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Evaluation of the affinity of various species and strains of Staphylococcus to adhere to equine corneocytes

Authors


  • Sources of Funding: American College of Veterinary Dermatology resident research grant.
  • Conflict of Interest: No conflicts of interest have been declared.

Correspondence: Heather D. Akridge, Department of Clinical Studies – Philadelphia, School of Veterinary Medicine, University of Pennsylvania, 3900 Delancey Street, Philadelphia, PA 19104, USA. E-mail: heather.akridge@okstatealumni.org

Abstract

Background

Meticillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) strain USA 500 predominately colonizes horses and people working with them. Previous studies demonstrate that some Staphylococcus species exhibit higher affinity for corneocytes of specific mammalian species.

Hypothesis/Objectives

The objective was to determine the relative affinities of various MRSA strains, meticillin-susceptible S. aureus (MSSA) strains and a meticillin-susceptible Staphylococcus pseudintermedius (MSSP) for equine corneocytes. We hypothesized that MRSA strain USA 500 would exhibit greater adhesion than other staphylococcal strains tested.

Methods

Epidemic MRSA strains (USA 100, USA 300, USA 500 and USA 800), two MSSA control strains and an MSSP field strain were tested on corneocytes from 15 client-owned horses. Isolates were incubated with corneocytes in conditions (bacterial concentration of 108 colony-forming units/mL for 45 min) recently shown to maximize adherence of S. aureus without competitive interference. A validated image-analysis system was used to quantify the cell surface density of bacterial adhesion.

Results

The MSSP strain adhered with significantly higher affinity (P < 0.0015) to corneocytes than did MSSA strains. All MRSA strains other than USA 500 had significantly higher affinity than MSSA strains (P range <0.03 to <0.0015). There were no statistical differences in adhesion between strain USA 500 and the other MRSA strains tested.

Conclusions and clinical importance

Meticillin-resistant S. aureus strain USA 500 did not adhere more robustly than other strains of Staphylococcus; therefore, its affinity to colonize horses may not be solely attributed to corneocyte adhesion. Additional studies are required to explain the epidemiological role of this strain as the predominant cause of colonization and infections of horses in North America.

Résumé

Contexte

La souche de Staphylococcus aureus résistante à la méticilline (MRSA) USA 500 colonise principalement le cheval et l'homme en contact avec lui. Des études précédentes démontrent que certaines espèces de Staphylococcus montrent une plus haute affinité pour les cornéocytes d'espèces de mammifères spécifiques.

Hypothèses/Objectifs

L'objectif était de déterminer les affinités relatives de souches de MRSA variées, de souches de S. aureus sensibles à la méticilline (MSSA) et un Staphylococcus pseudintermedius sensible à la méticilline (MSSP) pour les cornéocytes équins. Nous supposons que la souche de MRSA USA 500 pourrait montrer une adhésion plus élevée que les autres souches de staphylocoques testés.

Méthodes

Les souches de MRSA épidémiques (USA 100, USA 300, USA 500 et USA 800), deux souches contrôles de MSSA et une souche de MSSP ont été testées sur cornéocytes de chevaux de propriétaires. Les isolats ont été incubés avec des cornéocytes dans des conditions (concentration bactérienne de 108 CFU/mL pour 45 min) qui ont récemment été montrées pour maximiser l'adhérence de S. aureus sans interférence compétitive. Un système d'analyse d'images validé a été utilisé pour quantifier la densité de cellules de surface d'adhésion bactérienne.

Résultats

La souche de MSSP a adhéré avec une affinité significativement plus élevée (P < 0.0015) aux cornéocytes que les souches de MSSA. Toutes les souches de MRSA autres que USA avaient une affinité significativement plus élevée que les souches de MSSA (P range <0.03 to <0.0015). Il n'y avait aucune différence statistique d'adhésion entre la souche USA 500 et les autres souches de MRSA testés.

Conclusions et importance clinique

La souche S. aureus résistante à la méticilline USA 500 n'a pas adhéré plus fermement que les autres souches de Staphylococcus; ainsi, son affinité à coloniser le cheval ne peut être seulement attribué à l'adhésion des cornéocytes. Des études supplémentaires sont nécessaires pour expliquer le rôle épidémiologique de cette souche comme cause principale de colonisation et d'infections de chevaux en Amérique du Nord.

Resumen

Introducción

la cepa USA 500 de Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA) coloniza principalmente caballos y a la gente que trabaja con ellos. Estudios previos han demostrado que algunas especies de Staphylococcus presentan mayor afinidad por corneocitos de ciertas especies de mamíferos.

Hipótesis/Objetivos

el objetivo fue determinar la afinidad relativa de varias cepas de MRSA, cepas de S. aureus susceptibles a meticilina (MSSA) y cepas de S. pseudintermedius susceptibles a meticilina (MSSP) hacia corneocitos equinos. Nuestra hipótesis era que la cepa USA 500 de MRSA presentaría mayor adhesividad que otras cepas de estafilococos.

Métodos

cepas epidémicas de MRSA (USA 100, USA 300, USA 500 y USA 800), dos cepas control de MSSA y una cepa de campo de MSSP fueron probadas en corneocitos de 15 caballos de propietarios particulares. Los aislados fueron incubados con corneocitos en condiciones demostradas para maximizar la adherencia de S. aureus sin interferencia competitiva (concentraciones bacterianas de 108 unidades formadoras de colonia/ml durante 45 min).

Resultados

la cepa de MSSP se adhirió con mayor afinidad de forma significativa (P < 0,0015) a corneocitos que las cepas MSSA. Todas las cepas de MRSA con excepción de la cepa USA 500 tenían mayor afinidad que las cepas de MSSA (rango de P < 0,03 a < 0,0015). No hubo diferencias estadísticas significativas en la adhesión entras la cepa USA 500 y las otras cepas de MRSA probadas.

Conclusiones e importancia clínica

la cepa de Staphylococcus aureus resistente a meticilina USA 500 no presentó una mayor adherencia que otras cepas de Staphylococcus, por lo tanto, su afinidad para colonizar caballos no puede atribuirse solamente a la adhesión a corneocitos. Se necesitan mas estudios para explicar el papel epidemiológico de esta cepa como la principal causa de colonización e infección en caballos en Norte America.

Zusammenfassung

Hintergrund

Der Methicillin resistente Staphylokokkus aureus (MRSA) Stamm USA 500 kolonisiert hauptsächlich Pferde und Menschen, die mit ihnen arbeiten. Frühere Studien zeigen, dass Staphylokokkus Stämme eine höhere Affinität für Korneozyten einzelner Säugetierspezies aufweisen.

Hypothese/Ziele

Das Ziel war es, die relative Affinität verschiedener MRSA Stämme, nämlich Methicillin-empfindlicher S. aureus (MSSA) Stämme und eines Methicillin- empfindlichen Staphylokokkus pseudintermedius (MSSP) Stammes für equine Korneozyten zu bestimmen.

Methoden

Epidemisch vorkommende MRSA Stämme (USA 100, USA 300, USA 500 und USA 800), zwei MSSA Kontrollstämme und ein MSSP Feldstamm wurden an Korneozyten von 15 Privatpferden ausgetestet. Isolate wurden mit Korneozyten unter Bedingungen (bakterielle Konzentration von 108 Kolonie-bildenden Einheiten/mL für 45 min) inkubiert, die erst kürzlich eine maximale Anhaftung durch S. aureus ohne kompetitive Interferenz gezeigt haben. Ein validiertes Image-Analyse System wurde zur Quantifizierung der Zelloberflächendichte der bakteriellen Anhaftung verwendet.

Ergebnisse

Die MSSP Stämme hafteten mit einer signifikant höheren Affinität (< 0,0015) an den Korneozyten als die MSSA Stämme. Alle MRSA Stämme außer den USA 500 Stämmen zeigten eine signifikant höhere Affinität als die MSSA Stämme (P von<0,03 bis<0,0015). Es gab keine statistisch signifikanten Unterschiede bei der Anhaftung zwischen den USA 500 Stämmen und den anderen getesteten MRSA Stämmen.

Schlussfolgerungen und klinische Bedeutung

Methicillin-resistente S. aureus Stämme USA 500 hafteten nicht besser als andere Staphylokokkus Stämme; daher ist ihre Affinität Pferde zu kolonisieren nicht unbedingt auf die Korneozytenadhäsion zurückzuführen. Weitere Studien sind nötig, um die epidemiologische Rolle dieses Stammes als vorherrschende Ursache für die Kolonisierung und Infektionen bei Pferden Nordamerikas zu erklären.

Abstract

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