Isolation and characterization of vaginal microorganisms and its association with Bacterial Vaginosis

Abstract

Bacterial vaginosis (BV) is one of the most common gynaecological conditions affecting women in reproductive age worldwide, being linked to serious public health consequences. Due to their complexity and to the diversity of microorganisms involved in this condition, the exact aetiology is inconclusive, but recent reports referring to the presence of anaerobic biofilms led to the theory that the microorganisms which form the biofilm, like Gardnerella vaginalis, may be relevant for the aetiology of BV. Biofilms are complex structures that protect the microorganisms involved increasing their resistance to antibiotics and natural defences of the body. As such, the aim of this work was to isolate and characterise the microbial population present in the vagina of Portuguese women. In order to achieve this, 54 samples of vaginal exudate were collected in clinical settings from Portuguese women that were either healthy or had been diagnosed with BV. After an initial characterization, 15 unique strains were isolated and identified. The next step was the phenotypic characterization of the isolated strains, which included the determination of their intrinsic capacity to form biofilm and tolerance to some antibiotics typically prescribed by physicians around the world, by determining the minimum inhibitory concentrations (MIC). The intrinsic capacity to grow as biofilm of each one of the isolate was assessed under anaerobic conditions for 48 hours and using different media. It was observed that all isolates had the capacity to form biofilm, but this was depending on the growth media used. The strains that showed a higher capacity for biofilm formation were G. vaginalis, Enterococcus faecalis, Streptococcus spp., Bifidobacterium breve and Propionibacterium acnes. Furthermore, results of antimicrobial susceptibility assays showed that for the most part of microorganisms had an MIC similar to those previously reported in the literature. This work allowed the characterization of the vaginal microbial flora in Portuguese woman and is the first study of this kind in Portugal. These results should be taken into account when researching the epidemiology and pathogenesis of BV.

A vaginose bacteriana (VB) é uma das condições ginecológicas mais comuns que afetam as mulheres em idade fértil em todo o mundo, tendo sido associada a graves consequências para a saúde pública. Devido à sua complexidade e à diversidade dos microorganismos presentes, a sua etiologia é desconhecida. Dados recentes associaram a presença de biofilmes anaeróbios, tanto na vagina saudável como em VB, levando à teoria de que os microorganismos que formam biofilme, como Gardnerella vaginalis, podem ser relevantes para a etiologia da VB. Biofilmes são estruturas complexas que protegem os microorganismos podendo conferir resistência aos antibióticos e às defesas naturais do hospedeiro. Assim, o objetivo deste trabalho foi isolar e caracterizar a população microbiana presente na vagina de mulheres portuguesas. Para isso, foram recolhidas 54 amostras de exsudado vaginal de mulheres saudáveis ou diagnosticadas com BV. Após a caracterização inicial, 15 estirpes foram isoladas e identificadas. O passo seguinte consistiu na caracterização fenotípica das estirpes, como a capacidade intrínseca para formar biofilme e a tolerância a antibióticos, através da determinação das concentrações mínimas inibitórias (CMI´s). A capacidade intrínseca de formação de biofilme de cada um dos isolados foi avaliada em condições anaeróbias durante 48 horas utilizando diferentes meios de crescimento. Foi possível observar que todas as estirpes isoladas apresentaram elevada capacidade para formar biofilme, dependendo dos meios de crescimento utilizados. As estirpes que demonstraram maior capacidade para formar biofilme foram G. vaginalis, Enterococcus faecalis, Streptococcus spp., Bifidobacterium breve e Propionibacterium acnes. Além disso, os resultados da susceptibilidade antimicrobiana demonstraram que a maior parte dos microrganismos apresentaram CMI´s semelhantes às previamente descritas na literatura. Este trabalho permitiu fazer uma caracterização da flora microbiana vaginal de mulheres portuguesas e é o primeiro estudo deste tipo em Portugal. Estes resultados devem ser tidos em conta na investigação da epidemiologia e patogénese da VB.