Effect of azithromycin on a red complex polymicrobial biofilm

Abstract

Azithromycin has recently gained popularity for the treatment of periodontal disease, despite sparse literature supporting efficiency in treating periodontal bacterial biofilms. The aim of this study was to evaluate the effect of azithromycin on biofilms comprised of Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola, and Tannerella forsythia in comparison to an amoxicillin and metronidazole combination. P. gingivalis W50, T. denticola ATCC35405, and T. forsythia ATCC43037 grown under anaerobic conditions at 37°C were aliquoted into 96-well flat-bottom plates in different combinations with addition of azithromycin or amoxicillin + metronidazole at various concentrations. For the biofilm assay, the plates were incubated at 37°C anaerobically for 48 h, after which the biofilms were stained with crystal violet and measured for absorbance at AU620. In this model, polymicrobial biofilms of P. gingivalis + T. denticola, P. gingivalis + T. forsythia, and T. denticola + T. forsythia were cultured. Combination of all three bacteria enhanced biofilm biomass. Azithromycin demonstrated a minimal biofilm inhibitory concentration (MBIC) of 10.6 mg/L, while the amoxicillin + metronidazole combination was more effective in inhibiting biofilm formation with a MBIC of 1.63 mg/L. Polymicrobial biofilm formation was demonstrated by combination of all three red complex bacteria. Azithromycin was ineffective in preventing biofilm formation within a clinically achievable concentration, whereas the combination of amoxicillin and metronidazole was more effective for this purpose.

Comparing the Antimicrobial In Vitro Efficacy of Amoxicillin/Metronidazole against Azithromycin—A Systematic Review

“…Ong and co-workers [46] evaluated the efficacy of AZM on mono- and polymicrobial biofilm formations consisting of P. gingivalis , T. denticola, and T. forsythia in comparison to AMX + MTZ in combination in vitro. The antibiotics were dispersed using deionized water and final antibiotic concentrations in the range between 0.01–100 mg/L were tested in the respective supernatants of the microbial cultures.…”

“…The metabolic activity was reduced 84% through AMX + MTZ whereas only by 17% through AZM [65]. The MIC and MBIC of AMX + MTZ in combination was found to be almost 10-fold lower than the one of AZM [46].…”

Avaliação da eficácia de agentes fí­sicos e químicos contra biofilmes produzidos por clones de bactérias multirresistentes de importância clínica e epidemiológica no Brasil

“…A determinação da concentração mínima de inibição de biofilme (CMIB) e da concentração mínima de erradicação de biofilme (CMEB) foi realizada pela técnica de CBD (ONG et al, 2017;KANNAPPAN et al, 2017;BENTHALL et al, 2015), que foi constituída por 3 etapas:…”

“…Cada tampa contendo os biofilmes previamente formados foi transferida para a nova microplaca contendo os diferentes antimicrobianos. Cada placa foi incubada a 37ºC por 24 horas, sem agitação (Ong et al, 2017;Kannappan et al, 2017). A concentração equivalente ao poço onde não foi observado crescimento bacteriano através da turbidez do meio foi considerada como concentração mínima de inibição de biofilme (CMIB).…”

“…As placas foram incubadas em estufa bacteriológica, a 37ºC, por um período de 18 a 24 horas e os resultados foram interpretados de acordo com os padrões do Clinical Laboratory Standards Institute, CLSI (2017; 2013) e European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing, Os sais antimicrobianos foram solubilizados em água destilada estéril ou etanol 95%, conforme estabelecido pelo CLSI (2017). Para o preparo de cada solução estoque (Tabela 3), foi levado em consideração o valor da potência (UI ou mg/ml) fornecida pelo fabricante.A partir da determinação do perfil de resistência, foram selecionados antibióticos de uso clínico aos quais os isolados apresentaram susceptibilidade, para a determinação da concentração inibitória mínima (CIM), que foi realizada pela técnica de microdiluição em caldo, seguindo as padronizações estabelecidas pelo CLSI (2017) e EUCAST(2017). A escolha dos antibióticos foi realizada de acordo com o fenótipo de susceptibilidade de cada bactéria e utilização clínica.…”