Mathematical description of bacterial traveling pulses

The Keller-Segel system has been widely proposed as a model for bacterial waves driven by chemotactic processes. Current experiments on E. coli have shown precise structure of traveling pulses. We present here an alternative mathematical description of traveling pulses at a macroscopic scale. This modeling task is complemented with numerical simulations in accordance with the experimental observations. Our model is derived from an accurate kinetic description of the mesoscopic run-and-tumble process performed by bacteria. This model can account for recent experimental observations with E. coli. Qualitative agreements include the asymmetry of the pulse and transition in the collective behaviour (clustered motion versus dispersion). In addition we can capture quantitatively the main characteristics of the pulse such as the speed and the relative size of tails. This work opens several experimental and theoretical perspectives. Coefficients at the macroscopic level are derived from considerations at the cellular scale. For instance the stiffness of the signal integration process turns out to have a strong effect on collective motion. Furthermore the bottom-up scaling allows to perform preliminary mathematical analysis and write efficient numerical schemes. This model is intended as a predictive tool for the investigation of bacterial collective motion.

Avaluació del creixement del fong ligninolític Trametes versicolor sobre diferents suports sòlids per a l'aplicació en tractaments de bioremediació

Els fongs de podridura blanca (WRF - de l'anglès: White-rot fungi) són de gran interès en l'àmbit de la bioremediació per la seva capacitat de degradar la lignina. La lacasa, un dels enzims extracel·lulars que aquests fongs excreten per degradar la lignina, pot ser utilitzada per degradar els contamiants presents en una matriu donada. Trametes versicolor ha estat estudiat per la seva capacitat de produïr aquest enzim en rersidus agrícoles com a substrats. Un primer triatge basat en la producció de CO2, la mesura de l'activitat lacasa i la quantificació de l'ergosterol han permés seleccionar els substrats on es donava un major poder oxidatiu dels cultius inoculats amb T. versicolor. Els posteriors experiments de colonització de sòls, on es monitoritzava l'activitat lacasa i l'ergosterol, han mostrat que T. vesicolor és capaç de colonitzar sòls i que té una major activitat lacasa en condicions no estèrils. També h'ha provat, mitjançant el test ND24, que T. versicolor és capaç de degradar un contaminant emergent, el naproxè, en sòls estèrils i no estèrils esmenats amb residus agrícoles.

L'aprenentatge basat en problemes en models híbrids de docència-aprenentatge

La Facultat de Ciències de la Salut i de la Vida ha utilitzat des de 2004 la metodologia d'aprenentatge basat en problemes (en endavant ABP) com a mètode docent en els seus estudis de Biologia. En aquest període hem après algunes de les claus de l'aplicació del mètode en els nostres estudis. En primer lloc, cal disposar d'elements formatius que afavoreixin la formació dels tutors que participin en el projecte. Per assolir aquest objectiu hem dissenyat un portal on els nostres professors poden disposar de materials útils per a la seva activitat, així com de documents que permetin entendre millor el que suposa l'ABP. En segon lloc, el projecte tenia l'objectiu de dissenyar i avaluar activitats que permetessin integrar les pràctiques de laboratori en la lògica de la resolució de problemes pròpia de l'ABP. En aquest sentit vam dissenyar dues activitats en el tercer curs de la llicenciatura que anomenaren aprenentatge basat en el laboratori (ABL). Per aquest motiu es van dissenyar problemes que tinguessin una primera part de resolució a l'aula en grup de tutoria i una segona que obligués els estudiants a realitzar experiments de laboratori dirigits a entendre i resoldre les qüestions plantejades al grup de tutoria. L'ABL-1 fou un projecte de biologia cel·lular i destinat a aprofundir en els mecanismes implicats en els fenòmens de diferenciació dels miòcits. L'ABL-2 era un projecte conjunt dels professors de Fisiologia vegetal, Bioestadística i Microbiologia. En aquest cas es desitjava que els estudiants plantegessin la resolució a un problema que suposava la manipulació genètica de cèl·lules vegetals per fer possible que produïssin una substància específica, l'escopolamina. Finalment els estudiants havien d'escriure un article original com a projecte final de cada ABL. Els resultats dels dos anys d'experimentació han esta altament satisfactoris, d'acord amb les enquestes completades per alumnes i professors.

Hèrnia discal, una malaltia infecciosa?

Estudi prospectiu de casos-controls on s’intenta determinar el paper de P.acnes en l’etiopatogènia de la hèrnia discal. Es van analitzar a microbiologia i anatomia patològica les mostres de teixit de disc intervertebral extretes en cirurgia d’hèrnia discal en 40 pacients, i en 27 pacients intervinguts per altres patologies de columna vertebral. Els nostres resultats recolzen la hipòtesi de que la troballa de P.acnes en el disc és un contaminant, ja que no hem trobat evidència de que el procés inflamatori associat a l’hèrnia discal i la ciatàlgia tingui una etiopatogènia infecciosa.

Utilidad de los cultivos de vigilancia para la predicción de etiología de la neumonía asociada a la ventilación mecánica. Aplicación en una UCI endémica para A. baumannii multirresistente

Comprovar la utilitat dels cultius de vigilància per a la identificació per fenotip dels microorganismes ulteriorment responsables de la NAVM i també per a la identificació per fenotip de l'Acinetobacter baumannii productor de NAVM, per al que es va realitzar BAS 2 vegades/setmana a malalts intubats ≥ 48h. Es van valorar 273 pacients ventilats mecànicament ≥ 48h, dels quals 47 van desenvolupar NAVM. La concordança entre els cultius de vigilància i la etiología de la NAVM va ser del 87’2%, similar al percentatge de tractaments apropiats si s'haguessin utilitzat només els mateixos. La concordança augmenta fins al 100% en el cas de l´Acinetobacter baumannii.

Estudi de prevalença de la colonització per Staphylococcus aureus resistent a meticil•lina en una població humana i en una porcina

Analitzar la prevalença del MRSA i MRSA ST398 en porcs i en treballadors de granges de porcs. Estudi transversal de prevalença, a la comarca d’Osona. Es van seleccionar 16 granges. Les mostres, s’han processat al laboratori de microbiologia per identificar el MRSA ST398. Van resultar positius per MRSA, 20(64,5%) treballadors. Anys treballats en granges per als positius son 15 anys(p<0’05). De 468 frotis nasals de porcs, van resultar positius per MARSA 7(1,49). La prevalença de MRSA es elevada a la comarca d’Osona. Es importat realitzar un frotis nasal a tots els treballadors de granges de porcs que ingressen a l’Hospital.

Plant-associated microorganisms: a view from the scope of microbiology

Microorganisms interact with plants because plants offer a wide diversity of habitats including the phyllosphere (aerial plant part), the rhizosphere (zone of influence of the root system), and the endosphere (internal transport system). Interactions of epiphytes, rhizophytes or endophytes may be detrimental or beneficial for either the microorganism or the plant and may be classified as neutralism, commensalism, synergism, mutualism, amensalism, competition or parasitism

Pathogenic plant-microbe interactions. What we know and how we benefit

Plants, like humans and other animals, also get sick, exhibit disease symptoms, and die. Plant diseases are caused by environmental stress, genetic or physiological disorders and infectious agents including viroids, viruses, bacteria and fungi. Plant pathology originated from the convergence of microbiology, botany and agronomy; its ultimate goal is the control of plant disease. Microbiologists have been attracted to this field of research because of the need for identification of the agents causing infectious diseases in economically important crops. In 1878—only two years after Pasteur and Koch had shown for the first time that anthrax in animals was caused by a bacteria—Burril, in the USA, discovered that the fire blight disease of apple and pear was also caused by a bacterium (nowadays known as Erwinia amylovora). In 1898, Beijerinck concluded that tobacco mosaic was caused by a “contagium vivum fluidum” which he called a virus. In 1971, Diener proved that a potato disease named potato spindle tuber was caused by infectious RNA which he called viroid

Consultoria del procés de logística interna del laboratori d'anàlisis clíniques a l'Hospital General de Vic

Com a resultat de les politiques i estratègies de col·laboració entre la universitat de Vic i de l’hospital i de la voluntat de realitzar activitats formatives conjuntes , s’estableix un línia de treball orientada a l’estudi i anàlisi de la situació logística interna actual del laboratori d’anàlisis clíniques de l’Hospital General de Vic. El treball es centra en el procés intern del laboratori i l’abast de l’estudi es troba limitat a les àrees especifiques d’hematologia i coagulació i bioquímica. D’aquestes dues àrees el treball realitza un estudi exhaustiu del seu procés intern, identifica les seves activitats i la seva metodologia de treball amb l’objectiu d’elaborar el Value Stream Map de cadascuna de les àrees. Les àrees de Microbiologia, Banc de Sang i Urgències resten fora d’aquest estudi exhaustiu tot i que són presents en el treball per la inevitable interacció que tenen en la globalitat del procés. El treball es centra bàsicament en els processos automatitzats tot i que els processos que es duen a terme en el laboratori són tant automatitzats com manuals. També es limita al sistema productiu intern del laboratori tot i la interacció que té aquest sistema intern amb altres centres productius del sistema com ara són els centres d’atenció primària, els diversos hospitals i centres d’atenció sociosanitària. El laboratori es troba immers en el moment de l’elaboració d’aquest treball en un situació de canvi i millora del seus processos interns que consisteixen principalment en la substitució de part la maquinària actual que obliguen a la definició d’un nou layout i d’una nova distribució de la producció a cada màquina. A nivell extern també s’estan produint millores en el sistema informàtic de gestió que afecten a part del seu procés. L’objectiu del treball és donar visibilitat total al procés de logística interna actual del laboratori, identificant clarament com són i quina seqüència tenen els processos logístics interns i els mètodes de treball actuals, tant de recursos màquina com recursos persona, per poder identificar sota una perspectiva de generació de valor, aquells punts concrets de la logística interna que poden ser millorats en quant a eficiència i productivitat amb l’objectiu que un cop identificats es puguin emprendre accions i/o projectes de millora. El treball finalitza amb un anàlisis final del procés logística interna des d’una òptica Lean. Per fer-ho, identifica aquelles activitats que no aporten valor al procés o MUDA i les classifica en set categories i es realitzen diverses propostes de millora com són la implantació d’un flux continu , anivellat i basat en un concepte pull , identifica activitats que poden ser estandarditzades i/o simplificades i proposa modificacions en les infraestructures físiques per donar major visibilitat al procés. L’aspecte humà del procés es planteja des d’un punt de vist de metodologia, formació, comunicació i aplicació de les 5S.

Use of antimicrobial biodegradable packaging to control Listeria monocytogenes during storage of cooked ham

The antimicrobial effect against L. monocytogenes of biodegradable films (alginate, zein and polyvinyl alcohol) containing enterocins was investigated. Survival of the pathogen was studied by means of challenge tests performed at 6 °C during 8 and 29 days, for air-packed and vacuum-packed sliced cooked ham, respectively. Air packaging was tested with two concentrations of enterocins (200 and 2000 AU/cm2). Control air-packed cooked ham showed an increase of L. monocytogenes from 104 to 107 CFU/g after 8 days. By contrast, packaging with antimicrobial films effectively slowed down the pathogen's growth, leading to final counts lower than in control lots. Air-packaging with alginate films containing 2000 AU/cm2 of enterocins effectively controlled L. monocytogenes for 8 days. An increase of only 1 log unit was observed in zein and polyvinyl alcohol lots at the same enterocin concentration. Vacuum packaging with films containing enterocins (2000 AU/cm2) also delayed the growth of the pathogen. No increase from inoculated levels was observed during 15 days in antimicrobial alginate films. After 29 days of storage, the lowest counts were obtained in samples packed with zein and alginate films containing enterocins, as well as with zein control films. The most effective treatment for controlling L. monocytogenes during 6 °C storage was vacuum-packaging of sliced cooked ham with alginate films containing 2000 AU/cm2 of enterocins. From the results obtained it can concluded that antimicrobial packaging can improve the safety of sliced cooked ham by delaying and reducing the growth of L. monocytogenes.

High-pressure processing and antimicrobial biodegradable packaging to control Listeria monocytogenes during storage of cooked ham

The efficiency of combining high-pressure processing (HPP) and active packaging technologies to control Listeria monocytogenes growth during the shelf life of artificially inoculated cooked ham was assessed. Three lots of cooked ham were prepared: control, packaging with alginate films, and packaging with antimicrobial alginate films containing enterocins. After packaging, half of the samples were pressurized. Sliced cooked ham stored at 6 °C experienced a quick growth of L. monocytogenes. Both antimicrobial packaging and pressurization delayed the growth of the pathogen. However, at 6 °C the combination of antimicrobial packaging and HPP was necessary to achieve a reduction of inoculated levels without recovery during 60 days of storage. Further storage at 6 °C of pressurized antimicrobial packed cooked ham resulted in L. monocytogenes levels below the detection limit (day 90). On the other hand, storage at 1 °C controlled the growth of the pathogen until day 39 in non-pressurized ham, while antimicrobial packaging and storage at 1 °C exerted a bacteriostatic effect for 60 days. All HPP lots stored at 1 °C led to counts <100 CFU/g at day 60. Similar results were observed when combining both technologies. After a cold chain break no growth of L. monocytogenes was observed in pressurized ham packed with antimicrobial films, showing the efficiency of combining both technologies.

Combined effect of natural antimicrobials and high pressure processing to prevent Listeria monocytogenes growth after a cold chain break during storage of cooked ham

The effect of high pressure processing (400 MPa for 10 min) and natural antimicrobials 2 (enterocins and lactate-diacetate) on the behaviour of L. monocytogenes in sliced cooked ham 3 during refrigerated storage (1ºC and 6ºC) was assessed. The efficiency of the treatments after a 4 cold chain break was evaluated. Lactate-diacetate exerted a bacteriostatic effect against L. 5 monocytogenes during the whole storage period (3 months) at 1ºC and 6ºC, even after 6 temperature abuse. The combination of low storage temperature (1ºC), high pressure 7 processing (HPP) and addition of lactate-diacetate reduced the levels of L. monocytogenes 8 during storage by 2.7 log CFU/g. The most effective treatment was the combination of HPP, 9 enterocins and refrigeration at 1ºC, which reduced the population of the pathogen to final counts 10 of 4 MPN/g after 3 months of storage, even after the cold chain break.