formation were high among the CoNS isolates in this study, but the association of these with respective carriage of mecA and icaAD genes was low.

Keywords: Coagulase negative staphylococci, identification, antibiotic resistance, biofilm, PCR

Received April 26, 2019; Revised October 2, 2019; Accepted October 5, 2019
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Staphylocoques à coagulase négative au Centre Anti-Cancer du Batna, Algérie: résistance aux antibiotiques, formation de biofilms et détection des gènes mecA et icaAD

1*Zatout, A., 2Djibaoui, R., 2Kassah-Laouar, A., et 3Benbrahim, C.
1Laboratoire de Microbiologie et Biologie Végétale, Département des Sciences Biologiques, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Abdlhamid Ibn Badis, Mostaganem, Algérie
2Laboratoire Central de Biologie, Centre Anti-Cancer (ACC), Batna, Algérie
3laboratoire de Microbiologie Appliquée à l’Agroalimentaire au Biomédical et à l’Environnement, Département de Biologie, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Abou Bekr Belkaid, Tlemcen, Algérie
Correspondance à: asma.zatout@univ-mosta.dz
Coagulase negative staphylococci in Algeria Afr J. Clin. Exper. Microbiol. 2020; 21 (1): 21-29

Abstrait :

Contexte: Les staphylocoques à coagulase négative (CoNS) sont une flore microbienne normale présente sur la peau et les muqueuses humaines des mammifères. Considérés depuis longtemps comme des commensales avirulentes, ces bactéries sont reconnues comme agents pathogènes opportunistes grâce à leurs multiples propriétés coexistantes de résistance aux antibiotiques et de formation de biofilms qui constituent des agents importants d’infections nosocomiales et communautaires. l’objectif de cette étude est de déterminer la résistance aux antibiotiques, la formation de biofilms et pour rechercher des gènes mecA et icaAD dans les isolats cliniques de staphylocoques à coagulase négative du Centre Anti-Cancer (AAC) de Batna en Algérie. Méthodes: au total de 66 des SCN ont été isolés de différents prélèvements et identifiés par galerie API Staph. Le test de sensibilité aux antibiotiques In vitro de chaque isolat par rapport aux antibiotiques sélectionnés a été déterminé par la méthode de diffusion sur disque, et les concentrations minimales inhibitrices (MICs) de l’oxacilline et de la vancomycine ont été déterminées par E-test. La formation de biofilm a été évaluée par la méthode de culture de tissu en plaque (TCP) et la méthode de Rouge Congo Agar (CRA). La réaction en chaîne par polymérase (PCR) a été utilisée pour amplifier l’ADN du gène mecA dont 9 des SCN résistants à l’oxacilline et 1 sensible à l’oxacilline et le gène icaAD dont 9 des SCN formant biofilm et 1 non-formant biofilm. Le séquençage de l’ADNr 16S des isolats positifs, 1 mecA et 1 icaAD ont été réalisés par la méthode de Sanger. Résultats: Neuf espèces des SCN ont été identifiées avec Staphylococcus epidermidis (n=29, 44%) et Staphylococcus haemolyticus (n=15, 22,7%) constituant la plus grande proportion, et isolées principalement de l’unité de service d’onco-hématologie du centre. Les isolats étaient résistants à la pénicilline G (98,5%), à la céfoxitine (80,3%) et à l’oxacilline (72,2%). La méthode TCP était plus sensible (89,4%) que la méthode CRA (31,8%) dans la détection de la formation de biofilm. Le gène mecA a été détecté dans 66,7% (6/9) des SCN résistants à l’oxacilline et le gène icaAD dans 55,6% (5/9) des isolats positifs des SCN pour CRA. Conclusion: La résistance à la méthicilline (oxacilline) in vitro et la formation de biofilms étaient élevées chez les isolats des SCN de cette étude, mais leur corrélation avec le portage respectif des gènes mecA et icaAD était faible.

Mots-clés: Staphylocoque à coagulase négative, identification, résistance aux antibiotiques, biofilm, PCR

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Coagulase negative staphylococci in Anti-Cancer Center, Batna, Algeria: antibiotic resistance pattern, biofilm formation, and detection of mecA and icaAD genes