Infectious endocarditis is inflammation of the endocardium and particularly affects the heart valves. It is a rare disease but has a high mortality rate. Prevention and a correct diagnosis, made possible by proper laboratory analysis procedures, are essential. However, a reference method has not yet been developed, and international guidelines provide different protocols to be used. Blood culture is the gold standard for the diagnosis of endocarditis. A valve culture test is often required although it has poor sensitivity, but the application of sonication in the field of microbiological diagnostics may open up new prospects. The aim of this paper is to assess whether the sonication of heart valves can improve the microbiological diagnosis of infectious endocarditis, possibly replacing the standard cultural test. For this purpose, valvular specimens sent to the Microbiology and Virology Laboratory of AOU Città della Salute e della Scienza in Turin in the period between March 2023 and August 2023 were examined both by traditional method and after sonication. In this study, 27 valve samples from 19 different patients were collected. A total of five specimens were found to be positive by culture test after sonication, and two specimens were found to be positive by standard valve culture. Enterococcus faecalis was the main microrganism isolated only by culture after sonication (60%, n=3), and a Staphylococcus epidermidis and a Candida albicans were also identified by both methods. Compared to the traditional method, sonication showed a statistically significant recovery (p=0.0021) of microrganisms. In conclusion, this study found that sonication with centrifugation could improve the recovery of microrganisms colonizing the valve specimens compared to the traditional culture test of the specimen. However, additional research is needed to further investigate this result.

L’endocardite infettiva è l’infiammazione dell’endocardio e interessa in particolar modo le valvole cardiache. Si tratta di una malattia rara ma con un alto tasso di mortalità. Fondamentali sono la prevenzione e una corretta diagnosi, resa possibile da un’adeguata procedura di analisi di laboratorio. Tuttavia, non è ancora stato elaborato un metodo di riferimento e le linee guida internazionali forniscono differenti protocolli da utilizzare. L’emocoltura rappresenta il gold- standard per la diagnosi di endocardite. L’esame colturale delle valvole viene spesso richiesto sebbene presenti una scarsa sensibilità ma l’applicazione della sonicazione nel campo della diagnostica microbiologica potrebbe aprire nuove prospettive. L’obiettivo del presente elaborato è quello di valutare se la sonicazione delle valvole cardiache possa migliorare la diagnosi microbiologica di endocardite infettiva, eventualmente sostituendo l’esame colturale standard. A tale scopo sono stati esaminati sia con metodo tradizionale sia dopo sonicazione i campioni valvolari inviati al laboratorio di Microbiologia e Virologia della AOU Città della Salute e della Scienza di Torino nel periodo compreso tra marzo 2023 e agosto 2023. In questo studio sono stati raccolti 27 campioni valvolari provenienti da 19 pazienti differenti. Un totale di 5 campioni è risultato positivo da esame colturale previa sonicazione e in 2 campioni è stata riscontrata una positività da colturale valvolare standard. L’ Enterococcus faecalis è il principale microrganismo isolato solo tramite coltura dopo sonicazione (60%, n=3), sono stati identificati con entrambi i metodi anche uno Staphylococcus epidermidis ed una Candida albicans. Rispetto alla metodica tradizionale, la sonicazione ha evidenziato un recupero statisticamente significativo (p=0,0021) dei microrganismi. In conclusione, in questo studio è emerso che la sonicazione con centrifugazione potrebbe migliorare il recupero di microrganismi colonizzanti i campioni valvolari rispetto al classico esame colturale del campione, tuttavia sono necessarie altre ricerche per approfondire questo risultato.

Valutazione della sonicazione per la diagnosi microbiologica di endocardite

COMETTO, GAIA
2022/2023

Abstract

L’endocardite infettiva è l’infiammazione dell’endocardio e interessa in particolar modo le valvole cardiache. Si tratta di una malattia rara ma con un alto tasso di mortalità. Fondamentali sono la prevenzione e una corretta diagnosi, resa possibile da un’adeguata procedura di analisi di laboratorio. Tuttavia, non è ancora stato elaborato un metodo di riferimento e le linee guida internazionali forniscono differenti protocolli da utilizzare. L’emocoltura rappresenta il gold- standard per la diagnosi di endocardite. L’esame colturale delle valvole viene spesso richiesto sebbene presenti una scarsa sensibilità ma l’applicazione della sonicazione nel campo della diagnostica microbiologica potrebbe aprire nuove prospettive. L’obiettivo del presente elaborato è quello di valutare se la sonicazione delle valvole cardiache possa migliorare la diagnosi microbiologica di endocardite infettiva, eventualmente sostituendo l’esame colturale standard. A tale scopo sono stati esaminati sia con metodo tradizionale sia dopo sonicazione i campioni valvolari inviati al laboratorio di Microbiologia e Virologia della AOU Città della Salute e della Scienza di Torino nel periodo compreso tra marzo 2023 e agosto 2023. In questo studio sono stati raccolti 27 campioni valvolari provenienti da 19 pazienti differenti. Un totale di 5 campioni è risultato positivo da esame colturale previa sonicazione e in 2 campioni è stata riscontrata una positività da colturale valvolare standard. L’ Enterococcus faecalis è il principale microrganismo isolato solo tramite coltura dopo sonicazione (60%, n=3), sono stati identificati con entrambi i metodi anche uno Staphylococcus epidermidis ed una Candida albicans. Rispetto alla metodica tradizionale, la sonicazione ha evidenziato un recupero statisticamente significativo (p=0,0021) dei microrganismi. In conclusione, in questo studio è emerso che la sonicazione con centrifugazione potrebbe migliorare il recupero di microrganismi colonizzanti i campioni valvolari rispetto al classico esame colturale del campione, tuttavia sono necessarie altre ricerche per approfondire questo risultato.
Evaluation of sonication for microbiological diagnosis of endocarditis
Infectious endocarditis is inflammation of the endocardium and particularly affects the heart valves. It is a rare disease but has a high mortality rate. Prevention and a correct diagnosis, made possible by proper laboratory analysis procedures, are essential. However, a reference method has not yet been developed, and international guidelines provide different protocols to be used. Blood culture is the gold standard for the diagnosis of endocarditis. A valve culture test is often required although it has poor sensitivity, but the application of sonication in the field of microbiological diagnostics may open up new prospects. The aim of this paper is to assess whether the sonication of heart valves can improve the microbiological diagnosis of infectious endocarditis, possibly replacing the standard cultural test. For this purpose, valvular specimens sent to the Microbiology and Virology Laboratory of AOU Città della Salute e della Scienza in Turin in the period between March 2023 and August 2023 were examined both by traditional method and after sonication. In this study, 27 valve samples from 19 different patients were collected. A total of five specimens were found to be positive by culture test after sonication, and two specimens were found to be positive by standard valve culture. Enterococcus faecalis was the main microrganism isolated only by culture after sonication (60%, n=3), and a Staphylococcus epidermidis and a Candida albicans were also identified by both methods. Compared to the traditional method, sonication showed a statistically significant recovery (p=0.0021) of microrganisms. In conclusion, this study found that sonication with centrifugation could improve the recovery of microrganisms colonizing the valve specimens compared to the traditional culture test of the specimen. However, additional research is needed to further investigate this result.
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