Parasitic infections in germfree animals

The association of vertebrate hosts with the indigenous microbiota and its effect on the response to infections has long been a subject of scientific curiosity. From the first theory supported by Louis Pasteur that life would be impossible in the absence of associated microorganisms to the development of germfree mammals for research, a lot was learned about how the normal microbiota influences the environment in which pathogens may find themselves. In the present review, we attempt to summarize the more recent results from our group and others on the influence of the normal microbiota on the outcome of parasitic infections. Our results and those of others point to a complex relationship between the mammalian system and its indigenous microbiota, leading to greater resistance to some infections and enhanced susceptibility to others

Monoassociation with Lactobacillus acidophilus UFV-H2b20 stimulates the immune defense mechanisms of germfree mice

Probiotics are formulations containing live microorganisms or microbial stimulants that have some beneficial influence on the maintenance of a balanced intestinal microbiota and on the resistance to infections. The search for probiotics to be used in prevention or treatment of enteric infections, as an alternative to antibiotic therapy, has gained significant impulse in the last few years. Several studies have demonstrated the beneficial effects of lactic acid bacteria in controlling infection by intestinal pathogens and in boosting the host's nonspecific immune response. Here, we studied the use of Lactobacillus acidophilus UFV-H2b20, a lactic acid bacterium isolated from a human newborn from Viçosa, Minas Gerais, Brazil, as a probiotic. A suspension containing 108 cells of Lactobacillus acidophilus UFV-H2b20 was inoculated into groups of at least five conventional and germfree Swiss mice to determine its capacity to stimulate the host mononuclear phagocytic activity. We demonstrate that this strain can survive the stressing conditions of the intestinal tract in vivo. Moreover, the monoassociation of germfree mice with this strain for seven days improved the host's macrophage phagocytic capacity, as demonstrated by the clearance of a Gram-negative bacterium inoculated intravenously. Monoassociated mice showed an undetectable number of circulating E. coli, while 0.1% of the original inoculum was still present in germfree animals. Mice treated with viable or heat-killed Lactobacillus acidophilus UFV-H2b20 presented similarly improved clearance capacity when compared with germfree controls. In addition, monoassociated mice had twice the amount of Kupffer cells, which are responsible for the clearance of circulating bacteria, compared to germfree controls. These results suggest that the L. acidophilus strain used here stimulates a nonspecific immune response and is a strong candidate to be used as a probiotic.

The conservative physiology of the immune system

Current immunological opinion disdains the necessity to define global interconnections between lymphocytes and regards natural autoantibodies and autoreactive T cells as intrinsically pathogenic. Immunological theories address the recognition of foreignness by independent clones of lymphocytes, not the relations among lymphocytes or between lymphocytes and the organism. However, although extremely variable in cellular/molecular composition, the immune system preserves as invariant a set of essential relations among its components and constantly enacts contacts with the organism of which it is a component. These invariant relations are reflected, for example, in the life-long stability of profiles of reactivity of immunoglobulins formed by normal organisms (natural antibodies). Oral contacts with dietary proteins and the intestinal microbiota also result in steady states that lack the progressive quality of secondary-type reactivity. Autoreactivity (natural autoantibody and autoreactive T cell formation) is also stable and lacks the progressive quality of clonal expansion. Specific immune responses, currently regarded as the fundament of the operation of the immune system, may actually result from transient interruptions in this stable connectivity among lymphocytes. More permanent deficits in interconnectivity result in oligoclonal expansions of T lymphocytes, as seen in Omenn's syndrome and in the experimental transplantation of a suboptimal diversity of syngeneic T cells to immunodeficient hosts, which also have pathogenic consequences. Contrary to theories that forbid autoreactivity as potentially pathogenic, the physiology of the immune system is conservative and autoreactive. Pathology derives from failures of these conservative mechanisms.

Ethanol-induced colitis prevents oral tolerance induction in mice

The gut mucosa is a major site of contact with antigens from food and microbiota. Usually, these daily contacts with natural antigens do not result in inflammatory reactions; instead they result in a state of systemic hyporesponsiveness named oral tolerance. Inflammatory bowel diseases (IBD) are associated with the breakdown of the immunoregulatory mechanisms that maintain oral tolerance. Several animal models of IBD/colitis are available. In mice, these include targeted disruptions of the genes encoding cytokines, T cell subsets or signaling proteins. Colitis can also be induced by intrarectal administration of chemical substances such as 2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid in 50% ethanol. We report here a novel model of colitis induced by intrarectal administration of 50% ethanol alone. Ethanol-treated mice develop an inflammatory reaction in the colon characterized by an intense inflammatory infiltrate in the mucosa and submucosa of the large intestine. They also present up-regulation of both interferon gamma (IFN-gamma) and interleukin-4 (IL-4) production by cecal lymph node and splenic cells. These results suggest a mixed type of inflammation as the substrate of the colitis. Interestingly, cells from mesenteric lymph nodes of ethanol-treated mice present an increase in IFN-gamma production and a decrease in IL-4 production indicating that the cytokine balance is altered throughout the gut mucosa. Moreover, induction of oral tolerance to ovalbumin is abolished in these animals, strongly suggesting that ethanol-induced colitis interferes with immunoregulatory mechanisms in the intestinal mucosa. This novel model of colitis resembles human IBD. It is easy to reproduce and may help us to understand the mechanisms involved in IBD pathogenesis.

Immunoglobulin production is impaired in protein-deprived mice and can be restored by dietary protein supplementation

Most contacts with food protein and microbiota antigens occur at the level of the gut mucosa. In animal models where this natural stimulation is absent, such as germ-free and antigen-free mice, the gut-associated lymphoid tissue (GALT) and systemic immunological activities are underdeveloped. We have shown that food proteins play a critical role in the full development of the immune system. C57BL/6 mice weaned to a diet in which intact proteins are replaced by equivalent amounts of amino acids (Aa diet) have a poorly developed GALT as well as low levels of serum immunoglobulins (total Ig, IgG, and IgA, but not IgM). In the present study, we evaluated whether the introduction of a protein-containing diet in 10 adult Aa-fed C57BL/6 mice could restore their immunoglobulin levels and whether this recovery was dependent on the amount of dietary protein. After the introduction of a casein-containing diet, Aa-fed mice presented a fast recovery (after 7 days) of secretory IgA (from 0.33 to 0.75 mg/mL, while in casein-fed mice this value was 0.81 mg/mL) and serum immunoglobulin levels (from 5.39 to 10.25 mg/mL of total Ig). Five percent dietary casein was enough to promote the restoration of secretory IgA and serum immunoglobulin levels to a normal range after 30 days feeding casein diet (as in casein-fed mice - 15% by weight of diet). These data suggest that the defect detected in the immunoglobulin levels was a reversible result of the absence of food proteins as an antigenic stimulus. They also indicate that the deleterious consequences of malnutrition at an early age for some immune functions may be restored by therapeutic intervention later in life.

Hospital strain colonization by Staphylococcus epidermidis

The skin and mucous membranes of healthy subjects are colonized by strains of Staphylococcus epidermidis showing a high diversity of genomic DNA polymorphisms. Prolonged hospitalization and the use of invasive procedures promote changes in the microbiota with subsequent colonization by hospital strains. We report here a patient with prolonged hospitalization due to chronic pancreatitis who was treated with multiple antibiotics, invasive procedures and abdominal surgery. We studied the dynamics of skin colonization by S. epidermidis leading to the development of catheter-related infections and compared the genotypic profile of clinical and microbiota strains by pulsed field gel electrophoresis. During hospitalization, the normal S. epidermidis skin microbiota exhibiting a polymorphic genomic DNA profile was replaced with a hospital-acquired biofilm-producer S. epidermidis strain that subsequently caused repetitive catheter-related infections.

Aterações químicas e microbiológicas em PACU (piaractus mesopotamicus) armazenado sob refrigeração a 5°c

A pesquisa foi conduzida com o objetivo de analisar a vida útil e o processo de deterioração do pacu (Piaractus mesopotanicus) armazenado sob refrigeração em temperatura inadequada (5°C). Amostras do pescado, imediatamente após a captura, foram armazenadas a 5°C e analisadas nos intervalos de 0-7-14 e 21 dias, com relação a características sensoriais e de natureza química (bases nitrogenadas voláteis - BNV, nitrogênio não protéico - NNP, aminoácidos livres totais, histidina livre e histamina) e microbiológicos (contagem padrão, produtores de histamina em ágar Niven, contagem de microrganismos gelatinase e H2S positivos, nas temperaturas de 35°C, 20° e 5°C). Os resultados obtidos confirmaram que, a exemplo de outros peixes fluviais de regiões tropicais, o pacu revelou-se bastante resistente ao armazenamento, somente evidenciando uma alteração marcante após 14 dias de estocagem. Assim mesmo, a rejeição do pescado foi baseada principalmente em características sensoriais (odor, aspecto, textura) uma vez que com relação aos índices químicos (BNV) e mesmo microbiológicos, não se caracterizava uma situação definitiva de deterioração e rejeição. Observou-se, também, que o processo de deterioração pareceu concentrar-se principalmente no muco superficial, sendo que as características químicas do tecido muscular não evidenciaram alterações marcantes, mesmo após 21 dias de armazenamento. A presença de histamina não foi positivada nas amostras e os níveis de histidina livre, embora relativamente elevadas, não sugerem maiores riscos desta espécie de peixe como eventual veículo de intoxicação por histamina. No entanto, bactérias his+ foram isoladas das amostras iniciais, entre elas cepas de Plesiomonas shigelloides e Vibrio fluvialis. A microbiota contaminante natural foi reduzida, predominando microrganismos mesófilos/psicrotrófilos, com baixas contagens iniciais a 5°C. Ao longo do armazenamento a 5°C esta microbiota mostrou uma lenta multiplicação, somente sendo alcançadas populações compatíveis com o processo de deterioração (> log7,0 UFC/cm²) após 14 dias de estocagem.

CONDIÇÕES HIGIÊNICO-SANITÁRIAS DO QUEIJO DE LEITE DE CABRA "TIPO COALHO", ARTESANAL ELABORADO NO CURIMATAÚ PARAIBANO

Foram analisadas 20 amostras de queijo de leite de cabra" tipo coalho", elaborados de forma artesanal e armazenados durante 28 dias sob refrigeração a 10 ± 2 ºC, em intervalos de 0, 7, 14, 21 e 28 dias, tendo sido avaliados os seguintes parâmetros: contagem de bactérias aeróbias mesófilas (UFC/g) número mais provável de coliformes totais e fecais (NMP/g), contagem de bolores e leveduras (UFC/g) e contagem de Staphylococcus aureus (UFC/g). As contagens de bactérias aeróbias mesófilas variaram de 2,35 x 103 a 1,5 x 109 UFC/g; enquanto que o número de coliformes totais oscilaram entre 2,4 x 103 a 2,4 x 106 e 2,4 x 109 NMP/g. Por outro lado, a contagem de coliformes fecais a apresentou variações de 2,4 x 103 a 2,4 x 106 NMP/g e bolores e leveduras < 30 a 5,5 x 108 UFC/g. Durante o armazenamento não foi evidenciada a presença de Staphylococcus aureus, constatando-se a necessidade de reavaliar as técnicas utilizadas na manipulação e processamento artesanal do queijo elaborado.

CONTROLE DE Staphylococcus aureus EM CHARQUES (JERKED BEEF) POR CULTURAS INICIADORAS

Jerked beef - JB - é um produto cárneo curado, salgado e seco ao sol, derivado de um típico produto cárneo brasileiro - o charque. Ambos carecem de estudos que orientem seu aprimoramento. Staphylococcus spp. têm sido reportado como o gênero predominante na microbiota do produto, o que evidencia o risco de desenvolvimento de linhagens enterotoxigênicas de S. aureus. Foram empregadas duas linhagens inócuas de estafilococos na elaboração de JB, a fim de avaliar sua influência sobre o desenvolvimento de S. aureus por mecanismo competitivo ou pela produção de bacteriocinas. Os resultados demonstraram que ambas inibiram o desenvolvimento do patógeno tanto in vitro como durante o processamento do produto. Não se observou produção de compostos inibitórios pelas linhagens iniciadoras, ficando a explicação para a inibição observada restrita ao mecanismo competitivo. Este trabalho permitiu demonstrar a possibilidade de aumentar a segurança e padronização de JB pelo emprego de culturas bacterianas selecionadas.

Estudo da atividade antimicrobiana dos ácidos anacárdicos do óleo da casca da castanha de caju (CNSL) dos clones de cajueiro-anão-precoce CCP-76 e CCP-09 em cinco estágios de maturação sobre microrganismos da cavidade bucal

A atividade antimicrobiana dos ácidos anacárdicos do óleo da casca da castanha de caju (CNSL) Anacardium occidentale (Anacardiaceae) foi estudada sobre os microrganismos da cavidade bucal Streptococcus mutans ATCC 25175, Staphylococcus aureus ATCC 12598, Candida albicans ATCC 10231 e Candida utilis. Os ácidos anacárdicos obtidos dos extratos etílicos do CNSL apresentaram atividade antibacteriana contra os microganismos citados, porém a maior atividade inibitória ocorreu sobre a bactéria Gram positiva Streptococcus mutans, considerada predominante na cárie dentária. As cáries dentárias são uma das mais freqüentes doenças infecciosas nos países em desenvolvimento. Os elementos que influenciam na cárie dentária incluem o estado nutricional, a ingestão de açúcar e a presença da microbiota cariogênica.

CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA, HISTOLÓGICA E VIABILIDADE DE BACTÉRIAS LÁCTICAS EM IOGURTES COM FRUTAS

Foram analisadas 136 amostras de iogurtes com frutas de 8 marcas diferentes, adquiridas em supermercados da cidade de São Paulo, no período de 1997 a 1998, com a finalidade de caracterizá-los quanto aos parâmetros físico-químicos, identificação histológica das frutas adicionadas e viabilidade de bactérias lácticas viáveis. Nas avaliações foram utilizadas metodologias oficiais e recomendações. Quanto aos parâmetros físico-químicos, os resultados obtidos das variações médias e desvio padrão foram os seguintes: pH (4,01±0,11); substâncias voláteis (77,91%±1,85); resíduo mineral fixo (0,68%±0,10); lipídios (1,95%±0,65); proteínas (2,95%±0,46); carboidratos totais (15,89%±1,44) e valor calórico (93±9). Das 136 amostras analisadas, detectou-se fraude em 5,8% por não apresentarem as frutas indicadas na rotulagem, em 40,4% por apresentarem elementos histológicos de vegetais não discriminados pelos fabricantes e 44,1% por conterem fungos filamentosos, indicativo de utilização inadequada de matéria-prima. Quanto à viabilidade das bactérias lácticas, verificou-se a positividade da fermentação em até a diluição 10-7 em todas as amostras, mesmo naquelas que apresentavam apenas cocos Gram-positivos. Na contagem individual de estreptococos e de lactobacilos constituintes da microbiota láctica, 31,73% das amostras apresentaram quantidade igual ou superior a 10(7)UFC/mL, limite mínimo indicado pela Recomendação Mercosul nº 31/97.

Aumento da vida útil e microbiologia da carne suína embalada em atmosfera modificada

Com o objetivo de avaliar o efeito da embalagem de carne suína em atmosfera modificada, obteve-se assepticamente amostras de lombo (Longissimus dorsi) de suíno de aproximadamente 3x3cm que depois de lavadas em solução salina (0,35%) estéril, foram introduzidas em bolsas de plástico (Cryovac BB4L) de baixa permeabilidade. Dividiram-se em 4 lotes e se embalaram com aproximadamente 1,0l de ar (100%), nitrogênio (100%), 20/80 e 40/60 CO2/O2 e se termo-selaram. Finalmente, cada lote se subdividiu em 2, armazenando-se a 1 e 7ºC. Durante o armazenamento tomaram-se amostras determinando-se a composição da atmosfera, o pH e a composição da microbiota (microbiota total, bactérias lácticas, Enterobacteriaceae, Brochothrix thermosphacta e contagens em ágar pseudomonas). Os parâmetros de crescimento (fase de latência e tempo de duplicação) dos microrganismos foram determinados mediante a equação de Gompertz. Os resultados demonstraram que a vida útil da carne suína é prolongada quando se armazena em atmosferas modificadas. As atmosferas enriquecidas com CO2 e a 1ºC mostraram uma maior eficácia. As atmosferas com CO2, mantiveram o pH das amostras constante durante todo o período de armazenamento. A 1 e 7ºC, as fases de latência e os tempos de duplicação da microbiota total foram progressivamente maiores na seguinte ordem: atmosfera de ar (100%), N2 (100%), 20/80 e 40/60 CO2/O2. Pode-se concluir que, tanto a 1 como a 7ºC, a utilização das atmosferas modificadas retardou o crescimento das bactérias alterantes da carne suína, favorecendo o prolongamento da vida útil, principalmente nas atmosferas com CO2.

Indícios de Rotavirus na etiologia de um surto de infecção de origem alimentar

Doenças transmitidas por alimentos têm merecido especial atenção por parte de pesquisadores em todo mundo. Os surtos alimentares de etiologia viral têm sido tratados inadequadamente como sendo de menor importância quando comparados com aqueles de etiologia bacteriana. O rotavírus é um importante agente causador de doenças diarréicas graves, sendo responsável por significativo número de óbito em vários países. Este trabalho é um relato de surto de gastroenterite ocasionado por rotavírus, ocorrido em estabelecimento comercial com 720 funcionários, dos quais 51 relataram sintomas de mal-estar, vômito, diarréia, náusea e calafrios. Foi realizada análise microbiológica da água, coletada em diversos pontos, bem como de todos os alimentos e bebidas oferecidos para consumo dos funcionários. Nenhum destes apresentou contaminação por microbiota bacteriana patogênica, nem alterações em suas características sensoriais e organolépticas. De acordo com a estimativa do risco atribuível a cada um dos alimentos, o pão com manteiga oferecido foi apontado como alimento suspeito, somado ao fato de que o único manipulador incumbido do preparo deste produto apresentava-se com infecção por rotavírus.

Qualidade microbiológica de leite cru refrigerado e isolamento de bactérias psicrotróficas proteolíticas

A estocagem do leite cru refrigerado na fonte de produção reduz perdas econômicas por atividade acidificante de bactérias mesofílicas, mas permite a seleção de bactérias psicrotróficas relacionadas a problemas tecnológicos e econômicos na indústria de laticínios. Com o objetivo de avaliar a qualidade microbiológica de leite cru, foram analisadas amostras provenientes de tanques de refrigeração individual, coletivos e do silo de uma indústria processadora de leite. Além disso, bactérias psicrotróficas proteolíticas foram isoladas do leite cru refrigerado e caracterizadas quanto à reação ao Gram e fermentação de glicose. O leite cru refrigerado mantido no silo industrial não atendeu ao padrão microbiológico legal e apresentou contagens microbianas significativamente superiores às do leite mantido em tanques individuais ou coletivos. Diferença significativa na contaminação por mesófilos e psicrotrófilos proteolíticos e não proteolíticos e por Pseudomonas foi observada entre as amostras coletadas nos tanques de refrigeração e no silo industrial. A microbiota Gram-negativa foi isolada com maior freqüência, especialmente bactérias Gram-negativas não fermentadoras de glicose.

Utilização do dióxido de cloro e do ácido peracético como substitutos do hipoclorito de sódio na sanitização do cheiro-verde minimamente processado

Hortaliças minimamente processadas são produtos prontos para o consumo e devem estar livres de patógenos. A lavagem desses vegetais deve ser feita com água de boa qualidade e complementada com adição de solução sanitizante, visando reduzir a carga microbiológica acompanhante e minimizando a sua deterioração, ou seja, aumentando a conservação do produto e tornando-o microbiologicamente mais seguro. O hipoclorito de sódio é o único sanitizante permitido pela legislação brasileira para esse fim. Embora eficiente, seu uso tem sido questionado por ser precursor na formação de cloraminas orgânicas, compostos de alto potencial carcinogênico. Diversos sanitizantes têm sido propostos como substitutos do hipoclorito de sódio na desinfecção de hortaliças, destacando entre eles o dióxido de cloro e o ácido peracético. Assim, o presente trabalho teve por objetivo verificar, através de análises microbiológicas, a eficiência do dióxido de cloro (10, 25 e 50 ppm/2, 5 e 10 minutos) e do ácido peracético (60, 80 e 100 ppm/5, 10 e 15 minutos) em comparação ao hipoclorito de sódio (120 ppm/15 minutos) no controle da microbiota acompanhante do cheiro-verde minimamente processado. As matérias-primas, salsa e cebolinha, in natura, foram submetidas à ação das soluções sanitizantes conforme tempos e concentrações pré-estabelecidos, e em seguida processadas obtendo-se as amostras de cheiro-verde. No caso da amostra-controle (testemunha), as operações de lavagem foram feitas apenas com água da rede. Os tratamentos foram repetidos em 3 épocas com intervalos de 4 meses. De cada tratamento foram coletadas 3 amostras (embalagens de 150 g) para posterior análise microbiológica de Salmonella sp., coliformes totais, Escherichia coli e contagem total de fungos. Os resultados das análises microbiológicas junto com a avaliação estatística mostraram que maiores concentrações e maiores tempos de ação dos sanitizantes propiciaram melhores resultados no controle microbiano. Entretanto, de acordo com os padrões existentes na legislação em vigor para Salmonella (ausência em 25 g de amostra) e para E. coli (< 2 logUFC.g -1), todas as amostras analisadas neste trabalho estariam adequadas para consumo, exceto a lavada só com água. Os resultados também mostraram que o ácido peracético foi mais eficiente, e que, por outro lado, o dióxido de cloro não apresentou nenhuma vantagem sobre o hipoclorito de sódio. Mesmo assim, ambos os sanitizantes (dióxido de cloro 50 ppm/10 minutos e ácido peracético 80 ppm/5 minutos) estariam aptos a substituir o hipoclorito de sódio (120 ppm/15 minutos).