Research Article
PDF Zotero Mendeley EndNote BibTex Cite

Detection of biofilm formation in Candida species with modified microplate and modified XTT reduction methods

Year 2017, Volume 56, Issue 4, 178 - 182, 01.12.2017
https://doi.org/10.19161/etd.395217

Abstract

Aim: Increasing of invasive procedures, use of broad-spectrum antibiotics, widespread use of immunosuppressive therapy, bone marrow suppression and factors such as neutropenia is increasing the frequency of serious fungal infections; especially of Candida. This increase was noted to candida virulence factors. Biofilm forming capacity is an important virulence factor. In our study, we aimed to determine the biofilm formation of Candida species isolated from clinical specimens, by two different methods.

Materials and Methods: In this study 216 candida isolates which were identified and stocked from several clinical specimens which have been sent to Ege University, Medical Microbiology Department, Mycology Laboratory were used between 2012-2014 years. Modified microplate and modified XTT reduction methods have been used for determining the biofilm formation and chi-square test was used for statistical evaluations.

Results: The biofilm formation rate of Candida species was found to be 19.4% (n=42) with microplate method and 22.7% (n=49) with XTT reduction method. Biofilm formation was detected in 12.5% (n=16) of Candida albicans and 29.5% (n=26) of Non Albicans Candida (NAC) species with microplate method. However by using XTT reduction method biofilm formation detected in 15.6% (n=20) of Candida albicans and in %32.9 (n=30) of NAC species. The difference between ratios was statistically relevant (chi-square=11.246; p=0.024). Biofilm formation detected most frequently in Candida tropicalis strains (13/30 and 12/30) by the two methods used.

Conclusion: On the basis of data obtained by the study, we concluded that modified XTT reduction method is identifying better the biofilm formation and Candida tropicalis strains formed more biofilm.

References

  • Tümbay E. Candida türleri. In: Ustaçelebi Ş (ed). Temel ve Klinik Mikrobiyoloji, Ankara: Güneş Kitabevi; 1999:1081-86.
  • Arens MQ, Swierkosz EM. Taxonomy and classification of fungi, In: Murray PR, Baron EJ, Jorgensen JH, Landry ML, Pfaller MA (ed), Manual of Clinical Microbiology Vol 2. 9th ed, Washington DC: ASM Press: 2007:1721-27.
  • Çerikcioğlu N, Sancak B. Mantarların genel özellikleri ve tanı yöntemleri. In: Willke AT, Söyletir G, Doğanay M (eds). Enfeksiyon Hastalıkları ve Mikrobiyolojisi, İstanbul: Nobel Tıp Kitabevleri; 2008:2391.
  • Donlan RM, Costerton JW. Biofilms: Survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clin Microbiol Rev 2002;15(2):167-93.
  • Kojic EM, Darouiche RO. Candida infections of medical devices. Clin Microbiol Rev 2004;17(2):255-67.
  • Hawser SP, Douglas LJ. Resistance of Candida albicans biofilms to antifungal agents in vitro. Antimicrob Agents Chemother 1995;39(9):2128-31.
  • Jabra-Rizk MA, Falkler WA, Meiller TF. Fungal biofilms and drug resistance. Emerg Infect Dis 2004;10(1):14-9.
  • Pfaller M, Davenport D, Bale M, et al. Development of the quantitative microtest for slime production by coagulase-negative staphylococci. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1988;7(1):30-3.
  • Hilmioğlu S, İlkit M, Çavuşoğlu C, Aydemir Ş, Tümbay E. Candida izolatlarında slaym (slime) üretiminin üç ayrı yöntemle gösterilmesi ve slaym üretiminin kristal viyole reaksiyonu ile ilişkisi. İnfeks Derg 1999;13(2):183-6.
  • Arslan U, Fındık D. Klinik örneklerden izole edilen Candida albicans türü maya mantarlarında virülans faktörlerinin (proteinaz, slime ve fosfolipaz) in-vitro araştırılması. İnfeks Derg 2003;17(4):471-81.
  • Roehm NW, Rodgers GH, Hatfield SM, et al. An improved colorimetric assay for cell proliferation and viability utilizing the tetrazolium salt XTT. J Immunol Met 1991;142(2):257-65.
  • Krom BP, Cohen JB, Feser GEM, et al. Optimized candidal biofilm microtiter assay. J Microbiol Met 2007;68(2):421-3.
  • Silva WJ, Gonçalves LM, Seneviratne J, et al. Exopolysaccharide matrix of developed Candida albicans biofilms after exposure to antifungal agents. Braz Dent J 2012;23(6):716-22.
  • Pannanusorn S, Fernandez V, Römling U. Prevalence of biofilm formation in clinical isolates of Candida species causing bloodstream infection. Mycoses 2013;56(3):264-72.
  • Toledo-Arana A, Valle J, Solano C, et al. The enterococcal surface protein, Esp, is involved in Enterococcus faecalis biofilm formation. Appl Environ Microbiol 2001;67(10):4538-45.
  • Thein ZM, Samaranayake YH, Samaranayake LP. İn-vitro biofilm formation of Candida albicans and non-Albicans Candida species under dynamic and anaerobic conditions. Arch Oral Biol 2007;52(8):761-7.
  • Kayabaş Ü, Aygen B. Fungal sepsis. Hast İnfeks Derg 2009;13(2):129-35.
  • Yıldırım M, Mumcuoğlu İ, Kurşun Ş, et al. Enfeksiyon etkeni olarak izole edilen Candida albicans ve ADC suşlarındaki bazı virülans faktörlerinin karşılaştırılması. Türk Mikrobiyol Cem Derg 2009;39(1):62-8.
  • Li X, Yan Z, Xu J. Quantitative variation of biofilms among strains in natural populations of Candida albicans. Microbiology 2003;149(Pt 2):353-62.
  • Peeters E, Nelis HJ, Coenye T. Comparison of multiple methods for quantification of microbial biofilms grown in microtiter plates. J Microbiol Meth 2008;72(2):157-65.
  • Peters BM, Ward RM, Rane HS, et al. Efficacy of ethanol against Candida albicans and Staphylococcus aureus polymicrobial biofilms. Antimicrob Agents Chemother 2013;57(1):74-82.
  • Aslan H, Gülmez D. Investigation of the correlation between biofilm forming ability of urinary Candida isolates with the use of urinary catheters and change of antifungal susceptibility in the presence of biofilm. Mikrobiyol Bul 2016;50(2):256-65.
  • Jin Y, Yip HK, Samaranayake YH, Yau JY, Samaranayake LP. Biofilm-forming ability of Candida albicans is unlikely to contribute to high levels of oral yeast carriage in cases of human immunodeficiency virus infection. J Clin Microbiol 2003;41(7):2961-7.
  • Hasan F, Xess I, Wang X, et al. Biofilm formation in clinical Candida isolates and its association with virulence. Microbes and Infect 2009;11(8-9):753-61.
  • Tumbarello M, Posteraro B, Trecarichi EM, et al. Biofilm production by Candida species and inadequate antifungal therapy as predictors of mortality for patients with candidemia. J Clin Microbiol 2007;45(6):1843-50.
  • Ferreira AV, Prado CG, Carvalho RR, et al. Candida albicans and non-C. albicans Candida species: Comparison of biofilm production and metabolic activity in biofilms, and putative virulence properties of isolates from hospital environments and infections. Mycopathologia 2013;175(3-4):265-72.
  • Satılmış ÖK, Akkaya Y, Ergin Ç, Kaleli İ. Çeşitli klinik örneklerden izole edilen Candida spp izolatlarında slime faktör üretimi. Pam Tıp Derg 2011;4(1):25-9.
  • Yakupoğulları Y, Toraman ZA. Çeşitli klinik örneklerden soyutlanan Candida izolatlarında slime faktörü üretiminin araştırılması. Türk Mikrobiyol Cem Derg 2004;34(3):178-81.
  • Ozkan S, Kaynak F, Kalkanci A, Abbasoglu U, Kustimur S. Slime production and proteinase activity of Candida species isolated from blood samples and the comparison of these activities with minimum inhibitory concentration values of antifungal agents. Mem Inst Oswaldo Cruz 2005;100(3):319-24.
  • Demirbilek M, Timurkaynak F, Can F, Azap Ö, Arslan H. Hastane Kaynaklı Candida Türlerinde Biyofilm Oluşumu ve Antifungal Duyarlılık Paternleri. Mikrobiol Bul 2007;41(2):261-9.

Candida türlerinde biyofilm oluşumunun modifiye mikroplak ve modifiye XTT redüksiyon yöntemleri ile saptanması

Year 2017, Volume 56, Issue 4, 178 - 182, 01.12.2017
https://doi.org/10.19161/etd.395217

Abstract

Amaç: İnvaziv girişimlerin artışı, geniş spektrumlu antibiyotiklerin kullanımı, immunsüpresif tedavilerin yaygınlaşması, kemik iliği baskılanması ve nötropeni gibi faktörler, ciddi fungal enfeksiyonların, özellikle Candida enfeksiyonlarının sıklığını arttırmaktadır. Bu artış kandidaların virülans faktörlerine dikkati çekmiştir. Biyofilm oluşturma kapasitesi önemli virülans faktörlerinden biridir. Çalışmamızda klinik örneklerden soyutlanan Candida türlerinde iki farklı yöntem ile biyofilm oluşumunu saptamayı amaçladık.

Gereç ve Yöntem: Çalışmada Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Mikoloji Laboratuvarında 2012-2014 yıllarına ait çeşitli klinik örneklerden soyutlanmış ve stoklanmış 216 kandida izolatı kullanıldı. Biyofilm oluşumunu saptamak için modifiye mikroplak ve modifiye XTT redüksiyon yöntemleri, istatistiksel değerlendirmeler için ki-kare testi kullanıldı.

Bulgular: İncelenen kandidalarda modifiye mikroplak yöntemiyle %19.4 (n=42), XTT redüksiyon yöntemiyle %22.7 (n=49) biyofilm pozitifliği saptandı. Biyofilm pozitifliği mikroplak yöntemi ile; Candida albicans’ların %12.5’inde (n=16), Albicans Dışı Candida’ların (ADC) %29.5’inde (n=26), XTT redüksiyon yöntemi ile; Candida albicans’ların %15.6’sında (n=20), ADC’lerin %32.9’unda (n=30) saptandı. Oranlar arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlı bulundu (ki-kare=11.246; p=0.024). Biyofilm pozitifliği her iki yöntem ile en çok Candida tropicalis izolatlarında (13/30 ve 12/30) saptandı.

Sonuç: Çalışmamızda elde edilen verilere göre, modifiye XTT redüksiyon yönteminin biyofilm oluşumunu daha iyi saptadığı ve Candida tropicalis suşlarının daha fazla biyofilm oluşturduğu sonucuna vardık.


References

  • Tümbay E. Candida türleri. In: Ustaçelebi Ş (ed). Temel ve Klinik Mikrobiyoloji, Ankara: Güneş Kitabevi; 1999:1081-86.
  • Arens MQ, Swierkosz EM. Taxonomy and classification of fungi, In: Murray PR, Baron EJ, Jorgensen JH, Landry ML, Pfaller MA (ed), Manual of Clinical Microbiology Vol 2. 9th ed, Washington DC: ASM Press: 2007:1721-27.
  • Çerikcioğlu N, Sancak B. Mantarların genel özellikleri ve tanı yöntemleri. In: Willke AT, Söyletir G, Doğanay M (eds). Enfeksiyon Hastalıkları ve Mikrobiyolojisi, İstanbul: Nobel Tıp Kitabevleri; 2008:2391.
  • Donlan RM, Costerton JW. Biofilms: Survival mechanisms of clinically relevant microorganisms. Clin Microbiol Rev 2002;15(2):167-93.
  • Kojic EM, Darouiche RO. Candida infections of medical devices. Clin Microbiol Rev 2004;17(2):255-67.
  • Hawser SP, Douglas LJ. Resistance of Candida albicans biofilms to antifungal agents in vitro. Antimicrob Agents Chemother 1995;39(9):2128-31.
  • Jabra-Rizk MA, Falkler WA, Meiller TF. Fungal biofilms and drug resistance. Emerg Infect Dis 2004;10(1):14-9.
  • Pfaller M, Davenport D, Bale M, et al. Development of the quantitative microtest for slime production by coagulase-negative staphylococci. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1988;7(1):30-3.
  • Hilmioğlu S, İlkit M, Çavuşoğlu C, Aydemir Ş, Tümbay E. Candida izolatlarında slaym (slime) üretiminin üç ayrı yöntemle gösterilmesi ve slaym üretiminin kristal viyole reaksiyonu ile ilişkisi. İnfeks Derg 1999;13(2):183-6.
  • Arslan U, Fındık D. Klinik örneklerden izole edilen Candida albicans türü maya mantarlarında virülans faktörlerinin (proteinaz, slime ve fosfolipaz) in-vitro araştırılması. İnfeks Derg 2003;17(4):471-81.
  • Roehm NW, Rodgers GH, Hatfield SM, et al. An improved colorimetric assay for cell proliferation and viability utilizing the tetrazolium salt XTT. J Immunol Met 1991;142(2):257-65.
  • Krom BP, Cohen JB, Feser GEM, et al. Optimized candidal biofilm microtiter assay. J Microbiol Met 2007;68(2):421-3.
  • Silva WJ, Gonçalves LM, Seneviratne J, et al. Exopolysaccharide matrix of developed Candida albicans biofilms after exposure to antifungal agents. Braz Dent J 2012;23(6):716-22.
  • Pannanusorn S, Fernandez V, Römling U. Prevalence of biofilm formation in clinical isolates of Candida species causing bloodstream infection. Mycoses 2013;56(3):264-72.
  • Toledo-Arana A, Valle J, Solano C, et al. The enterococcal surface protein, Esp, is involved in Enterococcus faecalis biofilm formation. Appl Environ Microbiol 2001;67(10):4538-45.
  • Thein ZM, Samaranayake YH, Samaranayake LP. İn-vitro biofilm formation of Candida albicans and non-Albicans Candida species under dynamic and anaerobic conditions. Arch Oral Biol 2007;52(8):761-7.
  • Kayabaş Ü, Aygen B. Fungal sepsis. Hast İnfeks Derg 2009;13(2):129-35.
  • Yıldırım M, Mumcuoğlu İ, Kurşun Ş, et al. Enfeksiyon etkeni olarak izole edilen Candida albicans ve ADC suşlarındaki bazı virülans faktörlerinin karşılaştırılması. Türk Mikrobiyol Cem Derg 2009;39(1):62-8.
  • Li X, Yan Z, Xu J. Quantitative variation of biofilms among strains in natural populations of Candida albicans. Microbiology 2003;149(Pt 2):353-62.
  • Peeters E, Nelis HJ, Coenye T. Comparison of multiple methods for quantification of microbial biofilms grown in microtiter plates. J Microbiol Meth 2008;72(2):157-65.
  • Peters BM, Ward RM, Rane HS, et al. Efficacy of ethanol against Candida albicans and Staphylococcus aureus polymicrobial biofilms. Antimicrob Agents Chemother 2013;57(1):74-82.
  • Aslan H, Gülmez D. Investigation of the correlation between biofilm forming ability of urinary Candida isolates with the use of urinary catheters and change of antifungal susceptibility in the presence of biofilm. Mikrobiyol Bul 2016;50(2):256-65.
  • Jin Y, Yip HK, Samaranayake YH, Yau JY, Samaranayake LP. Biofilm-forming ability of Candida albicans is unlikely to contribute to high levels of oral yeast carriage in cases of human immunodeficiency virus infection. J Clin Microbiol 2003;41(7):2961-7.
  • Hasan F, Xess I, Wang X, et al. Biofilm formation in clinical Candida isolates and its association with virulence. Microbes and Infect 2009;11(8-9):753-61.
  • Tumbarello M, Posteraro B, Trecarichi EM, et al. Biofilm production by Candida species and inadequate antifungal therapy as predictors of mortality for patients with candidemia. J Clin Microbiol 2007;45(6):1843-50.
  • Ferreira AV, Prado CG, Carvalho RR, et al. Candida albicans and non-C. albicans Candida species: Comparison of biofilm production and metabolic activity in biofilms, and putative virulence properties of isolates from hospital environments and infections. Mycopathologia 2013;175(3-4):265-72.
  • Satılmış ÖK, Akkaya Y, Ergin Ç, Kaleli İ. Çeşitli klinik örneklerden izole edilen Candida spp izolatlarında slime faktör üretimi. Pam Tıp Derg 2011;4(1):25-9.
  • Yakupoğulları Y, Toraman ZA. Çeşitli klinik örneklerden soyutlanan Candida izolatlarında slime faktörü üretiminin araştırılması. Türk Mikrobiyol Cem Derg 2004;34(3):178-81.
  • Ozkan S, Kaynak F, Kalkanci A, Abbasoglu U, Kustimur S. Slime production and proteinase activity of Candida species isolated from blood samples and the comparison of these activities with minimum inhibitory concentration values of antifungal agents. Mem Inst Oswaldo Cruz 2005;100(3):319-24.
  • Demirbilek M, Timurkaynak F, Can F, Azap Ö, Arslan H. Hastane Kaynaklı Candida Türlerinde Biyofilm Oluşumu ve Antifungal Duyarlılık Paternleri. Mikrobiol Bul 2007;41(2):261-9.

Details

Primary Language Turkish
Subjects Health Care Sciences and Services
Journal Section Research Articles
Authors

Uğur TÜZÜNER This is me (Primary Author)
Necmettin Erbakan Üniversitesi Meram Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Tıbbi Viroloji Bilim Dalı, Konya
0000-0002-6652-8145
Türkiye


Ramazan İNCİ This is me
Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, İzmir
orcid.org/0000-0002-6855-4574
Türkiye

Publication Date December 1, 2017
Application Date October 6, 2016
Acceptance Date December 20, 2016
Published in Issue Year 2017, Volume 56, Issue 4

Cite

Vancouver Tüzüner U. , İnci R. Candida türlerinde biyofilm oluşumunun modifiye mikroplak ve modifiye XTT redüksiyon yöntemleri ile saptanması. Ege Tıp Dergisi. 2017; 56(4): 178-182.