Role of neutrophils in murine salmonellosis

Gastrointestinal infections with Salmonella enterica serovars have different clinical outcomes that range from localized inflammation to a life-threatening systemic disease in the case of typhoid fever. Using a mouse model of systemic salmonellosis, we investigated the contribution of neutrophils to the innate immune defense against Salmonella after oral infection. Neutrophil infiltration was dependent on the bacterial burden in various infected organs (Peyer's patches, mesenteric lymph nodes, spleen, and liver). However, the massive infiltration of neutrophils did not allow clearance of an infection with wild-type Salmonella, presumably due to protection of intracellular Salmonella against neutrophil activities. A Salmonella mutant strain deficient in Salmonella pathogenicity island 2 (SPI2) was able to infect systemic sites, but its replication was highly restricted and it did not cause detectable attraction of neutrophils. Neutrophil depletion by antibody treatment of mice did not restore the virulence of SPI2 or auxotrophic mutant strains, supporting the hypothesis that attenuation of the strains is not due to greater susceptibility to neutrophil killing. Our observations reveal that neutrophils have completely different roles during systemic salmonellosis and localized gastrointestinal infections. In the latter conditions, rapid neutrophil attraction efficiently prevents the spread of the pathogen, whereas the neutrophil influx is delayed during systemic infections and cannot protect against lethal bacteremia.

Antimicrobial effects of ethanolic extracts from Cuscuta reflexa Roxb. (Convolvulaceae).

Ethanolic whole plant extracts obtained from Cuscuta reflexa Roxb were screened against Gram positive (Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus) and Gram negative (Escherichia coli and Salmonella typhi) bacteria to evaluate their antimicrobial activity. Of the four concentrations of plant extract tested (200 µg/mL, 300 µg/mL, 400 µg/mL or 500 µg/mL), 500 µg/mL elicited the greatest zones of bacterial inhibition across three of the bacteria. In contrast, the growth of Salmonella typhi was not halted regardless of extract concentration. At 200 µg/mL, only the growth of E. coli was inhibited. Overall, although the greatest antimicrobial activity was demonstrated to be against E. coli at a concentration of 500 µg/mL (24.6±0.24), upon comparison to the other bacteria, both B. cereus and S. aureus educed similar zones of inhibition upon comparison to their positive antibiotic control.

Analysis of the binding of polymyxin B to endotoxic lipid A and core glycolipid using a fluorescent displacement probe

Dansylcadaverine, a cationic fluorescent probe binds to bacterial lipopolysaccharide and lipid A, and is displaced competitively by other compounds which possess affinity toward endotoxins. The binding parameters of dansylcadaverine for lipid A were determined by Scatchard analysis to be two apparently equivalent sites with apparent dissociation constants (Kd) ranging between 16 μM to 26 μM, while that obtained for core glycolipid from Salmonella minnesota Re595 yielded a Kd of 22 μM to 28 μM with three binding sites. The Kd of polymyxin B for lipid A was computed from dansylcadaverine displacement by the method of Horovitz and Levitzki (Horovitz, A., and Levitzki, A. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84, 6654–6658). The applicability of this method for analyzing fluorescence data was validated by comparing the Kds of melittin for lipid A obtained by direct Scatchard analysis, and by the Horovitz-Levitzki method. The displacement of dansylcadaverine from lipid A by polymyxin B was distinctly biphasic with Kds for polymyxin B-lipid A interactions corresponding to 0.4 μM and 1.5 μM, probably resulting as a consequence of lipid A being a mixture of mono- and di-phosphoryl species. This was not observed with core glycolipid, for which the Kd for polymyxin was estimated to range from 1.1 μM to 5.8 μM. The use of dansylcadaverine as a displacement probe offers a novel and convenient method of quantitating the interactions of a wide variety of substances with lipid A.

The role of polar and facial amphipathic character in determining lipopolysaccharide-binding properties in synthetic cationic peptides

Two series of peptides, designated K and NK were synthesized and tested for lipid A binding and neutralizing properties. K-2, which has an 11-residue amphiphilic core, and a branched N-terminus bearing two branched lysinyl residues does not bind lipid A, while NK2, also with an 11-residue amphiphilic core comprised entirely of non-ionizable residues, and a similarly branched, cationic N-terminus, binds lipid A very weakly. Both peptides do not inhibit lipopolysaccharide (LPS) activity in the Limulus assay, nor do they inhibit LPS-induced TNF-alpha and NO production in 5774 cells. These results are entirely unlike a homologous peptide with an exclusively hydrophobic core whose LPS-binding and neutralizing properties are very similar to that of polymyxin B [David SA, Awasthi SK, Wiese A et al. Characterization of the interactions of a polycationic, amphiphilic, terminally branched oligopeptide with lipid A and lipopolysaccharide from the deep rough mutant of Salmonella minnesota. J Endotoxin Res 1996; 3: 369-379]. These data suggest that a clear segregation of charged and apolar domains is crucial in molecules designed for purposes of LPS sequestration and that head-tail (polar) orientation of the cationic/hydrophobic regions is preferable to molecules with mixed or facial cationic/amphipathic character.

Typhoid fever & vaccine development: a partially answered question

Typhoid fever is a systemic disease caused by the human specific Gram-negative pathogen Salmonella enterica serovar Typhi (S Typhi). The extra-intestinal infections caused by Salmonella are very fatal. The incidence of typhoid fever remains very high in impoverished areas and the emergence of multidrug resistance has made the situation worse. To combat and to reduce the morbidity and mortality caused by typhoid fever, many preventive measures and strategies have been employed, the most important being vaccination. In recent years, many Salmonella vaccines have been developed including live attenuated as well as DNA vaccines and their clinical trials have shown encouraging results. But with the increasing antibiotic resistance, the development of potent vaccine candidate for typhoid fever is a need of the hour. This review discusses the latest trends in the typhoid vaccine development and the clinical trials which are underway.

Interaction of Silver Nanoparticles with Serum Proteins Affects Their Antimicrobial Activity In Vivo

The emergence of multidrug-resistant bacteria is a global threat for human society. There exist recorded data that silver was used as an antimicrobial agent by the ancient Greeks and Romans during the 8th century. Silver nanoparticles (AgNPs) are of potential interest because of their effective antibacterial and antiviral activities, with minimal cytotoxic effects on the cells. However, very few reports have shown the usage of AgNPs for antibacterial therapy in vivo. In this study, we deciphered the importance of the chosen methods for synthesis and capping of AgNPs for their improved activity in vivo. The interaction of AgNPs with serum albumin has a significant effect on their antibacterial activity. It was observed that uncapped AgNPs exhibited no antibacterial activity in the presence of serum proteins, due to the interaction with bovine serum albumin (BSA), which was confirmed by UV-Vis spectroscopy. However, capped AgNPs with citrate or poly(vinylpyrrolidone)] exhibited antibacterial properties due to minimized interactions with serum proteins. The damage in the bacterial membrane was assessed by flow cytometry, which also showed that only capped AgNPs exhibited antibacterial properties, even in the presence of BSA. In order to understand the in vivo relevance of the antibacterial activities of different AgNPs, a murine salmonellosis model was used. It was conclusively proved that AgNPs capped with citrate or PVP exhibited significant antibacterial activities in vivo against Salmonella infection compared to uncapped AgNPs. These results clearly demonstrate the importance of capping agents and the synthesis method for AgNPs in their use as antimicrobial agents for therapeutic purposes.

Successful treatment of biofilm infections using shock waves combined with antibiotic therapy

Many bacteria secrete a highly hydrated framework of extracellular polymer matrix on suitable substrates and embed within the matrix to form a biofilm. Bacterial biofilms are observed on many medical devices, endocarditis, periodontitis and lung infections in cystic fibrosis patients. Bacteria in biofilm are protected from antibiotics and >1,000 times of the minimum inhibitory concentration may be required to treat biofilm infections. Here, we demonstrated that shock waves could be used to remove Salmonella, Pseudomonas and Staphylococcus biofilms in urinary catheters. The studies were extended to a Pseudomonas chronic pneumonia lung infection and Staphylococcus skin suture infection model in mice. The biofilm infections in mice, treated with shock waves became susceptible to antibiotics, unlike untreated biofilms. Mice exposed to shock waves responded to ciprofloxacin treatment, while ciprofloxacin alone was ineffective in treating the infection. These results demonstrate for the first time that, shock waves, combined with antibiotic treatment can be used to treat biofilm infection on medical devices as well as in situ infections.

Modelling within-host spatiotemporal dynamics of invasive bacterial disease

Mechanistic determinants of bacterial growth, death, and spread within mammalian hosts cannot be fully resolved studying a single bacterial population. They are also currently poorly understood. Here, we report on the application of sophisticated experimental approaches to map spatiotemporal population dynamics of bacteria during an infection. We analyzed heterogeneous traits of simultaneous infections with tagged Salmonella enterica populations (wild-type isogenic tagged strains [WITS]) in wild-type and gene-targeted mice. WITS are phenotypically identical but can be distinguished and enumerated by quantitative PCR, making it possible, using probabilistic models, to estimate bacterial death rate based on the disappearance of strains through time. This multidisciplinary approach allowed us to establish the timing, relative occurrence, and immune control of key infection parameters in a true host-pathogen combination. Our analyses support a model in which shortly after infection, concomitant death and rapid bacterial replication lead to the establishment of independent bacterial subpopulations in different organs, a process controlled by host antimicrobial mechanisms. Later, decreased microbial mortality leads to an exponential increase in the number of bacteria that spread locally, with subsequent mixing of bacteria between organs via bacteraemia and further stochastic selection. This approach provides us with an unprecedented outlook on the pathogenesis of S. enterica infections, illustrating the complex spatial and stochastic effects that drive an infectious disease. The application of the novel method that we present in appropriate and diverse host-pathogen combinations, together with modelling of the data that result, will facilitate a comprehensive view of the spatial and stochastic nature of within-host dynamics. © 2008 Grant et al.

Prevalencia de bacterias entéricas en leches crudas del departamento de Managua

Con el objetivo de investigar la prevalencia de bacterias entéricas en leches crudas del Departamento de Managua se llevo a efecto el presente trabajo entre Junio y Octubre de 1965. La investigación se llevó a efecto con 37 productores de leche del Departamento de Managua, los cuales la venden a las distintas pasteurizadoras del Departamento. Las muestras fueron tomadas en el momento en que los productores entregan la leche a las Pasteurizadoras, sometiéndolas luego a las pruebas bacteriológicas necesarias para el aislamiento e identificación de las bacterias entericas presentes. Se encontraron cinco géneros de enterobacterias, siendo los más frecuentemente encontrados: Aerobacter en un 62.1%, Escherichis 10.8% y los géneros Salmonella, Shinella y Proteus en un 2.7%. Se encontró que las muestras examinadas estaban contaminadas con germenes estericos en un 81.08%. No se encontró ninguna relación aparente entre la contaminación de los germenes entericos y la prueba de reducción de azul de metileno.

Prevalencia de Salmonellas y otros géneros de enterobacterias en concentrados para aves de corral

Con el objeto de investigar la Prevalecencia del género de Salmorella y de otros géneros entéricos en alimentos concentrados para aves de corral y de materias primas en la elaboración de los mismos en el Departamento de Managua se efectuó este trabajo entre los meses de Diciembre de 1965 hasta el mes de Agosto de 1966. La investigación se efectuó con 5 productores de alimentos concentrados y de materias primas para la elaboración de estos en el Departamento de Managua, los cuales se expenden tanto en el Departamento mencionado como en el resto de la República. Las muestras, en total 99, fueron tomadas en el momento de ser elaboradas, llenadas las bolsas y en el momento de ser expendidas al publico. Sometiéndolas posteriormente a las pruebas bacteriológicas-bioquímicas para su aislamiento e identificación por el genero de las bacterias entericas presente. El porcentaje de contaminación por genero Salmonella fue de 12.128. Todos los fabricantes estaban contaminados tanto de Salmonella como de otros géneros entéricos.

Bacterial flora of the gut of the African snakehead, Channa obscura (Pisces: Channidae)

A qualitative and quantitative investigation of the bacterial flora of the gut of the African snakehead, Channa obscura was undertaken. The types of bacteria isolated from the different parts of the gut of C. obscura include Pseudomonas, Streptococcus, Citrobacter and Proteus. The coliform (Escherichia coli, Enterobacter) and some other Enterobacteriaceae such as Salmonella were also present. The stomach and intestine were found to have a preponderance of Pseudomonas and Vibrio species. Klebsiella sp. and Bacillus sp. (only in the pyloric caeca) were also isolated. On the whole, the correlation coefficients of the two incubation temperatures showed a high statistical significance. Thus the bacterial load of the gut of C. obscura has been shown as a function of temperature

Estudo toxicológico de extratos do coral alcionáceo Chromonephthea braziliensis (Alcyonacea, Nephtheidae)

Os recifes de corais são ecossistemas diversos com alta densidade de biodiversidade, o que leva a intensa competição entre as espécies. Estas espécies podem produzir substâncias desconhecidas, muitas com valor farmacológico. Chromonephthea braziliensis é um coral mole invasor, originário do Oceano Indo-Pacífico, que foi possivelmente transportado por plataformas de petróleo e cuja presença é uma ameaça para a biodiversidade da região de Arraial do Cabo (RJ). Esta espécie produz metabólitos secundários que são responsáveis pela indução de danos para o ecossistema local. A finalidade deste estudo é a busca de novas substâncias para quimioterapia geral com base na estrutura de compostos bioativos. Extratos desse coral foram preparados a partir de colônias liofilizadas (solventes: hexano, diclorometano, acetato de etila e metanol). Realizaram-se análises químicas para a caracterização dos extratos e avaliaram-se as atividades: mutagênicas e citotóxicas, usando o ensaio de mutação reversa bacteriana (Salmonella/microssoma) com as linhagens TA97, TA98, TA100 e TA102; genotóxicas, utilizando análise da quebra do DNA e formação de micronúcleos na linhagem RAW 264,7 de macrófagos e; tóxicas para náuplios de microcrustáceos Artemia salina. Observou-se citotoxicidade, na presença de S9 mix, dos extratos diclorometano para a linhagem TA102 na concentração de 20 g/100 L/placa e metanol para a TA97 com 5 e 20 g/100 L/placa. Os extratos diclorometano, acetato de etila e metanol apresentaram genotoxicidade no DNA plasmidial em concentrações elevadas (250 g/mL), mas nenhum dano ao DNA foi observado no ensaio de micronúcleo. Todos os extratos foram tóxicos para os náuplios de microcrustáceos em pelo menos uma das concentrações usadas (0,01 1000 g/mL), e a LC50 pode ser determinada apenas para os extratos hexano, diclorometano e acetato de etila.

Surveying bacterial human pathogens in shrimp culture in Thailand

Any presence of bacterial human pathogen in shrimp products may be of public health concern. This note concludes that Salmonella do not appear to constitute a part of the microbial flora where shrimp culture is practiced in Thailand. Vibrio cholerae 01, the cause of cholera are rarely recovered from the environment with no isolates containing genes encoding cholera toxin. Further studies are needed to describe the prevalence of bacterial human pathogens in shrimp culture, especially determination of possible postharvest cross-contamnation with these pathogens

Estudo da atividade anti-inflamatória e toxicológica em extratos de corais do gênero Tubastraea

O ambiente marinho é um dos ecossistemas mais diversos e complexos em termos de biodiversidade. As condições químicas, físicas e biológicas desse ambiente favorecem a produção de uma variedade de substâncias pela biota, transformando os produtos naturais marinhos em um dos recursos promissores na pesquisa por novos compostos bioativos. O gênero Tubastraea (Scleractinia, Dendrophylliidae) inclui corais ahermatípicos que produzem compostos secundários bioativos em situações de competição. No estado do Rio de Janeiro são encontradas duas espécies invasoras desse gênero, Tubastraea coccinea e Tubastraea tagusensis. A primeira é amplamente distribuída nas águas tropicais do Atlântico e do Pacífico, e a segunda é nativa do leste do pacífico, ambas invasoras no Atlântico Sul. Este trabalho objetiva avaliar as atividades anti-inflamatória, antioxidante e toxicológica de extratos metanólicos de T. coccinea e T. tagusensis. As colônias de Tubastraea foram coletadas na Baía de Ilha Grande, Rio de Janeiro - Brasil e extraídas com metanol. A caracterização química foi realizada através da espectroscopia ultravioleta, visível e de infravermelho. Ação anti-inflamatória foi avaliada pelo modelo in vivo de edema em pata de camundongo induzido por carragenina. Atividade sequestrante de radicais livres foi avaliada pelo método do DPPH. Na avaliação toxicológica utilizamos o ensaio Salmonella/microssoma, na presença e ausência de ativação metabólica exógena, o teste in vitro de micronúcleo com células de macrófagos de rato e o teste de mortalidade com o microcrustáceo Artemia salina. Foi possível a distinção dos grupos químicos presentes nos extratos, com os resultados encontrados sendo corroborados com os presentes na literatura. Os extratos de ambas as espécies apresentaram inibição significativa no edema da pata nas doses testadas, em relação ao veículo. Ambos os extratos demonstraram capacidade pela captura do radical DPPH. Atividades citotóxica e mutagênica na ausência de metabolização exógena não foram observadas para as linhagens TA97, TA98 e TA102 nas duas espécies; para a TA100 o extrato de T. coccinea induziu citotoxidade na concentração de 50 g/placa. Os dois extratos induziram citotoxicidade na presença de metabolização exógena para a cepa TA98, tendo sido detectada também indução de mutagenicidade nesta linhagem para T. coccinea. Os extratos não foram capazes de induzir a formação de micronúcleos e não foram tóxicos para o microcrustáceo A. salina. A resposta inibitória do edema após 2 h da indução indica que os compostos presentes nos extratos atuam na segunda fase da inflamação, possivelmente pela inibição da produção de prostaglandinas. Os resultados sugerem que os extratos das espécies T. coccinea e T. tagusensis apresentam substâncias com potencial uso farmacológico, como agente anti-inflamatório e antioxidante.

Efeito antimutagênico, antigenotóxico, antiobesidade e antioxidante da Ilex paraguariensis (erva-mate)

O extrato aquoso de erva-mate, obtido a partir de folhas secas de Ilex paraguariensis, é uma bebida amplamente consumida na América do Sul. Inicialmente, nosso objetivo foi caracterizar os compostos presentes nas amostras de erva-mate disponíveis no mercado brasileiro (CH: chimarrão; T: chá mate torrado; G: chá mate torrado, comercialmente acondicionado em garrafas ou C: em copos; TS: chá mate torrado solúvel A mutagenicidade, citotoxicidade e antimutagenicidade de todas as amostras também foram avaliadas atavés do Teste de Ames na presença e na ausência de ativação metabólica. Em seguida, analisamos a amostra TS (2,5, 5,0 e 10 mg/mL) quanto a sua atividade antioxidante e antigenotóxica. Além disso, avaliamos também os efeitos da amostra TS sobre a sinalização da leptina e da insulina no hipotálamo e o estresse oxidativo hepático de ratos adultos obesos programados pela superalimentação neonatal (S). Para induzir S, o tamanho da ninhada foi reduzido a três filhotes por lactante e as ninhadas com número padrão de filhotes (dez/lactante) foram utilizadas como controle. Aos 150 dias de vida, as proles S foram subdivididas em: TS - tratados com extrato aquoso de erva-mate (1g/kg de peso corporal/dia, por gavagem) e S - recebendo água por gavagem durante 30 dias. A prole controle (C) também recebeu água nas mesmas condições do grupo S. Em nossos resultados, verificamos a presença de ácido clorogênico, cafeína e teobromina em todas as amostras analisadas. O conteúdo de compostos fenólicos nas infusões estudadas foram CH: 5,140,23; T: 4,330,01; G: 0,930,25; C: 0,800,3 e TS: 8,350,5 mg/ml. Não observamos efeito mutagênico ou citotóxico nas amostras analisadas. Um efeito antimutagênico significativo foi observado para a cepa TA97 (pré-, co- e pós-tratamento), na presença de ativação metabólica, em todas as amostras testadas. A amostra TS também apresentou um efeito antimutagênico significativo para a TA102 (pré-, co-e e pós-tratamento), na presença de ativação metabólica. Na análise exclusiva da amostra TS, observamos uma atividade antioxidante quando utilizado o ensaio de DPPH, apresentando IC50 69,3+3,1 μg/ml. Além disso, a amostra TS apresentou um efeito protetor sobre a quebra do DNA plasmidial induzida por radicais superóxido e hidroxila, de maneira dose dependente. No teste do cometa, detectamos um efeito antigenotóxico induzido pelo TS em cultura primária de células epiteliais de esôfago. Em nossos testes in vivo observamos que os animais TS não desenvolveram sobrepeso, obesidade visceral e hiperfagia. A resistência hipotalâmica à leptina não foi significativamente revertida, porém a resistência à insulina foi minimizada pelo tratamento com TS no grupo programado pela S. No fígado, TS normalizou as atividades das enzimas antioxidantes (SOD, GPx e CAT) e diminuiu os marcadores de estresse oxidativo, MDA e 4-HNE. O tratamento com TS também reduziu o conteúdo de glicogênio e triglicerídios hepáticos. Nossos resultados sugerem que a erva-mate foi capaz de proteger o DNA contra danos oxidativos, aumentou as defesas antioxidantes, melhorou a função hepática em ratos superalimentados na lactação, talvez através da modulação da sinalização hipotalâmica da insulina podendo ser, portanto, uma importante ferramenta para prevenção e tratamento de doenças relacionadas ao estresse oxidativo.