Manual de prácticas de bioquímica microbiana [por] Juan Antonio Rodríguez Arzave [y] Eugenio Sergio Rodríguez Yañez

UANL

Bioquímica microbiana [por] Juan Antonio Rodríguez Arzave [y] Eugenio Sergio Rodríguez Yañez

UANL

Caracterització de metabòlits produïts per soques de "Pseudomonas fluorescens" efectives en el control biològic de fongs fitopatògens

El principal objectiu d'aquest treball ha estat estudiar la producció de metabòlits amb activitat antibiòtica per soques de l'espècie Pseudomonas fluorescens de la col·lecció EPS, i també avaluar la seva potencialitat com a agents de biocontrol. Es va disposar també de diverses soques de P. fluorescens, cedides per altres investigadors, que van utilitzar-se com a referència perquè algunes són actives en control biològic i produeixen metabòlits secundaris d'interès en el biocontrol de malalties de plantes. La present memòria s'estructura en cinc capítols, que són, introducció al control biològic, descripció de l'etapa de selecció de soques i cerca dels metabòlits produïts, estudi de la producció d'HCN per la soca EPS288, estudi de la producció de l'antibiòtic 2,4-diacetilfloroglucinol (DAPG), i finalment, el darrer capítol, on s'ha estudiat la producció de DAPG sobre material vegetal i la capacitat de colonitzar arrels per diverses soques d'interès. En l'etapa de prospecció, va demostrar-se que un 37% del total de les soques de la col·lecció EPS produïen HCN, totes de l'espècie P. fluorescens, i un 90% d'aquestes provenien de les arrels de plantes. Es va confirmar la producció dels metabòlits secundaris 2,4-diacetilfloroglucinol, àcid fenazina-1-carboxílic, i pirrolnitrina, per diverses soques de la col·lecció EPS seleccionades mitjançant tècniques moleculars. Així, de la col·lecció EPS, les soques EPS317 i EPS808 produeixen DAPG, la EPS263 àcid fenazina-1-carboxílic i pirrolnitrina i, EPS894, EPS895, EPS945 produeixen àcid fenazina-1-carboxílic. La producció d'HCN es va estudiar més exhaustivament en la soca EPS288, seleccionada per la seva activitat antifúngica i candidata a agent de biocontrol contra Stemphylium vesicarium, causant de la estemfiliosi de la perera, i contra Penicillium expansum, causant de la podridura blava en conservació de fruita a postcollita. Per aquest estudi, es va dissenyar i validar un sistema per recollir l'HCN a partir de cultius en medi líquid. S'ha demostrat que la temperatura d'incubació, la concentració cel·lular de sembra i la composició del medi de cultiu afectaven a la producció d'HCN. Els medis complexos i la glicina n'afavorien la síntesi i la font de carboni no afectava. La soca EPS288 va produir més HCN que P. fluorescens CHA0, soca de referència productora d'HCN i descrita com a activa en processos de biocontrol de fongs fitopatògens. En l'estudi de la producció de DAPG, les soques de la col·lecció EPS i de referència, es van comparar en diversos medis de cultiu estudiant l'efecte de la complexitat i consistència del medi, i l'addició de ferro o de glucosa. Va demostrar-se que la producció de DAPG depèn principalment de la soca i de les característiques del medi de cultiu. La glucosa estimula la producció, mentre que el ferro pràcticament no afecta, i en general, el medi sòlid i complex estimula la producció de DAPG. Tanmateix, aquests efectes varien en alguna de les soques assajades donant lloc a comportaments singulars. En el seguiment del creixement amb un sistema automàtic es va comprovar que la velocitat específica de creixement i la concentració cel·lular assolida al final del cultiu, estaven condicionades per la composició del medi de cultiu. En les proves d'antagonisme vers fitopatògens que foren seleccionats com a indicadors, va observar-se que tant l'antagonisme in vitro com la inhibició d'infeccions sobre material vegetal estaven parcialment relacionades amb la producció dels metabòlits secundaris estudiats. La promoció del creixement de portaempelts per aquestes soques depenia de la soca i de l'hoste, però no es pogué establir una relació causa-efecte amb el metabòlits produïts. També es va comprovar que algunes de les soques podien sobreviure en ferides de pomes i de peres, on produïren DAPG. Mutants resistents a rifampicina de diverses soques de la col·lecció EPS i de referència es van inocular en llavors de pomera i de tomatera que es van sembrar i incubar en condicions controlades. Es va fer el seguiment de la població bacteriana total i resistent a rifampicina present a les arrels durant 72 dies. Totes les soques van colonitzar les arrels de les plantes, mantenint una elevada població durant 37 dies, cap d'elles va estimular el creixement ni mostrar efectes fitotòxics, no afectant tampoc signicativament a la població bacteriana espontània de les arrels. La soca EPS808, una de les seleccionades pel treball, va aconseguir uns nivells de producció de DAPG, una velocitat de creixement i una supervivència relativa a les arrels similar a altres soques de referència descrites com a bons agents de biocontrol. En conseqüència, se la considera una candidata a agent de biocontrol que hauria de ser objecte de futurs estudis d'eficàcia.

Potencial da diversidade microbiana dos Açores na saúde : screening, purificação e caracterização de uma enzima trombolítica

Dissertação de Mestrado, Mestrado em Ciências Biomédicas, 8 de Maio de 2015, Universidade dos Açores.

Produção, purificação, caracterização bioquímica e determinação do padrão de ação de protease do fungo termofílico Thermoascus aurantiacus

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Purificação, imobilização e caracterização bioquímica de lipase produzida por Penicillium sect. Gracilenta CBMAI 1583 em cultivo submerso

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Capacidade de selamento de três materiais retrobturadores frente à infiltração microbiana por Enterococcus faecalis

O objetivo deste estudo foi comparar a capacidade de selamento apical de três materiais retrobturadores em dentes submetidos à infiltração microbiana por Enterococcus faecalis. Além de analisar a ocorrência da infiltração microbiana em relação à variável tempo. Para tal, foram utilizados 80 caninos superiores permanentes humanos extraídos, instrumentados com o sistema rotatório ProTaper Universal (MAILLEFER) e obturados pela técnica de compactação lateral, com dois tipos de cimento endodôntico: Endofill (DENTSPLY) e AH Plus (DENTSPLY). A apicetomia foi realizada com a remoção de 3mm do terço apical e o retropreparo confeccionado com pontas ultrasônicas. As amostras foram subdivididas, aleatoriamente, em 6 grupos com 10 dentes cada, e 2 grupos controles. Os materiais utilizados para a retrobturação foram MTA branco (ANGELUS), IBC BioAggregate (INNOVATIVE BIOCERAMIX INC.) e Acroseal (SEPTODONT). Foram confeccionados dispositivos para fixação dos dentes aos tubos Eppendorfs. As amostras foram inoculadas com cepas de E. faecalis e incubadas a 37C, por um período de 90 dias, para análise da presença de turvação do meio Enterococcosel. Para a realização da análise estatística foram utilizados os seguintes testes: Qui-quadrado com Prova Exata de Fisher e Kruskal-Wallis. Os resultados mostraram que todos os grupos nos quais foi realizada a obturação e a posterior retrobturação apresentaram infiltração. Comparando todos os grupos, não houve diferença significativa entre os materiais testados. Em relação apenas aos materiais retrobturadores, o Acroseal obteve a menor infiltração, seguido do MTA branco e do IBC BioAggregate. As amostras obturadas com o cimento Endofill não apresentaram diferença estatística em relação à variável tempo. Porém, nas amostras obturadas com o cimento AH Plus, houve maior ocorrência de infiltração nas amostras retrobturadas com o IBC BioAggregate e menor infiltração nas amostras retrobturadas com Acroseal, com diferença estatisticamente significante ao nível de 10%.

Emprego de microscopia de fluorescência para a quantificação microbiana em amostras salinas da indústria do petróleo

Os micro-organismos constituem um grande problema em termos econômicos para a indústria petrolífera. Estes são responsáveis pela produção de substâncias corrosivas e a formação de biofilmes, que causam deterioração dos materiais metálicos. Os principais grupos microbianos presentes em amostras ambientais da indústria do petróleo são as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS). Atualmente, a quantificação desses grupos microbianos é realizada através da técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. Neste trabalho foi otimizada uma metodologia para a microscopia de fluorescência de amostras salinas provenientes de tanques de armazenamento de água/óleo. As condições testadas foram o tipo de óleo de imersão, o tipo de diluente, o volume do corante, o volume da amostra corada e a concentração do fixador (glutaraldeído) numa tentativa de correlacionar com resultados de quantificação de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Nesse caso, as células totais foram quantificadas por microscopia de fluorescência utilizando o corante fluorescente laranja de acridina (AO). Verificou-se que houve uma correlação entre os resultados da quantificação de células totais por microscopia de fluorescência e os resultados de BANHT pela técnica do NMP, devido a pouca variação de valores expressos em ambas as quantificações. Entretanto, não foi possível correlacionar os resultados da quantificação de células totais com os resultados de BRS por NMP devido à grande variação dos valores de quantificação de BRS. Na microscopia de fluorescência, foi possível, quantificar os micro-organismos em aproximadamente 30 minutos e através das fotografias, verificou-se ainda que as amostras apresentaram-se nítidas e os micro-organismos com uma boa fluorescência

Resistência de três materiais retrobturadores frente à infiltração microbiana por Enterococcus faecalis

O objetivo deste estudo foi comparar a capacidade de selamento apical de três materiais retrobturadores em dentes submetidos à infiltração microbiana por Enterococcus faecalis. Além de analisar a ocorrência da infiltração microbiana em relação à variável tempo. Para tal, foram utilizados 45 incisivos superiores permanentes humanos extraídos, instrumentados com o sistema rotatório ProTaper Universal (MAILLEFER) e obturados pela técnica Híbrida de Tagger, com cimento endodôntico: AH Plus (DENTSPLY). A apicetomia foi realizada com a remoção de 3mm do terço apical e o retropreparo confeccionado com pontas ultrasônicas. As amostras foram subdivididas, aleatoriamente, em três grupos com 15 dentes cada, e dois grupos controles. Os materiais utilizados para a retrobturação foram MTA branco (ANGELUS), Sealer 26 (Dentsply), Palacos-R (HERAEUS KULZER). Foram confeccionados dispositivos para fixação dos dentes aos tubos Eppendorfs. As amostras foram inoculadas com cepas de E. faecalis e incubadas a 37C, por um período de 60 dias, para análise da presença de turvação do meio Enterococosel. Para a realização da análise estatística foram utilizados os seguintes testes: Quiquadrado pela correção de Yates, Prova Exata de Fisher e pela curva de sobrevivência com os testes Mantel-Cox e o Gehan-Breslow-Wilcoxon. Os resultados mostraram que todos os grupos nos quais foi realizada a obturação e a posterior retrobturação apresentaram infiltração. Comparando todos os grupos, houve diferença significativa entre o Palacos-R e o Sealer 26. Mas não houve diferença significativa entre o Palacos-R e o MTA e nem do MTA com o Sealer 26. Em relação aos materiais retrobturadores, o Palacos-R obteve a menor infiltração, seguido do MTA branco e do Sealer 26.

Infiltração microbiana por Enterococcus faecalis em canais retrobturados com MTA, iRoot SP e Endo CPM Sealer

O objetivo deste trabalho consistiu na análise da infiltração apical em dentes retrobturados por três materiais: MTA, iROOT SP e Endo CPM Sealer. Para tal, foram utilizados 51 dentes humanos extraídos, incisivos centrais superiores, que foram instrumentados manualmente com limas tipo K, pela técnica Crown-down, obturados com compactação lateral e, após serem apicectomizados a 3mm aquém do ápice foram submetidos à retrobturação, com os três materiais propostos. As amostras foram divididas, randomicamente, em três grupos: GI MTA, GII iROOT SP e GIII Endo CPM Sealer, cada grupo com 15 amostras. Os dentes foram inseridos em tubos de eppendorfs, e feitos a impermeabilização do remanescente radicular utilizando duas camadas de cianocrilato, epóxi, e outra camada de esmalte. Em cada eppendorf foi adicionado caldo TSB estéril e uma suspensão de Enterococcos faecalis e adaptado ao frasco de vidro com meio de cultura enterococcosel. A infiltração bacteriana foi verificada pela turvação do meio de cultura. Após a análise no período de 60 dias, podemos concluir que durante esse tempo ocorreram infiltrações no Grupo I, 43,75 % das amostras apresentaram turvamento do meio de cultura demonstrando persistência da infecção. Já no Grupo II, 31,25 % das amostras tiveram crescimento bacteriano. Por fim no Grupo III, 25,00 % houve a infiltração. Grupos controle positivo e negativo para crescimento bacteriano foram realizados (n=3, cada). Os cimentos testados comportaram-se de maneira semelhante frente à infiltração bacteriana durante o período testado.

Análise da diversidade microbiana em infecções endodônticas persistentes

O presente trabalho teve por objetivo investigar a microbiota de canais radiculares relacionadas ao insucesso do tratamento endodôntico, buscando a identificação e a quantificação destes micro-organismos. Foram selecionados 36 dentes com infecção endodôntica persistente. O material obturador foi removido do canal radicular e amostras microbiológicas foram coletadas dos canais com o auxílio de limas tipo Hedströen e cones de papel absorvente estéril. A técnica do Checkerboard DNA-DNA hybridization foi utilizada para detecção de até 79 espécies bacterianas em cada amostra, utilizando sondas de DNA específicas. Os dados microbiológicos foram expressos em percentagem média (prevalência), proporção e nível médio de cada espécie em cada amostra. Os testes t independente e de correlação de Pearson foram usados para correlacionar a contagem das bactérias testadas com os dados clínicos (p≤ 0,05). Foi encontrada uma média de 11 espécies por amostra. E. faecium (36%), S. epidermidis (36%), E. saburreum (28%), P. micra (28%), S. sanguis (28%), C. sputigena (28%), L. buccalis (28%), E. faecalis (28%) e S. warneri (28%) foram as espécies mais prevalentes, e as espécies encontradas em níveis médios mais altos foram E. faecium, D. pneumosintes, S. epidermidis, H. pylori e C. sputigena. T. socranskii (3%), F. periodonticum (3%), C. gingivalis (3%), S. ixodetis (3%) apresentaram prevalências mais baixas. E. faecium e S. epidermidis apresentaram os maiores valores de prevalência, níveis médios e proporção. Não houve correlação entre a microbiota detectada nas amostras com os sinais e sintomas clínicos apresentados pelos pacientes, porém nas lesões periapicais de maior área foi detectada contagem significativamente maior de bacilos e espécies Gram-negativas (p<0,05). Baseado nos resultados obtidos é possível concluir que a microbiota presente em dentes com periodontite apical persistente possui perfil misto e complexo, e que uma maior área de lesão perirradicular pode estar associada a contagem elevada de bacilos e de espécies Gram-negativas.

Caracterização da microbiota envolvida nos processos aeróbios (lodos ativados) e anaeróbios (UASB) de uma indústria de alimentos.

O aumento da concentração de nutrientes nos corpos receptores, principalmente nitrogênio e fósforo oriundos de efluentes sanitários e industriais pode gerar o fenômeno da eutrofização. Para que isto não ocorra é necessário que este efluente passe por um tratamento adequado, no entanto, o papel desempenhado por diversos grupos de microrganismos encontrados nos sistemas de tratamento de efluentes não é completamente compreendido devido à complexidade das interações. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a estrutura e dinâmica da comunidade microbiana (bactérias envolvidas no ciclo do nitrogênio e microfauna) e avaliar a atividade biológica dos reatores aeróbio e anaeróbio de uma indústria de alimentos. Os parâmetros físico-químicos da estação de tratamento foram monitorados, bem como foi feita a avaliação da estrutura e dinâmica da comunidade bacteriana envolvida no ciclo do nitrogênio por meio da técnica de Hibridização in situ Fluorescente. A microfauna do reator aeróbio foi caracterizada e classificada conforme o Índice Biótico do Lodo. A atividade biológica do lodo foi avaliada através do Teste de Respirometria e foram feitas correlações entre a microbiota encontrada no reator aeróbio e parâmetros físico-químicos. Os parâmetros físico-químicos analisados estiveram dentro dos limites permitidos pelas legislações federais e estaduais e os parâmetros Demanda Bioquímica de Oxigênio, Demanda Química de Oxigênio e Nitrogênio Kjeldahl foram reduzidos de 99,8%, 99,6% e 74,9%, respectivamente. Foi possível observar a presença tanto de bactérias oxidadoras de nitrito quanto de amônia em ambos os reatores analisados, bem como em cada ponto de coletas dentro dos reatores. A bactéria Pseudomonas fluorescens também ocorreu em todos os pontos de coleta dos dois reatores. Dentre os grupos que compõem a microfauna do lodo ativado, os ciliados rastejantes foram os mais frequentes, seguido pelas tecamebas, rotíferos, ciliados sésseis, ciliados livre natantes, flagelados e outros invertebrados. Além disso, não houve diferença entre as densidades dos grupos encontradas nos Pontos 1 e 2 do reator aeróbio e o Índice Biótico do Lodo encontrado foi igual a 8 (classe I). A semelhança apresentada entre a Taxa de Consumo de Oxigênio dos pontos 1 e 2, bem como a Taxa de Consumo de Oxigênio específica entre os pontos 1 e 2 sugere que o oxigênio é distribuído de forma homogênea dentro do tanque de aeração, fazendo com que os microrganismos tenham condições semelhantes de crescimento. Os ciliados livre natantes apresentaram correlação positiva com a DQO e DBO5 e os ciliados sésseis apresentaram correlação negativa com a DQO e com a DBO5. Os rotíferos apresentaram correlação negativa com Sólidos Suspensos Voláteis do reator aeróbio. Os ciliados rastejantes, tecamebas e rotíferos apresentaram correlação positiva com a microfauna total encontrada no reator aeróbio. Os ciliados livre natantes apresentaram correlação negativa com os ciliados sésseis, bactérias totais, Nitrobacter e outras bactérias; e correlação positiva com outros invertebrados. Os flagelados apresentaram correlação negativa com as bactérias totais, enquanto as outras bactérias apresentaram correlação positiva. Os outros invertebrados apresentaram correlação negativa com Nitrobacter.

Análise estereológica e bioquímica do tecido conjuntivo e muscular no corpo cavernoso adjacente à placa fibrosa da doença de Peyronie

Os estudos sobre a doença de Peyronie geralmente estão centrados em analises da placa fibrosa que se forma na túnica albugínea. Devido a esta reação fibrótica mediada por vários fatores solúveis inflamatórios o tecido conjuntivo adjacente também pode ser afetado. Este efeito secundário pode, por exemplo, explicar a disfunção erétil que ocorre na doença. Foram obtidas biopsias do corpo cavernoso adjacente a placa fibrótica e parte da própria placa de 7 pacientes com a doença de Peyronie (média de idade 48.3 anos). As amostras do grupo controle foram obtidas de forma semelhante durante a autopsia de 5 indivíduos (média de idade 52,3 anos). O material foi submetido a técnicas histoquímicas: H&E, Van Gieson, técnicas imunohistoquímicas: Anti-alfa actina, Anti-elastina e métodos bioquímicos para a dosagem do colágeno total. A quantificação foi feita através de métodos estereológicos. No corpo cavernoso foi observada uma redução estatisticamente significativa de fibras do sistema elástico de pacientes com a doença de Peyronie (19,49% 3,27% vs 23,56% 1,87%; p < 0,05), O colágeno e o músculo liso não apresentaram variação quantitativa quando comparado ao grupo controle. No músculo liso (34,46% 2,06% vs 38,38% 3,17%) e tecido conjuntivo (35,39% 6,15% vs 38,02% 5,03%). A densidade volumétrica das fibras do sistema elástico na placa fibrótica foi diminuída em 38,3% comparada a túnica albugínea normal (20,25% 5,49% vs 32,81% 4,75%; p<0,02) e a concentração de colágeno no corpo cavernoso do grupo controle (77,94 24,26 μg/mg) e doença de Peyronie (66,57 19,39 μg/mg) não diferem significativamente. Os cortes corados com Vermelho de Picrosirius revelaram que no corpo cavernoso normal cores associadas ao colágeno encontravam-se homogeneamente distribuídas. Na doença de Peyronie o colágeno apresentava uma desorientação. A análise quantitativa indicou que o colágeno do corpo cavernoso adjacente à placa fibrótica não estava afetado, embora sua organização estivesse notoriamente alterada. As fibras do sistema elástico do corpo cavernoso estavam reduzidas e uma modificação similar foi encontrada na placa fibrótica da túnica albugínea. Estes resultados sugerem que, embora ocorram primariamente na túnica albugínea, a placa fibrótica da doença de Peyronie pode induzir mudanças no corpo cavernoso adjacente.

Atividade microbiana e mineralização de nitrogênio em solo suplementado com lodo de esgoto.

Uma das alternativas para se dispor do lodo de esgoto é utilizá-lo como fertilizante orgânico, de modo que seus nutrientes possam ser reciclados no sistema solo-planta. Em geral, os lodos são ricos em nitrogênio, o que significa que eles apresentam um alto potencial como fertilizantes nitrogenados. Em decorrência das inúmeras perdas a que está sujeito o nitrogênio no solo, em detrimento do ambiente, a quantidade de lodo a ser aplicada, não deverá exceder, em muito, as necessidades da cultura.

Efeito do lodo de esgoto na comunidade microbiana e atributos químicos do solo.

O lodo de esgoto, quando aplicado ao solo, causa alterações na estrutura e no funcionamento do agroecossistema, sendo a comunidade microbiana um dos componentes mais sensíveis, podendo ser utilizada como indicador da qualidade dos solos. A aplicação de lodo de esgoto pode tanto estimular, devido ao aumento de carbono e nutrientes disponíveis, como inibir, devido à presença de metais pesados e outros poluentes, a atividade microbiana do solo.