Effect of topical medication on the nasomaxillary skin-fold microbiome in French bulldogs

Vet Dermatol. 2022 Feb;33(1):10-e5. doi: 10.1111/vde.13017. Epub 2021 Oct 19.

Abstract

Background: Host-microbe interactions may influence dermatitis pathogenesis in the nasomaxillary folds of French bulldogs, which is often complicated by secondary bacterial and fungal infections.

Objective: To assess the skin-fold microbiome in systemically healthy French bulldogs and to determine the influence of topical medications on this microbiome.

Animals: Nineteen healthy French bulldogs.

Methods and materials: Next-generation DNA sequencing was applied to characterise the microbiome composition in the nasomaxillary folds of systemically healthy French bulldogs. Subsequently, the effect of two topical products on the fold microbiome was assessed. Seven dogs were treated with a protease product (Kalzyme; enzyme) that inhibits biofilm formation without biocidal activity, six dogs were treated with a 2% chlorhexidine diacetate solution (Nolvasan; CHX) with biocidal activity, and six dogs were untreated. Dogs were randomly assigned to each group, and the investigator was blinded.

Results: The primary skin bacterial phyla inhabiting the folds at inclusion were Firmicutes, Actinobacteria and Proteobacteria. The primary skin fungal phyla were Ascomycota and Basidiomycota. Topical treatment increased the diversity of bacterial and fungal compositions over time (increase in microbial diversity score: enzyme 38%, chlorhexidine 11%, control <5%) and the relative abundance of pathogens reduced significantly (enzyme, P = 0.028; CHX, P = 0.048). A clear correlation (r2 = 0.83) was observed between the abundance of clinically relevant pathogens and microbial diversity.

Conclusions: The nasomaxillary skin-fold microbiome of healthy French bulldogs contained a high abundance of clinically relevant pathogens (mean 36.4%). Topical therapy with enzyme increased microbial diversity of skin folds and reduced the relative abundance of pathogens.

Contexte: Les interactions hôte-microbe peuvent influencer la pathogénie de la dermatite dans les plis naso-maxillaires du bouledogue français, souvent compliquée par des infections bactériennes et fongiques secondaires.

Objectifs: Evaluer le microbiome des plis cutanés chez les bouledogues français sains et déterminer l’influence des médications topiques sur ce microbiome.

Sujets: Dix neuf bouledogues français sains. MATÉRIELS ET MÉTHODES: Le séquençage d’ADN de dernière génération a été appliqué pour caractériser la composition du microbiome des plis naso-maxillaires de bouledogues français sains. L’effet de deux topiques sur le microbiome des plis a été évalué. Sept chiens ont été traités avec protéase (Kalzyme; enzyme) qui inhibe la formation de biofilm sans activité biocide, six chiens étaient non traités. Les chiens ont été répartis au hasard dans chaque groupe et l’investigateur était en aveugle. RÉSULTATS: Les phyla bactériens cutanés primaires inhibant les plis à l’inclusion étaient Firmicutes, Actinobacteria et Proteobacteria. Les phyla fongiques primaires cutanés étaient Ascomycota et Basidiomycota. Le traitement topique a augmenté la diversité des compositions bactériennes et fongiques dans le temps (augmentation du score de diversité microbienne : enzyme 38%, chlorhexidine 11%, contrôle <5%) et l’abondance relative des pathogènes a diminué significativement (enzyme, P = 0.028; CHX, P = 0.048). Une corrélation nette (r2 = 0.83) a été observée entre l’abondance des pathogènes cliniquement importants et la diversité microbienne.

Conclusions: Le microbiome des plis cutanés naso-maxillaires des bouledogues français sains contient une abondance élevée de pathogènes cliniquement significatifs (moyenne 36,4%). Le traitement topique avec enzyme augmente la diversité microbienne des plis cutanés et réduit l’abondance relative des pathogènes.

INTRODUCCIÓN: las interacciones huésped-microbio pueden influir en la patogenia de la dermatitis en los pliegues nasomaxilares de los Bulldogs Franceses, que a menudo se complica por infecciones bacterianas y fúngicas secundarias. OBJETIVO: evaluar el microbioma del pliegue cutáneo en Bulldogs Franceses sistémicamente sanos y determinar la influencia de los medicamentos tópicos en este microbioma. ANIMALES: diecinueve Bulldogs Franceses sistémicamente sanos. MÉTODOS Y MATERIALES: se aplicó la secuenciación de DNA de próxima generación para caracterizar la composición del microbioma en los pliegues nasomaxilares de Bulldogs Franceses sistémicamente sanos. Posteriormente, se evaluó el efecto de dos productos tópicos en el pliegue del microbioma. Siete perros fueron tratados con un producto de proteasa (Kalzyme; enzima) que inhibe la formación de biopelículas sin actividad biocida, seis perros fueron tratados con una solución de diacetato de clorhexidina al 2% (Nolvasan; CHX) con actividad biocida y seis perros no fueron tratados. Los perros se asignaron al azar a cada grupo y el investigador fue cegado. RESULTADOS: los filos de bacterias cutáneas primarias que habitaban los pliegues en el momento de la inclusión fueron Firmicutes, Actinobacteria y Proteobacteria. Los principales filos fúngicos de la piel fueron Ascomycota y Basidiomycota. El tratamiento tópico aumentó la diversidad de composiciones bacterianas y fúngicas con el tiempo (aumento en la puntuación de diversidad microbiana: enzima 38%, clorhexidina 11%, control <5%) y la abundancia relativa de patógenos se redujo significativamente (enzima, P = 0,028; CHX, P = 0,048). Se observó una clara correlación (r 2 = 0,83) entre la abundancia de patógenos clínicamente relevantes y la diversidad microbiana. CONCLUSIONES: el microbioma del pliegue cutáneo nasomaxilar de los Bulldogs Franceses sistémicamente sanos contiene una gran abundancia de patógenos clínicamente relevantes (media del 36,4%). La terapia tópica con enzimas aumenta la diversidad microbiana de los pliegues de la piel y reduce la abundancia relativa de patógenos.

Hintergrund: Die Interaktion von Wirt und Mikroben könnte die Pathogenese der Dermatitis in den nasomaxillären Falten von Französischen Bulldoggen, welche oft durch sekundäre bakterielle Infektionen oder durch Pilzinfektionen verkompliziert wird, beeinflussen. ZIEL: Eine Erfassung des Mikrobioms der Hautfalten bei systemisch gesunden Französischen Bulldoggen und eine Feststellung, welchen Einfluss eine topische Behandlung auf dieses Mikrobiom hat.

Tiere: Neunzehn systemisch gesunde Französische Bulldoggen.

Methoden und materialien: Next-Generation DNA-Sequenzierung wurde angewendet, um die Zusammensetzung des Mikrobioms in den nasomaxillären Falten von systemisch gesunden französischen Bulldoggen zu charakterisieren. In der Folge wurde die Auswirkung zweier topisch angewendeter Produkte auf das Mikrobiom der Falten erfasst. Sieben Hunde wurden mit einem Protease Produkt (Kalzyme; Enzym) behandelt, welches ohne eine biozide Wirkung Biofilmbildung verhindert, sechs Hunde wurden mit 2%iger Chlorhexidindiacetatlösung (Nolvasan; CHX) mit biozider Aktivität behandelt und sechs Hunde wurden nicht behandelt. Die Hunde wurden zufällig in die Gruppen eingeteilt, die UntersucherInnen wurden geblindet.

Ergebnisse: Die bakteriellen Primärstämme, die die Falten bewohnten, waren Firmicutes, Actinobacteria und Proteobacteria. Die mykotischen Primärstämme waren Ascomycota und Basidiomycota. Durch die topische Behandlung vergrößerte sich mit der Zeit die Diversität der bakteriellen Zusammensetzung sowie der Zusammensetzung der Pilze (Zunahme des mikrobiellen Diversitätswerts: Enzym 38%, Chlorhexidin 11%, Kontrolle <5%) und die relative Häufigkeit der Pathogene war signifikant reduziert (Enzym, P = 0,028; CHX, P = 0,048). Eine deutliche Korrelation (r2 = 0,83) wurde zwischen der Häufigkeit der klinisch relevanten Pathogene und der mikrobiellen Diversität beobachtet.

Schlussfolgerungen: Die Mikrobiome der nasomaxillären Hautfalten von systemisch gesunden Französischen Bulldoggen beinhalten eine große Anzahl an klinisch relevanten Pathogenen (Durchschnitt 36,4%). Eine topische Therapie mit Enzymen erhöht die mikrobielle Diversität der Hautfalten und reduziert die relative Häufigkeit der Pathogene.

背景: フレンチブルドッグの鼻上顎ヒダにおける皮膚炎の病態には、宿主と微生物の相互作用が影響している可能性があり、二次的な細菌や真菌感染を伴うことが多い。 目的: 本研究の目的は、健常フレンチブルドッグの皮膚表面のマイクロバイオームを評価し、このマイクロバイオームに対する外用薬の影響を明らかにすることであった。 供試動物: 19頭の健常フレンチブルドッグ。 材料と方法: 次世代DNAシーケンサーを用いて、健常フレンチブルドッグの鼻上顎ヒダにおけるマイクロバイオームの構成を明らかにした。その後、2種類の外用剤がヒダのマイクロバイオームに及ぼす影響を評価した。7頭の犬には殺菌性のないバイオフィルム形成阻害プロテアーゼ製品 (カルザイム; 酵素) を、6頭の犬には殺菌性のある2%クロルヘキシジンジアセテート溶液 (ノルバサン; CHX) を、6頭の犬には無処置を施した。犬は各グループに無作為に割り当てられ、調査者は盲検化された。 結果: 研究包含時に、ヒダに生息していた主要な皮膚細菌門は、Firmicutes、Actinobacteria、Proteobacteriaであった。また、皮膚の真菌類は、AscomycotaおよびBasidiomycotaであった。外用療法により、細菌および真菌の組成の多様性は時間の経過とともに増加し (微生物多様性スコアの増加: 酵素38%、クロルヘキシジン11%、対照5%未満) 、病原菌の相対的な存在量は有意に減少した (酵素、P = 0.028、CHX、P = 0.048) 。臨床的に重要な病原菌の存在量および微生物の多様性間に明確な相関関係 (r2 = 0.83)を認めた。 結論: 健常フレンチブルドッグの鼻上顎ヒダのマイクロバイオームには、臨床関連病原体が多く含まれていた (平均36.4%) 。酵素を用いた外用療法は、鄒襞部の微生物の多様性を高め、病原菌の相対的な存在感を低下させる。.

背景: 宿主-微生物相互作用可能影响法国斗牛犬鼻上颌皱襞皮炎的发生, 通常并发继发性细菌和真菌感染。 目的: 评估全身健康的法国斗牛犬的皮褶微生物组, 并确定外用药物对该微生物组的影响。 动物: 19只全身健康的法国斗牛犬。 方法和材料: 应用新一代DNA给全身健康的法国斗牛犬鼻上颌皱襞微生物组测序, 描述其特征。随后, 评估了两种外用产品对微生物组折叠的影响。7只犬接受抑制生物膜形成而无杀菌活性的蛋白酶产物 (Kalzyme; 酶) 治疗, 6只犬接受具有杀菌活性的2%双乙酸氯己定溶液(Nolvasan;CHX)治疗, 6只犬未接受治疗。将犬随机分配至各组, 并对研究者设盲。 结果: 常驻褶皱处的皮肤细菌门包括厚壁菌门、放线菌门和变形菌门。主要皮肤真菌门包括子囊菌门和担子菌门。随着时间的推移, 外部治疗增加了细菌和真菌组成的多样性 (微生物多样性评分增加: 酶38%, 氯己定11%, 对照 < 5%) , 病原体的相对丰度显著降低 (酶, P = 0.028;CHX,P = 0.048) 。观察到临床相关病原体的丰度与微生物多样性之间存在明确的相关性(r2 = 0.83)。 结论: 全身健康法国斗牛犬的鼻上颌皮褶微生物组含有高丰度的临床相关病原体 (平均36.4%) 。酶外部治疗增加了皮肤皱襞的微生物多样性, 降低了病原体的相对丰度。.

Contexto: As interações entre hospedeiro e microrganismo podem influenciar a patogênese da dermatite na dobra nasomaxilar de buldogues franceses, que é frequentemente complicada por infecções bacterianas e fúngicas secundárias.

Objetivo: Avaliar o microbioma de dobras cutâneas em buldogues franceses sistêmicamente saudáveis e determinar a influência de medicações tópicas neste microbioma.

Animais: Dezenove buldogues franceses sistêmicamente saudáveis. MÉTODOS E MATERIAIS: Sequenciamento de DNA de última geração foi aplicado para caracterizar a composição do microbioma nas dobras nasomaxilares de buldogues franceses sistêmicamente saudáveis. Subsequentemente, o efeito de dois produtos tópicos no microbioma da dobra foi avaliado. Sete cães foram tratados com um produto a base de protease (Kalzyme; enzima) que inibe a formação de biofilme sem atividade biocida, seis cães foram tratados com uma solução de diacetato de clorexidina a 2% (Nolvasan; CHX) com ação biocida, e seis cães não receberam tratamento. Os cães foram aleatoriamente divididos entre os grupos, e o investigador era cego.

Resultados: Os principais filos bacterianos habitantes das dobras cutâneas na inclusão no estudo foram Firmicutes, Actinobateria e Proteobacteria. Os principais filos de fungos foram Ascomycota e Basidiomycota. O tratamento tópico aumentou a diversidade das composições bacterianas e fúngicas ao longo do tempo (aumento no escore de diversidade microbiana: enzima 38%, clorexidine 11%, controle < 5%) e a abundância relativa de patógenos reduziu significativamente (enzima, P = 0,028; CHX, P = 0,048). Observou-se uma correlação clara (r2 = 0,83) entre a abundância de patógenos clinicamente relevantes e diversidade microbiana. CONCLUSÕES: O microbioma da dobra cutânea nasomaxilar de buldogues franceses sistêmicamente saudáveis contêm grande abundância de patógenos clinicamente relevantes (media 36,4%). Terapia tópica com enzima aumenta a diversidade microbianae reduz a abundância relative de patógenos.

Publication types

  • Randomized Controlled Trial, Veterinary

MeSH terms

  • Actinobacteria*
  • Administration, Topical
  • Animals
  • Bacteria
  • Biofilms / drug effects
  • Dog Diseases / prevention & control*
  • Dogs
  • Enzyme Therapy*
  • Fungi
  • Microbiota*
  • Skin / microbiology*