Hospital Acquired infections (HAIs) are the the most frequent adverse event threatening patients’ safety worldwide, with high social and health impact. Contaminated surfaces are a reservoir for many pathogens and can act as an important source for transmission of infections. Moreover, the acquisition of resistance genes by bacteria has made that of the HAIs an increasing problem, with some peculiarities also in the paediatric field. The monitoring of hospital surfaces is generally addressed by microbial cultural isolation, with some performance limitations, highlighting the need to evaluate the introduction of new generation technologies. With the intent of characterizing the environmental microbiome in mother and child hospital, the aim of this study was to implement the standard procedures for environmental monitoring with new generation technologies in order to better understand the bacterial colonization and the resistome profile of surfaces and its impact on human host. Next Generation Sequencing (NGS) method was developed for the characterization of the microbiome of hospital surfaces. The results obtained by NGS were compared with those from traditional molecular and cultural methods. Furthermore, the characterization of the environmental resistance genes was developed by a qPCR array. The results showed that NGS able to detect with higher sensitivity the microbiota, providing a complete picture of the bacterial genera contaminating the environment and representing a potential tool for the control of HAI transmission. The bacterial composition of nasal swabs of preterm newborns was then characterized at the time of birth and after the admission to the Neonatal Intensive Care Unit (NICU), comparing it with that of the environmental wards at the time of delivery and during the period of hospitalization. The results showed that environmental hospital microbes (including drug-resistant strains) can be found in the nasal samples of newborns and that the permanence in NICU increase colonization by environmental bacteria. Data from these studies revealed a characteristic cluster of paediatric environmental bacteria, validating the use of a more rapid and less expensive multiplex assay allowing the simultaneous identification of microorganisms and antimicrobial resistance genes associated to HAIs. This test has been used as standard procedure for environmental contamination monitoring in the Infection Prevention and Control system. During COVID-19 emergency, using the same detection methodology, the impact of the new strategy of cleaning (increasing in the frequency of cleaning interventions with chlorine-based detergents) on environmental microbiome and subject’s colonization was analysed. COVID-19 surface infection was additionally evaluated and moreover, in order to evaluate the influence of air-route transmission of bacteria and viruses, a system for microbiological monitoring of the air was activate. The results reported a moderate increase in bacterial colonization and antimicrobial resistance genes on the surfaces, pointing out the need to evaluate the introduction of alternative sanitizing methods. Starting from the Emergency Room of IRCCS Burlo Garofolo, Trieste, for the first time in the paediatric field, was introduced as part of infection prevention and control strategies the Probiotic Cleaning Hygiene System (PCHS), an eco-sustainable probiotic-based cleaning system able to stably abate surface pathogens and their impact on human colonization, without selecting antibiotic-resistant species.

Le infezioni correlate all’assistenza (ICA) rappresentano l'evento avverso più frequente e ad alto impatto socio-sanitario, che minaccia la sicurezza dei pazienti in tutto il mondo. Le superfici contaminate costituiscono un serbatoio per molti agenti patogeni e possono agire come importante fonte per la trasmissione di infezioni. L’acquisizione di geni di resistenza da parte dei batteri ha reso inoltre quello delle ICA un problema di sempre più difficile gestione, con peculiarità anche in ambito pediatrico. Il monitoraggio delle superfici ospedaliere è generalmente effettuato mediante l'isolamento microbico colturale, che presenta però alcune limitazioni, evidenziando la necessità di valutare l'introduzione di tecnologie di nuova generazione. Con l'intento di caratterizzare il microbioma ambientale ospedaliero in ambito materno-infantile, lo scopo di questo studio è stato quello di implementare le procedure standard per il monitoraggio ambientale con tecnologie di nuova generazione al fine di comprendere meglio la colonizzazione batterica e il profilo resistomico delle superfici. É stata quindi sviluppata la metodica Next Generation Sequencing (NGS) per la caratterizzazione del microbioma delle superfici ospedaliere. I risultati ottenuti con NGS sono stati confrontati con quelli dei metodi molecolari e colturali tradizionali. Inoltre, la caratterizzazione dei geni di resistenza ambientale è stata eseguita mediante qPCR array. I risultati hanno mostrato che NGS è in grado di rilevare con maggiore sensibilità il microbiota, fornendo un quadro completo dei generi batterici che contaminano l'ambiente e rappresentando un potenziale strumento per il controllo della trasmissione delle ICA. Successivamente è stata caratterizzata la composizione batterica di tamponi nasali di neonati pretermine, al momento del parto e dopo il ricovero in Terapia Intensiva Neonatale (TIN), confrontandola con quella dei reparti ambientali al momento del parto e durante il periodo di ricovero. I risultati hanno mostrato che i microrganismi ambientali ospedalieri (compresi ceppi farmacoresistenti) possono essere rilevati nei campioni nasali dei neonati e che la permanenza in TIN aumenta la colonizzazione da parte dei batteri ambientali. I dati di questi studi hanno rivelato un cluster caratteristico di batteri ambientali pediatrici, convalidando l'uso di un test multiplex più rapido e meno costoso che consenta l'identificazione simultanea di microrganismi e geni di resistenza antimicrobica associati alle HAI. Questo test è stato introdotto come procedura standard per il monitoraggio della contaminazione ambientale nel sistema di prevenzione e controllo delle infezioni ospedaliere. Durante l'emergenza COVID-19, utilizzando questa metodologia di rilevamento, è stato possibile analizzare l'impatto delle nuove strategie di sanificazione (aumento della frequenza degli interventi di pulizia con detergenti a base di cloro) sul microbioma ambientale e sulla colonizzazione del paziente. È stata inoltre valutata la presenza di COVID -19 sulle superfici, e, al fine di valutare l'influenza della trasmissione per via aerea di batteri e virus, è stato attivato anche un sistema di monitoraggio microbiologico dell'aria. I risultati hanno riportato un moderato aumento di microrganismi patogeni e di geni di resistenza antimicrobica sulle superfici, evidenziando la necessità di valutare l'introduzione di metodi di sanificazione alternativi. A partire dal pronto soccorso dell’IRCCS Burlo Garofolo di Trieste, per la prima volta in ambito pediatrico, è stato introdotto il sistema Probiotic Cleaning Hygiene System (PCHS), un sistema di pulizia ecosostenibile basato sull’impiego di microrganismi probiotici, in grado di abbattere stabilmente i patogeni dalle superfici, e in grado di minimizzare il rischio di colonizzazione del paziente, senza selezionare specie resistenti agli antibiotici.

INTRODUZIONE DI TECNOLOGIE DI NUOVA GENERAZIONE PER LA CARATTERIZZAZIONE DEL MICROBIOMA E RESISTOMA AMBIENTALE IN AMBITO MATERNO INFANTILE / Cason, Carolina. - (2021 Mar 26).

INTRODUZIONE DI TECNOLOGIE DI NUOVA GENERAZIONE PER LA CARATTERIZZAZIONE DEL MICROBIOMA E RESISTOMA AMBIENTALE IN AMBITO MATERNO INFANTILE

CASON, CAROLINA
2021-03-26

Abstract

Hospital Acquired infections (HAIs) are the the most frequent adverse event threatening patients’ safety worldwide, with high social and health impact. Contaminated surfaces are a reservoir for many pathogens and can act as an important source for transmission of infections. Moreover, the acquisition of resistance genes by bacteria has made that of the HAIs an increasing problem, with some peculiarities also in the paediatric field. The monitoring of hospital surfaces is generally addressed by microbial cultural isolation, with some performance limitations, highlighting the need to evaluate the introduction of new generation technologies. With the intent of characterizing the environmental microbiome in mother and child hospital, the aim of this study was to implement the standard procedures for environmental monitoring with new generation technologies in order to better understand the bacterial colonization and the resistome profile of surfaces and its impact on human host. Next Generation Sequencing (NGS) method was developed for the characterization of the microbiome of hospital surfaces. The results obtained by NGS were compared with those from traditional molecular and cultural methods. Furthermore, the characterization of the environmental resistance genes was developed by a qPCR array. The results showed that NGS able to detect with higher sensitivity the microbiota, providing a complete picture of the bacterial genera contaminating the environment and representing a potential tool for the control of HAI transmission. The bacterial composition of nasal swabs of preterm newborns was then characterized at the time of birth and after the admission to the Neonatal Intensive Care Unit (NICU), comparing it with that of the environmental wards at the time of delivery and during the period of hospitalization. The results showed that environmental hospital microbes (including drug-resistant strains) can be found in the nasal samples of newborns and that the permanence in NICU increase colonization by environmental bacteria. Data from these studies revealed a characteristic cluster of paediatric environmental bacteria, validating the use of a more rapid and less expensive multiplex assay allowing the simultaneous identification of microorganisms and antimicrobial resistance genes associated to HAIs. This test has been used as standard procedure for environmental contamination monitoring in the Infection Prevention and Control system. During COVID-19 emergency, using the same detection methodology, the impact of the new strategy of cleaning (increasing in the frequency of cleaning interventions with chlorine-based detergents) on environmental microbiome and subject’s colonization was analysed. COVID-19 surface infection was additionally evaluated and moreover, in order to evaluate the influence of air-route transmission of bacteria and viruses, a system for microbiological monitoring of the air was activate. The results reported a moderate increase in bacterial colonization and antimicrobial resistance genes on the surfaces, pointing out the need to evaluate the introduction of alternative sanitizing methods. Starting from the Emergency Room of IRCCS Burlo Garofolo, Trieste, for the first time in the paediatric field, was introduced as part of infection prevention and control strategies the Probiotic Cleaning Hygiene System (PCHS), an eco-sustainable probiotic-based cleaning system able to stably abate surface pathogens and their impact on human colonization, without selecting antibiotic-resistant species.
26-mar-2021
COMAR, Manola
LUZZATI, ROBERTO
33
2019/2020
Settore MED/17 - Malattie Infettive
Università degli Studi di Trieste
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
Tesi Carolina Cason.pdf

Open Access dal 27/03/2022

Descrizione: Tesi Carolina Cason
Tipologia: Tesi di dottorato
Dimensione 10.1 MB
Formato Adobe PDF
10.1 MB Adobe PDF Visualizza/Apri
Pubblicazioni consigliate

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11368/2983636
 Avviso

Registrazione in corso di verifica.
La registrazione di questo prodotto non è ancora stata validata in ArTS.

Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus ND
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? ND
social impact