Intracellular demography and the dynamics of Salmonella enterica infections.

An understanding of within-host dynamics of pathogen interactions with eukaryotic cells can shape the development of effective preventive measures and drug regimes. Such investigations have been hampered by the difficulty of identifying and observing directly, within live tissues, the multiple key variables that underlay infection processes. Fluorescence microscopy data on intracellular distributions of Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) show that, while the number of infected cells increases with time, the distribution of bacteria between cells is stationary (though highly skewed). Here, we report a simple model framework for the intensity of intracellular infection that links the quasi-stationary distribution of bacteria to bacterial and cellular demography. This enables us to reject the hypothesis that the skewed distribution is generated by intrinsic cellular heterogeneities, and to derive specific predictions on the within-cell dynamics of Salmonella division and host-cell lysis. For within-cell pathogens in general, we show that within-cell dynamics have implications across pathogen dynamics, evolution, and control, and we develop novel generic guidelines for the design of antibacterial combination therapies and the management of antibiotic resistance.

In vivo regulation of the Vi antigen in Salmonella and induction of immune responses with an in vivo-inducible promoter.

Salmonella enterica serovar Typhi, the agent of typhoid fever in humans, expresses the surface Vi polysaccharide antigen that contributes to virulence. However, Vi expression can also be detrimental to some key steps of S. Typhi infectivity, for example, invasion, and Vi is the target of protective immune responses. We used a strain of S. Typhimurium carrying the whole Salmonella pathogenicity island 7 (SPI-7) to monitor in vivo Vi expression within phagocytic cells of mice at different times after systemic infection. We also tested whether it is possible to modulate Vi expression via the use of in vivo-inducible promoters and whether this would trigger anti-Vi antibodies through the use of Vi-expressing live bacteria. Our results show that Vi expression in the liver and spleen is downregulated with the progression of infection and that the Vi-negative population of bacteria becomes prevalent by day 4 postinfection. Furthermore, we showed that replacing the natural tviA promoter with the promoter of the SPI-2 gene ssaG resulted in sustained Vi expression in the tissues. Intravenous or oral infection of mice with a strain of S. Typhimurium expressing Vi under the control of the ssaG promoter triggered detectable levels of all IgG subclasses specific for Vi. Our work highlights that Vi is downregulated in vivo and provides proof of principle that it is possible to generate a live attenuated vaccine that induces Vi-specific antibodies after single oral administration.

Spread of Salmonella enterica in the body during systemic infection: unravelling host and pathogen determinants.

Salmonella enterica causes a range of life-threatening diseases in humans and animals worldwide. Current treatments for S. enterica infections are not sufficiently effective, and there is a need to develop new vaccines and therapeutics. An understanding of how S. enterica spreads in tissues has very important implications for targeting bacteria with vaccine-induced immune responses and antimicrobial drugs. Development of new control strategies would benefit from a more sophisticated evaluation of bacterial location, spatiotemporal patterns of spread and distribution in the tissues, and sites of microbial persistence. We review here recent studies of S. enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) infections in mice, an established model of systemic typhoid fever in humans, which suggest that continuous bacterial spread to new infection foci and host phagocytes is an essential trait in the virulence of S. enterica during systemic infections. We further highlight how infections within host tissues are truly heterogeneous processes despite the fact that they are caused by the expansion of a genetically homogeneous microbial population. We conclude by discussing how understanding the within-host quantitative, spatial and temporal dynamics of S. enterica infections might aid the development of novel targeted preventative measures and drug regimens.

A Salmonella Typhimurium-Typhi genomic chimera: a model to study Vi polysaccharide capsule function in vivo.

The Vi capsular polysaccharide is a virulence-associated factor expressed by Salmonella enterica serotype Typhi but absent from virtually all other Salmonella serotypes. In order to study this determinant in vivo, we characterised a Vi-positive S. Typhimurium (C5.507 Vi(+)), harbouring the Salmonella pathogenicity island (SPI)-7, which encodes the Vi locus. S. Typhimurium C5.507 Vi(+) colonised and persisted in mice at similar levels compared to the parent strain, S. Typhimurium C5. However, the innate immune response to infection with C5.507 Vi(+) and SGB1, an isogenic derivative not expressing Vi, differed markedly. Infection with C5.507 Vi(+) resulted in a significant reduction in cellular trafficking of innate immune cells, including PMN and NK cells, compared to SGB1 Vi(-) infected animals. C5.507 Vi(+) infection stimulated reduced numbers of TNF-α, MIP-2 and perforin producing cells compared to SGB1 Vi(-). The modulating effect associated with Vi was not observed in MyD88(-/-) and was reduced in TLR4(-/-) mice. The presence of the Vi capsule also correlated with induction of the anti-inflammatory cytokine IL-10 in vivo, a factor that impacted on chemotaxis and the activation of immune cells in vitro.

Desarrollo de métodos de detección de salmonella basados en la reacción en cadena de la polimerasa y su validación en muestras alimentarias

224 p.

Avaliação de sistema de cultivo integrado, a partir da reciclagem de águas residuais submetidas a tratamento primário: pesquisa de espécies dos gêneros Salmonella, Shigella, Vibrio e Aeromonas

Para avaliar um sistema integrado de aquicultura foram realizadas análises microbiológicas da água utilizada neste sistema e determinada a incidência e resistência antimicrobiana dos enteropatógenos no ecossistema relacionado. As amostras de água testadas apresentaram 32,9% de taxas de coliformes fecais (≤1.600/100mL), de acordo com a OMS para piscicultura em águas residuais. Salmonella spp. foram detectadas em 14,5% das amostras. De um total de 33 cepas, 15,1% eram resistentes a um ou dois antimicrobianos testados e resistência a múltiplas drogas não foi observada. Aeromonas spp. foram identificadas em 91,6% das amostras. De um total de 416 cepas, resistência a uma classe de antimicrobianos foi observada em 66,3% e a multirresistência às drogas em 37,7%. Na avaliação da virulência dos isolados de Aeromonas hydrophila, 85,3% das cepas apresentaram Beta-hemólise nos três diferentes tipos de eritrócitos empregados e 99,1% nos eritrócitos de coelho e cavalo, sendo possível a caracterização através da PCR do gene aerA e lip, em 100% das amostras. Os resultados obtidos apontam para a relevância quanto às vantagens da implementação de um sistema integrado, disponibilizando alimentos com custo reduzido, porém este sistema necessita de um controle rígido e efetivo para que estes produtos não constituam veículos para a disseminação de doenças.

Avaliação da suscetibilidade antimicrobiana e do perfil de macrorrestrição do DNA de isolados humanos de Salmonella serovar Typhimurium fagotipo 193, no período de 1970 a 2008

Para analisar cepas de Salmonella ser. Typhimurium isoladas de processos entéricos e extraintestinais humanos ocorridos no período de 1970 a 2008 de diferentes regiões do país foram selecionadas, com base nos registros contidos no banco de dados do Laboratório de Enterobactérias do IOC/FIOCRUZ, RJ, amostras do fagotipo prevalente 193, visando precipuamente o reconhecimento de clones epidêmicos. Foram selecionadas 553 cepas de Salmonella ser. Typhimurium fagotipo 193 representadas por 91, 65, 70 e 327 amostras referentes as décadas de 70, 80, 90 e ao período de 2000 a 2008, respectivamente. Na análise global da sensibilidade destas cepas, 52% apresentaram um ou mais marcadores de resistência a antibióticos incluídos no perfil ACSSuT. Este perfil de resistência completo foi verificado em 20,9% dos isolados, sendo os 21,9% restantes, sensíveis a todas as drogas testadas, especialmente no período de 2000 a 2008, representadas por 121 amostras (37,0%) em relação as 327 culturas dessa época. O maior percentual de resistência foi observado nas amostras da década de 70 (99%) sendo o perfil ACSSuT detectado em 35,2% dos isolados, ressaltando-se que todas as amostras foram isoladas de processos gastroentéricos ocorridos na cidade de São Paulo. Ao longo das quatro décadas de estudo, descreve-se um ponto de ruptura entre a prevalência de resistência e a suscetibilidade na transição entre as décadas de 80 e 90. Embora o número de isolados de Salmonella ser. Typhimurium fagotipo 193 tenha aumentado no último período considerado, o percentual de mono e multirresistência aos antimicrobianos se situou em nível elevado (63,0%). A análise do polimorfismo obtido após macrorrestrição com a enzima XbaI revelou que cepas isoladas na década de 90 apresentaram elevado percentual de similaridade (≥85%) com cepas isoladas recentemente (período de 2000-2008), sendo agrupadas nos mesmos subclusters. Por outro lado, as cepas da década de 70 inserem-se em subclusters independentes, embora o percentual de similaridade entre tais subclusters e os demais seja ≥70%; o mesmo sendo observado para as cepas isoladas durante a década de 80. Em conclusão, este estudo mostrou que a prevalência de isolados humanos de Salmonella ser. Typhimurium fagotipo 193 no Brasil vem progredindo desde a década de 1990, enquanto a detecção do modelo R (ACSSuT) está diminuindo e a avaliação através da PFGE indicou a presença de multiplicidade de perfis de macrorrestrição no fagotipo 193, entretanto com elevados percentuais de similaridade entre si, sugerindo alguma clonalidade, tendo em vista o período entre o isolamento e a análise

Caracterización Molecular Y Epidemiológica de Cepas Monofásicas de Salmonella Enterica

225 p.

Salmonella enterica-ren andui monofasikoen karakterizazio molekularra eta epidemiologikoa

219 p.

Caracterização de beta-lactamases de espectro ampliado (ESBLs), genes de resistência aos antimicrobianos e conteúdo plasmidial em cepas de Escherichia coli e Salmonella spp. não tifóides isoladas do ambiente hospitalar e da comunidade

Enterobactérias produtoras de ESBLs são descritas tanto no ambiente hospitalar quanto na comunidade em todo o mundo. No Brasil, esses microrganismos também têm emergido como uma causa importante de infecções, sendo as enzimas CTX-M as prevalentes. O objetivo deste estudo foi analisar diferentes aspectos genotípicos relacionados à expressão da resistência aos antimicrobianos em cepas Escherichia coli e de Salmonella spp, tais como: a diversidade de ESBLs, os genes de resistência aos antimicrobianos e o conteúdo plasmidial. Os aspectos epidemiológicos das cepas produtoras de ESBLs também foram investigados. Foram estudadas 88 cepas de enterobactérias, sendo 43 E. coli e 45 cepas de Salmonella spp., de origem hospitalar e da comunidade (principalmente alimentos), isoladas na cidade do Rio de Janeiro. A expressão de ESBL foi observada em sete cepas de E. coli (7/43, 16,3%) e em uma cepa de Salmonella Typhimurium (1/45, 2,3%) e as enzimas foram identificadas como variantes de CTX-M e SHV-5, respectivamente. Entre as cepas de E. coli, a enzima CTX-M-2 foi a mais frequente (n = 4), sendo detectada em cepas isoladas de swab retal de pacientes hospitalizados, enquanto as enzimas CTX-M-59 (uma variante de CTX-M) (n = 1) e CTX-M-9 (n = 2) foram identificadas em cepas isoladas a partir de espécimes clínicos. Salmonella Typhimurium produtora de SHV-5 foi isolada do ambiente hospitalar (fórmula infantil). As cepas de E. coli produtoras das enzimas CTX-M pertenceram a grupos filogenéticos (A, B1, D) e STs (ST34, ST69, ST101) diferentes, sendo os genes blaCTX-M identificados em plasmídeos com tipo de replicon IncA/C de cerca de 150 kb (blaCTX-M-2, blaCTX-M-9, blaCTX-M-59) ou 80 kb (blaCTX-M-2). A cepa de S. Typhimurium produtora de SHV-5 pertenceu a um único clone (A-ST19) e o gene blaSHV-5 foi identificado em plasmídeo com o replicon IncL/M com aproximadamente 55Kb. Foi identificado pela primeira vez no Brasil o ST313 em um clone de S. Typhimurium (D-ST313), comumente associado com doenças invasivas severas, particulamente no continente africano. Genes que codificam para a resistência aos antimicrobianos não-beta-lactâmicos e integrons classe 1 foram identificados entre as cepas de E. coli e de Salmonella spp. multirresistentes produtoras ou não de ESBLs. Em conclusão: i) nossos resultados referentes à E. coli confirmaram a disseminação de enzimas CTX-M (principalmente variantes do grupo CTX-M-2) desde, pelo menos, o ano de 2000, em hospitais no Rio de Janeiro; demonstraram a implicação dos plasmídeos IncA/C na disseminação de genes blaCTX-M; indicaram a possível evolução intra-plasmídeo de blaCTX-M-59 a partir de blaCTX-M-2; a observação da diversidade e multiplicidade de plasmídeos poderiam fornecer plataformas genéticas para a dispersão de diferentes genes e/ou elementos de resistência aos antimicrobianos; ii) em relação à Salmonella spp. este estudo descreveu, pela primeira vez, o isolamento, a partir de fórmula infantil, de uma cepa de S. Typhimurium produtora de ESBL; foi demonstrada a associação do gene blaSHV-5 com plasmídeo do tipo IncL/M, que é considerado epidêmico; foi identificado o clone D-ST313 de S. Typhimurium, que está associado a doenças invasivas severas no continente africano, que reuniu cepas isoladas exclusivamente do ambiente hospitalar.

Isolation of Salmonella larochelle for the first time in India

The isolation of a new serotype, S. larochelle (6, 7: eh:1, 2), is reported in this communication. This serotype has not so far been reported from any source in this country. The serotype was isolated on November 27th, 1979 at Bombay from a market sample of frozen frog legs intended for domestic consumption.

Studies on isolation of salmonella from sea foods 1. Comparison of enrichment and selective media for recovery of salmonellae from fish

Three enrichment broths and six plating media were compared for efficiency of detection Salmonella in the presence of numbers of Coliforms (10super(5)/ml) and proteus (10super(3)/ml) from artificially inoculated fish samples. Recovery experiments Salmonella anatum, S. typhimurium and S. enteritidis indicated that the two enrichment broths Dulcitol Selinite (DSE) and Selinite Cystine (SC) were equally efficient. Further, the viability of Salmonella, inoculated into fish muscle and kept at 4°C for 48 hours, was found to be not affected by the low temperature storage. Selective plating media like Xylose Lysine Deoxycholate agar (XLD), Brilliant Green Sulphadiazine agar (BGS) and Brilliant Green agar (BG) were found to be superior in performance to Salmonella-Shigella agar: (SS) and Bismuth Sui phite agar (BiS).

Isolation of Salmonella roan for the first time in India

The isolation of Salmonella roan for the first time in India is reported.

Rapapport's broth, a better enrichment medium in the identification of Salmonella from processed frog legs

Live clams (Villorita cyprinoides) collected from their natural beds were packed in different ways like dry pack, tray pack, in oxygenated water (wet pack) and depurated samples in wet pack. It was found that the packaging in l kg lots in 200 gauge polythene bags with oxygen at a temperature of 20°C could keep them live for 4 days. In tray pack without oxygen and water they can be kept alive for 3 days at 20°C. Temperature seems to be the critical factor in the transportation of live clams. At room temperature both dry and wet pack can be kept for 24 h only. Depuration technique does not appear to be useful in prolonging the storage life of clams in live condition as percentage mortality is more at 48 h both at 20°C and room temperature compared to the non-depurated samples.

Isolation of Salmonella braenderup (6, 7:e, h:e, n, z (sub15)) from Mussel meat

A brief account is given of the morphology, biochemistry and serology of Salmonella braenderup isolated from mussel meat, obtained from fish markets in Calicut, India. Possible implications regarding human salmonellosis are also considered.