Estudo sobre a biodegradação do herbicida trufluralina por bactérias isoladas de solo agrícola e proposta metodológica para o ensino de biodegradação

Trifluralina (a, a, a,trifluoro-2,6-dinitro-N, N-dipropil-p-toluidina) (TFL) é um herbicida pré-emergente, incorporado ao solo que tem sido usado na agricultura desde a década de sessenta; ele é moderadamente persistente em vários tipos de solos do Brasil. O objetivo deste estudo foi isolar - de um solo agrícola contaminado por quatro décadas - e caracterizar bactérias resistentes a TFL, determinar suas habilidades em degradar a TFL, investigar a presença de gens degardadores que possam estar envolvidos na degradação da TFL e propor um método de ensino teórico prático sobre a biodegradação, para cursos de graduação. Oito bactérias foram isoladas, pela técnica de subculturas repetidas em meio contendo TFL como única fonte de carbono, e identificadas, pelo método bioquímico e seqüenciamento do rDNA 16S como Klebsiella oxytoca, Herbaspirillum seropedicae, 3 strains of Bacillus simplex, 2 de Pseudomonas montelli e uma outra Pseudomonas sp. Uma terceira bactéria (iaolado #9), não identificada, que crescia ao redor de cristais de TFL em meio sólido, foi isolada; esta é uma técnica nova que poderá ser útil no isolamento de bactérias que são resistentes a outros compostos pouco solúveis em água. Todas as bactérias isoladas foram submetidas ao teste de biodegradação, em um meio contendo sais minerais, 0,1% succinato, 0,1 % de extrato de leveduras e 50 mg. L-1 de TFL Cinco bactérias reduziram a concentração de TFL no meio, após trinta dias de incubação: Klebsiella oxytoca (24,6 %), Herbaspirillum seropedicae (16,4 %), Bacillus simplex 2 (25.0 %), Bacillus simplex 3 (16.0 %) e isolado 9 (21.0 %). Uma bactéria conhecida como degradadora da TFL, Brevundimonas diminuta (NCIMB 10329) degradou a TFL, neste meio, de maneira semelhantes ao das bactérias isoladas. Os DNAs extraídos das quatro bactérias identificadas degradadoras da TFL, foram sondados para os gens catbólicos ndoB, todC, xylX, catA e xylE, os quais codificam as enzimas naftaleno 1,2-dioxigenase, toluene dioxigenase, toluate 1,2-dioxigenase, catecol 1,2-dioxigenase e catecol 2,3-dioxigenase, respectivamente. Técnicas de PCR e hibridização demonstraram que os DNAs de todas estas quatro bactérias foram fortemente hibridizadas para o gen ndoB, contudo, usando a técnica de ¨zonas claras¨, observou-se que nenhuma delas degradou naftaleno. Estes resultados indicam a presença de gens dioxigenases, nestas bactérias degradadoras da TFL, que poderiam estar transformando a TFL como substrato principal, ou como cometabolismo. O conhecimento sobre processos de biodegradação é necessário para os graduados dos cursos de agronomia, química, biologia, tecnologia de alimentos, etc. Neste trabalho, também, propomos o estudo teórico e prático da compostagem o qual estimula o interesse dos estudantes em aprender sobre o metabolismo envolvido neste, e em outros, processos biotecnológicos.

Determinação de prevalência de bactérias na efusão da orelha média de crianças submetidas à mmiringotomia

Introdução: A etiologia da otite média com efusão ainda não está completamente estabelecida, mas agentes infecciosos podem contribuir para sua patogênese. Demonstrou-se que a reação em cadeia da polimerase (PCR) é superior ao exame cultural para detectar espécies bacterianas. O conhecimento sobre a epidemiologia bacteriana da otite média com efusão em áreas geográficas distintas é essencial para a implementação de tratamentos racionais, quando necessários. Objetivos: Determinar a prevalência do Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis e Alloiococcus otitidis nas efusões de orelha média de crianças com otite média recorrente e otite média com efusão crônica que foram submetidas à miringotomia, comparar os resultados obtidos por cultura e PCR, comparar os achados bacteriológicos em crianças menores e maiores de dois anos e determinar o perfil de resistência à penicilina dos germes isolados. Métodos: Analisaram-se 128 amostras de efusões de orelha média de 75 crianças entre 11 meses e 9 anos e 4 meses de idade (média = 34,7 meses). Pacientes com otite média recorrente tinham efusão documentada por ≥ 6 semanas e aqueles com otite média com efusão crônica, por ≥3 meses. Os pacientes não tinham sinais de otite média aguda ou infecção do trato respiratório e não estavam sob antibioticoterapia no momento do procedimento. A aspiração do material foi realizada por timpanocentese, utilizando-se um coletor de Alden-Senturia. Os estudos bacteriológicos foram iniciados em menos de 15 minutos após a obtenção da efusão e uma parte da amostra foi armazenada a -20oC para análise posterior pela PCR. Utilizou-se um método de PCR simultânea para a detecção de quatro patógenos. A análise estatística foi efetivada com o teste χ2 de McNemar, teste χ2 com correção de Yates e teste exato de Fisher, quando apropriados. Resultados: Cultivaram-se bactérias em 32 (25,1%) das 128 amostras e os patógenos principais foram encontrados em 25 (19,6%). O A. otitidis não foi isolado em cultura. A PCR identificou bactérias em 110 (85,9%) das amostras, e os resultados positivos foram: 67 (52,3%) para A. otitidis, 50 (39,1%) para H. influenzae, 16 (12,5%) para S. pneumoniae e 13 (10,2%) para M. catarrhalis. Todas as amostras positivas por cultura foram positivas pela PCR, mas 85 (77,2%) das efusões com resultado positivo pela PCR foram negativas por cultura, para os germes estudados. A PCR foi significativamente mais sensível que a cultura (P<0,001). O S. pneumoniae foi encontrado mais freqüentemente em otite média recorrente do que em otite média com efusão crônica (P=0,038) e o H. influenzae foi encontrado mais vezes em crianças menores de dois anos (P=0,049). Quanto ao perfil de resistência, 100% das M. catarrhalis, 62,5% dos S. pneumoniae e 23% dos H. influenzae eram resistentes à penicilina. Conclusões: A prevalência das bactérias na otite média com efusão em um grupo de crianças brasileiras é semelhante àquelas relatadas em outros países, sendo o H. influenzae o mais encontrado dentre os patógenos principais da orelha média. Essa prevalência sugere que bactérias podem desempenhar um papel na patogênese da otite média com efusão. Os resultados mostram que a PCR é mais sensível na detecção de bactérias na efusão da orelha média, comparada com cultura, e é essencial para a identificação do A. otitidis. O elevado percentual de detecção do A. otitidis sugere mais investigações sobre sua atuação no início e no prolongamento de doenças da orelha média. O S. pneumoniae foi mais freqüente em otite média recorrente do que em otite média com efusão crônica e o H. influenzae foi mais encontrado em crianças menores de dois anos. A resistência à penicilina por parte do pneumococo e da moraxela é semelhante à relatada em outros países, ao passo que a produção de β-lactamase pelo hemófilo é mais baixa que aquela referida em bactérias isoladas em amostras de efusões de otite média com efusão.

Biologia do gene pheA de Mycobacterium tuberculosis : clonagem, seqüenciamento e superexpressão do seu produto - a proteína prefenato desidratase

A Tuberculose (TB) é a principal causa de óbitos entre as doenças infecciosas causadas por um único agente. De acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS) o agente etiológico da TB no homem, o complexo Mycobacterium (M. tuberculosis, M. africanum, M. bovis) é responsável por cerca de 8 milhões de novas infecções e 3 milhões de mortes a cada ano no mundo. No começo da década de 80, a reemergência da TB em países em desenvolvimento deve-se à crescente incidência do Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV), à falta de recursos para o tratamento desta doença e à proliferação de cepas resistentes a múltiplas drogas (MDR-TB). Esta situação criou a necessidade da busca por novos agentes antimicobacterianos capazes de reduzir o tempo de tratamento, melhorar a adesão dos pacientes ao mesmo e ser efetiva contra cepas MDR-TB. A via do chiquimato leva à biossíntese do corismato, o precursor de aminoácidos aromáticos, tirosina, triptofano e fenilalanina. A primeira reação na biossíntese de fenilalanina envolve a conversão de corismato a prefenato, catalisada pela corismato mutase. A segunda reação na biossíntese de fenilalanina é a descarboxilação e desidratação de prefenato a fenilpiruvato, catalisada pela prefenato desidratase. Embora ausente em mamíferos, esta via está presente em bactérias, algas, fungos, plantas e parasitos do Phyllum Apicomplexa. Esta rota é essencial em M. tuberculosis e, portanto, suas enzimas representam alvos potenciais para o desenvolvimento de novas drogas antimicobacterianas. O objetivo deste trabalho foi estudar o gene pheA da linhagem de M. tuberculosis H37Rv e seu produto, a enzima prefenato desidratase Para isso, DNA genômico de M. tuberculosis H37RV foi extraído e o gene pheA foi amplificado pela técnica de PCR, clonado no vetor de expressão pET-23a(+), seqüenciado e superexpresso em células de Escherichia coli BL21(DE3). Os resultados obtidos confirmaram a região predita para o gene pheA, que foi amplificado com sucesso, mostrando 963 pb, sendo que a presença de 10% dimetil sulfoxido (DMSO) mostrou ser essencial para permitir a desnaturação do DNA rico em bases G-C. Análise da seqüência nucleotídica pelo método de Sanger confirmou a identidade do gene clonado e demonstrou que nenhuma mutação foi introduzida pelos passos de PCR e clonagem. A enzima prefenato desidratase foi superexpressa em células de E. coli BL21(DE3) eletroporadas com pET-23a(+)::pheA. Análise por SDS-PAGE mostrou expressão significativa de uma proteína com aproximadamente 33kDa, estando de acordo com a massa molecular esperada para a prefenato desidratase. A proteína recombinante foi superexpressa sem a adição de IPTG, e a presença da proteína pôde ser detectada em todos os intervalos de tempo testados (6, 9 e 24 horas depois da OD600nm alcançar o valor de 0,5). Foi realizado ensaio enzimático com a prefenato desidratase de acordo com Gething et al. (1976) utilizando prefenato de bário como substrato e coeficiente de extinção molar de 17.500 a 320 nm para calcular a concentração de fenilpiruvato. Houve um aumento de 1766 vezes na atividade específica da prefenato desidratase no extrato bruto da proteína recombinante em relação ao controle, no qual o vetor pET23a(+) sem o gene pheA foi introduzido em células de E. coli BL21(DE3).