Ocorrência e caracterização de Estafilococos coagulase negativos isolados de recémnascidos com bacteremias em unidade de terapia intensiva neonatal no HUPE-UERJ

Staphylococcus coagulase-negativo (SCN) estão frequentemente envolvidos em infecções nosocomiais associadas com o uso de cateteres e outros procedimentos médicos invasivos. A habilidade de aderir às superfícies abióticas e de produzir biofilme tem sido reconhecida entre os principais fatores de virulência dos SCN, especialmente de S. epidermidis, a principal espécie responsável por infecções relacionadas à assistência a saúde - IRASs. Dentre as demais espécies de SCN capazes de produzir biofilme, S. haemolyticus tem sido relacionado com quadros de infecções em recém-nascidos (RNs). O presente estudo teve como objetivo principal investigar aspectos microbiológicos e epidemiológicos dos processos infecciosos invasivos relacionados com SCN em neonatos internados em unidade de terapia intensiva neonatal (UTIN) de um hospital universitário do município do Rio de Janeiro (2008-2010). A técnica de PCR multiplex-mPCR foi empregada na determinação das espécies de 40 amostras de SCN isoladas de hemoculturas de RNs fazendo uso de cateteres intravenosos e submetidos à terapia antimicrobiana empírica com vancomicina e/ou gentamicina. A fenotipagem foi realizada por três métodos distintos: Simplificado em microplaca, Vitek 2 e API-Staph. Os perfis de resistência aos antimicrobianos foram verificados através do teste de disco-difusão, determinação de CIM (Oxacilina) e presença do gene mecA. A capacidade de produção de biofilme foi investigada pelos testes do Ágar Vermelho do Congo e ensaios de aderência em superfícies abióticas (poliestireno e vidro) além da PCR para os genes icaAB, atlE e aap. O perfil genômico dos micro-organismos foi determinado pela técnica de PFGE. Os resultados demonstraram o isolamento de S. haemolyticus (77%), S. epidermidis (15%), S. captis (5%) e S. warneri (3%). A análise comparativa dos resultados obtidos pelo m-PCR com métodos fenotípicos demonstrou uma concordância de 97,5% com o esquema simplificado e de ~40% Vitek 2 e o API Staph. A maioria (82,5%) das amostras apresentou perfis variados de multiresistência aos 16 antimicrobianos testados e resistência a oxacilina, apesar de 25% destas não apresentarem o gene mecA. Apesar da maioria das amostras de SCN ter apresentado capacidade de produzir slime e/ou biofilme não foi observada total correlação com a presença dos genes mecA, icaAB, aap, atlE, enfatizando a natureza multifatorial da produção de biofilme de SCN. Diferente do observado para as demais espécies, algumas amostras de S. haemolyticus foram incapazes de aderir ao vidro e ao poliestireno e/ou apresentaram os genes aap (38,7%), atlE (42%) além de icaAB (71%). Na UTIN foi detectada a presença de seis diferentes tipos clonais da espécie prevalente, indicando a disseminação de S. haemolyticusnesta unidade hospitalar e a endemicidade em nossa comunidade.

Estudo sobre as mudanças fenotípicas conferidas por plasmídios R provenientes de Klebsiella pneumoniae e Escherichia coli em transconjugantes de E. coli K12-R23

Plasmídios são DNA extracromossômicos, com capacidade de se duplicarem de forma independente das células que os albergam, e são responsáveis pela expressão de uma variedade de características, como fatores de virulência. O material do presente estudo se constituiu da cepa receptora E. coli K12-R23, e de cepas de Klebsiella pneumoniae e de Escherichia coli, doadoras de plasmídios R e transconjugantes. O objetivo do presente estudo foi analisar os fenótipos conferidos em cepas transconjugantes de ambas bactérias pela transferência de plasmídios R de cepas doadoras para a receptora. Para a análise dos fenótipos, utilizaram-se, nas cepas do estudo, algumas variáveis: sensibilidade a antimicrobianos e a ERO, aderência a células HEp-2, e formação de slime e de biofilme. O marcador da presença de plasmídio, neste trabalho, foi a presença de resistênca à gentamicina nas cepas doadoras. Os resultados indicaram que houve transferência de plasmídio, pois as cepas transconjugantes de K. pneumoniae e de E. coli apesentaram este marcador (foram resistentes à gentamicina); além disso, as cepas transconjugantes mostraram perfis distintos da receptora em relação à sensibilidade aos antimicrobianos, às ERO, aos padrões de aderência às células HEp-2 e à formação de slime, apesar de a formação de biofilme nestas cepas não ter sofrido modificações. Observou-se, contudo, que várias características das cepas doadoras não foram encontradas nas cepas transconjugantes de E. coli e de K. pneumoniae.

Perfil genético de Enteroccocus faecalis isolados de infecção endodôntica primária no Brasil comparados a isolados orais e não-orais do Reino Unido e do Japão

Enterococcus faecalis (E. faecalis), conhecidamente patógeno oportunista, tem sido frequentemente associado a infecções sistêmicas graves. É também encontrado na cavidade oral, com destaque em infecção endodôntica refratária. O objetivo deste estudo foi avaliar características moleculares de E. faecalis isolados de infecção endodôntica primária no Brasil e comparar com isolados orais e não orais de pacientes do Reino Unido e do Japão, assim como E. faecalis resistentes à vancomicina. O presente estudo também investigou o relacionamento entre E. faecalis de diferentes origens (oral e não oral) e de diferentes áreas geográficas para obter uma melhor compreensão do envolvimento dos diferentes reservatórios no surgimento e propagação de clones virulentos, aqueles que possuem genes que conferem infectividade e virulência, assim como resistência aos antibióticos. Para tal, foram estudados E. faecalis isolados em infecções endodônticas no Brasil (n = 20) e orais no Reino Unido (n = 10), e em infecções não orais no Japão (n = 9). Além disso, 20 E. faecalis isolados ambientais do Hospital Universitário de Gales (Cardiff, Reino Unido), classificados como Enterococcus resistentes à vancomicina (VRE) também foram examinados. A Concentração Inibitória Mínima (CIM) dos isolados do Brasil foi obtida pelo método de diluição em agar de acordo com as recomendações do Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Reação em cadeia da polimerase (inglês - PCR) foi a técnica empregada para detectar os genes de virulência e aqueles associados à resistência aos antibióticos, enquanto Reação de Amplificação Aleatória de DNA Polimórfico (inglês - RAPD-PCR) foi escolhida para a tipagem molecular. Dentre os genes de virulência examinados, o gene que codifica a gelatinase gelE foi o mais prevalente entre os isolados (77-100%). Entre isolados orais, foram detectados os genes agg de substâncias de agregação, esp de proteína de evasão imune, cylB de citolisina, genes de resistência à tetraciclina tetM e tetL e à eritromicina ermB com diferentes prevalências. Os isolados clínicos hospitalares do Japão apresentaram perfil genético similar aos isolados orais, mas com maior prevalência de ermB e cylB. Todas as amostras de VRE foram positivas para os genes gelE, esp, agg, vanA, ermB e tetM, 95% foram positivos para cylB e 17% positivo para tetL. Todas as amostras foram negativas para ermA, asa373, vanB, vanC1 e vanC2/3. RAPD-PCR revelou agrupamento de VRE em comparação com outros isolados. Neste estudo, os isolados de E. faecalis de infecções orais apresentaram genes de resistência à tetraciclina, um antimicrobiano frequentemente usado no tratamento local de infecções dentárias, abrindo um debate muito importante sobre o papel e a eficácia desta droga para infecções orais. Claramente, são necessários mais estudos nesta área principalmente em relação à expressão de fatores de virulência entre isolados endodônticos para melhor nortear as estratégias de tratamento. As pressões externas no microambiente dos canais radiculares podem ser responsáveis pela seleção de espécies mais resistentes e virulentas. Por fim, embora isolados orais apresentem genes de virulência fundamentais para a patogenicidade, estes foram detectados em menor incidência em comparação com os isolados não-orais e VRE.

Adenylate Cyclase Toxin promotes bacterial internalisation into non phagocytic cells

Bordetella pertussis causes whooping cough, a respiratory infectious disease that is the fifth largest cause of vaccine-preventable death in infants. Though historically considered an extracellular pathogen, this bacterium has been detected both in vitro and in vivo inside phagocytic and non-phagocytic cells. However the precise mechanism used by B. pertussis for cell entry, or the putative bacterial factors involved, are not fully elucidated. Here we find that adenylate cyclase toxin (ACT), one of the important toxins of B. pertussis, is sufficient to promote bacterial internalisation into non-phagocytic cells. After characterization of the entry route we show that uptake of "toxin-coated bacteria" proceeds via a clathrin-independent, caveolae-dependent entry pathway, allowing the internalised bacteria to survive within the cells. Intracellular bacteria were found inside non-acidic endosomes with high sphingomyelin and cholesterol content, or "free" in the cytosol of the invaded cells, suggesting that the ACT-induced bacterial uptake may not proceed through formation of late endolysosomes. Activation of Tyr kinases and toxin-induced Ca2+-influx are essential for the entry process. We hypothesize that B. pertussis might use ACT to activate the endocytic machinery of non-phagocytic cells and gain entry into these cells, in this way evading the host immune system.

Aspectos clínico-epidemiológicos e microbiológicos de processos infecciosos causados por Corynebacterium spp em pacientes de centro de referência oncológico Rio de Janeiro, Brasil

Os resultados permitiram a redação de quatro artigos. Aspectos microbiológicos e clínicos de corinebacterioses em pacientes com câncer observados durante cinco anos foram descritos no Artigo 1. No Artigo 2 foram apresentados casos de bacteremia causados por corinebactérias invasivas não toxigênicas em dois períodos com intervalo de sete anos. As infecções em pacientes com câncer por C. diphtheriae, causando casos clínicos atípicos foram descritas no Artigo 3, além do estudo dos principais fatores de virulência de uma cepa de C. diphtheriae isolada de infecção associada ao cateter de nefrostomia foi descrita no Artigo 4. Resumidamente no Artigo 1, além dos aspectos clínico-epidemiológicos foram avaliados os perfis de resistência aos antimicrobianos e o potencial de virulência dos micro-organismos. Em cinco anos, 932 amostras de corinebactérias, com perfis de resistência aos antimicrobianos testados, foram isoladas de pacientes com câncer. As espécies predominantes foram Corynebacterium amycolatum (44,7%), Corynebacterium minutissimum (18,3%) e Corynebacterium pseudodiphtheriticum (8,5%). O uso de catéteres de longa permanência e a neutropenia, foram às condições importantes para infecção por corinebactérias. As doenças de base mais comuns foram os tumores sólidos. Pacientes hospitalizados apresentaram risco seis vezes maior de morrer, quando relacionadas às taxas de mortalidade com 30 dias (RC= 5,5; IC 95%= 1,15-26,30; p= 0,033). As bacteremias (Artigo 2) causadas por corinebactérias foram observadas em dois períodos: 2003-2004 (n=38) e de 2012-2013 (n=24). As espécies multirresistentes C. amycolatum e Corynebacterium jeikeium foram os principais responsáveis pelos quadros de bacteremia. Havia 34 pacientes com tumores sólidos e 28 pacientes com doenças linfoproliferativas, sendo que 21 deles apresentavam neutropenia e 54 utilizavam cateter venoso central. Em 41 pacientes havia infecção relacionada ou associada aos dispositivos intravasculares. Os pacientes com bacteremia responderam ao tratamento com vancomicina após a remoção do cateter. O comportamento agressivo da neoplasia, o tempo de internação hospitalar e o uso de CVC aumentaram o risco de bacteremias por Corynebacterium spp. No Artigo 3, 17 casos de infecções atípicas causadas por Corynebacterium diphtheriae foram diagnosticadas de 1996 a 2013. A incidência de C. diphtheriae correspondeu a 15,8 casos/100.000 admissões, 465 vezes maior que a incidência de difteria na população brasileira. Sintomas toxêmicos foram observados em nove pacientes, embora quadros de difteria clássica e endocardite não fossem observados. O perfil eletroforético em campo pulsado (PFGE) demonstrou um perfil de distribuição endêmica, apesar de haver dois casos de pacientes com o mesmo perfil eletroforético sugerindo transmissão relacionada aos cuidados à saúde. A adesão em superfícies bióticas e abióticas e produção de biofilme em cateter de poliuretano (Artigo 4) foi demonstrada em C. diphtheriae não toxigênico no sítio de inserção do cateter de nefrostomia. Os dados desses artigos permitiram concluir que (i) diferentes espécies de corinebactérias multirresistentes foram capazes de causar infecções em pacientes com câncer, incluindo bacteremias; (ii) C. diphtheriae foi capaz de causar infecções graves em indivíduos imunocomprometidos, incluindo infecções relacionadas ao uso de dispositivos invasivos em populações de risco, tais como pacientes com câncer.

Caracterização fenotípica e molecular de amostras de Enterococcus isoladas em um hospital universitário da cidade do Rio de Janeiro

Os enterococos estão amplamente distribuídos no ambiente. Nos seres humanos, compõem a microbiota do trato gastrintestinal, da cavidade oral e do trato geniturinário. Nas últimas décadas, esses microrganismos se tornaram importantes agentes etiológicos de infecções hospitalares. Uma característica marcante desses microrganismos é a resistência intrínseca a vários antimicrobianos utilizados habitualmente no tratamento de infecções, além de alguns fatores que tem sido relacionado à virulência de enterococos. Este estudo investigou a presença de enterococos em amostras de infecção e colonização de pacientes hospitalizados, profissionais de saúde, dietas hospitalares e manipuladores de alimentos. Foram analisadas 276 amostras de colonização, de quadros de infecção, dietas orais e manipuladores de alimento. Não foram recuperadas amostras dos profissionais de saúde. Todas as amostras foram submetidas a testes convencionais de caracterização do gênero e espécies. Testes de susceptibilidade aos antimicrobianos foram empregados pelo método de disco difusão, além da CIM para vancomicina e teicoplanina. A produção de biofilme e a expressão da gelatinase também foram avaliadas. Os genes de resistência a gentamicina, estreptomicina e vancomicina e os genes de virulência cylA, esp e fsr foram pesquisados pela técnica de PCR. O polimorfismo genético foi determinado por PFGE. A espécie E. faecalis foi a prevalente nas amostras isoladas de colonização e infecção (42,2% e 81,9%, respectivamente). E. casseliflavus (58,9%) foi a mais freqüente dentre as amostras das dietas hospitalares e E. faecium (46,7%) de manipuladores. Dentre as amostras de colonização as maiores taxas de resistência foram observadas para eritromicina (76,3%) e ciprofloxacina (53,9%). Dentre as amostras de infecção, >70% foram resistentes a eritromicina, ciprofloxacina e tetraciclina. Resistência a níveis elevados de gentamcina (HLR-GE) e estreptomicina (HLR-ST) foi detectada em 24,6% e 20,4% das amostras, respectivamente, e todas foram portadoras dos respectivos genes. A maioria das amostras de colonização (52,6%) e infecção (55,7%) foram multirresistentes. A taxa para resistência a níveis elevados de vancomicina foi de 5,2% e todas eram portadoras do gene vanA. Em relação a formação de biofilme, 70,2% foram produtoras, com uma maior freqüência dentre as de infecção. A expressão de gelatinase foi detectada em 28,9% e 44,3% das amostras de colonização e infecção, respectivamente. Nenhuma das amostras isoladas das dietas hospitalares e de manipuladores expressou gelatinase. Nas amostras pertencentes as espécies E. faecalis e E. faecium (n=109) 16,5%, 51,4% e 48,6% apresentaram produtos de amplificação referentes aos genes cylA, esp e fsr, respectivamente. A análise do polimorfismo genético revelou uma extensa diversidade dentre as amostras pertencentes as espécies E. faecalis e E. faecium, não acarretando um perfil eletroforético prevalente. Entretanto, foi observado um perfil único dentre as amostras de E. gallinarum resistentes a vancomicina (vanA). Este estudo mostrou que amostras de enterococos isoladas de diferentes fontes, não só de quadros infecciosos, podem representar um risco para a população, apontando para uma maior reflexão quanto ao papel desses microrganismos nas infecções humanas, particularmente no ambiente hospitalar.

Enterococcus faecalis: fatores de virulência relacionados aos processos de natureza endodôntica

O objetivo principal deste estudo foi investigar a interação de 24 cepas de E. faecalis isoladas de infecções endodônticas primárias às proteínas de matriz dentinária, como também a moléculas de matriz presentes em lesões de endocardites. A análise desta interação foi feita através de técnica enzimática, com confirmação pela técnica de fluorescência. Além disto, foi realizada a confirmação do isolamento da espécie E. faecalis, através da técnica de PCR para o gene 16SrRNA e a análise da presença de genes de virulência da referida espécie microbiana para aderência às supostas proteínas de matriz incluindo às de ligação ao colágeno (ace, gelE, esp, agg e efaA). O maior padrão de interação das cepas ocorreu com a fibronectina (83,4%), seguido pelo fibrinogênio (62,5%) e colágeno humano tipo I (52%). Curiosamente, a aderência observada para o colágeno do tipo I, foi de pequena magnitude, quando comparado com a amostra padrão da ATCC 29212. As cepas ATCC 29212, A1, A43 e A68 interagiram com todas as proteínas de matriz utilizadas neste estudo. Um percentual expressivo das cepas testadas apresentou amplificação para efaA (86,9%) e para ace (73,9%). Paralelamente, todas as cepas apresentaram amplificação para gelE e foram negativas para os genes agg e esp. Adicionalmente, não houve correlação entre a detecção dos genes de virulência e a interação às proteínas de matriz, evidenciando que, mesmo com a detecção dos genes nas amostras, se faz necessário avaliar a expressão gênica por qPCR.

Determinação do perfil fenotípico e genotípico de amostras de Staphylococus aureus resistentes à meticilina (MRSA) e sensíveis a antibióticos não ß-lactâmicos em cinco hospitais no município do Rio de Janeiro

Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) é um dos principais microrganismos envolvidos nas Infecções relacionadas à Assistência à Saúde (IrAS). Porém, um clone de MRSA, o CA-MRSA, emergiu na comunidade e atualmente vem sendo agente de IrAS. O objetivo desta dissertação é avaliar fenotípica e genotipicamente 111 amostras de Staphylococcus aureus resistentes à meticilina e sensíveis a antibióticos não ß-lactâmicos de pacientes atendidos em cinco hospitais no município do Rio de Janeiro. Utilizando os critérios padronizados pelo CLSI 2012, foram determinadas as susceptibilidades a 11 antimicrobianos pelo método de disco difusão em ágar e concentração inibitória mínima para vancomicina e oxacilina pelo método da microdiluição em caldo. A multirresistência (resistência a 3 ou mais antimicrobianos não ß-lactâmicos) foi observada em 31,5% das amostras, sendo que 53,2% apresentaram resistência ao antimicrobiano clindamicina, uma das opções para o tratamento empírico das infecções de pele/tecidos moles. 86,4% apresentaram concentração inibitória mínima (CIM) para vancomicina ≥ 1,0 g/mL ou seja, elevado percentual de amostras associadas ao fenômeno MIC creep, o qual está associado ao insucesso na terapia antimicrobiana anti-MRSA. Não foi observado até o momento nenhuma amostra com CIM ≥ 4cg/mL para vancomicina, entretanto, já há resistência à linezolida em quatro hospitais do estudo. A tipificação do SCCmec nos permitiu classificar 4,5% das amostras em HA-MRSA e 86,5% em CA-MRSA, nas quais a resistência heterogênea típica à oxacilina foi observada em 57,2%. A toxina de Panton-Valentine (PVL) foi identificada pela metodologia de PCR em 28% das amostras com genótipo CA-MRSA. Os fatores de riscos clássicos, da literatura, relacionados à infecção por HA-MRSA foram também observados nos pacientes com infecção por CA-MRSA portadoras de SCCmec IV e V. No intuito de verificar a existência de similaridades genéticas ou a presença de clone predominante entre as amostras dos cinco hospitais, foi realizada a técnica de eletroforese em gel sob campo pulsado (PFGE) e observou-se diversidade genética assim como a presença de amostras com padrões similares aos clones OSPC (18,5%) e USA400. Não foram encontradas amostras com padrões de eletroforese similares aos clones USA300, USA800 e CEB. É essencial a vigilância da resistência aos antimicrobianos não ß-lactâmicos no CA-MRSA, em especial à vancomicina. A mudança na epidemiologia deste microrganismo vem impactando os padrões característicos dos genótipos limitando os critérios de diferenciação entre eles. Neste contexto, as técnicas moleculares atuam como excelentes ferramentas de caracterização. O conhecimento do patógeno auxilia na elaboração e implementação de medidas preventivas, contribuindo para o controle da doença tanto no ambiente hospitalar quanto na comunidade.

Epidemiologia molecular de Staphylococcus aureus resistentes à meticilina (MRSA) isolados de pacientes com Fibrose Cística

Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) é um importante patógeno pulmonar em pacientes com fibrose cística (FC). Caracteriza-se pela resistência a todos os β-lactâmicos, devido a presença do elemento genético móvel SCCmec o qual abriga o gene mecA. Além disso, é reconhecido por vários fatores de virulência o qual destacamos a toxina Panton-Valentine Leukocidin (PVL), uma citolisina formadora de poros na célula hospedeira, e por apresentar diversos clones epidêmicos envolvidos em surtos hospitalares. O objetivo desse estudo foi caracterizar a epidemiologia de MRSA, isolados de pacientes com FC referente a dois centros de referência no Rio de Janeiro a partir da aplicação de técnicas fenotípicas e genotípicas. Um total de 57 amostras de MRSA foi submetido ao teste de difusão em ágar para 11 antimicrobianos a fim de avaliar perfil de resistência, com aplicação da técnica da PCR foi tipificado o SCCmec e investigado a presença do gene LukS-PV responsável pela codificação da toxina PVL com intuito de estabelecer uma melhor caracterização epidemiológica dos clones identificados pela técnica do MLST (Multilocus Sequence Typing). Os antimicrobianos não β-lactâmicos apresentaram um percentual de resistência abaixo de 50%, em que destacamos a eritromicina com o maior percentual 45,6% e quanto ao perfil de resistência 24,6% foram multirresistentes. Com exceção do SCCmec II, os outros tipos foram encontrados (I, III, IV e V) com os respectivos percentuais de 22,8% (n=13), 7,1% (n=4), 61,4% (n=35) e 3,5% (n=2) e apenas 5,3% (n=3) das amostras não foram caracterizadas, não há dados da prevalência do SCCmec IV. Vinte (35,1%) amostras apresentaram produtos de amplificação compatível com a presença do gene lukS, aproximadamente metade dessas amostras (55%) estava correlacionada ao SCCmec IV. Com a análise do MLST, obtivemos os STs 1 (n=1, 1,7%), 5 (n=28, 49,1%), 30 (n=11, 19,3%), 72 (n=1, 1,7%), 398 (n=1, 1,7%), 1635 (n=7, 12,3%), 1661 (n=2, 3,5%), 239 (n=5, 8,8%), e ainda identificamos um novo ST (2732) presente em 1 amostra. A partir de uma análise associativa entre o MLST e o SCCmec foi possível observar a presença de linhagens características de clones epidêmicos, como o UK-EMRSA-3 (ST5, SCCmec I), USA 800/pediátrico (ST5, SCCmec IV), Oceania Southwest Pacific Clone - OSPC (ST30, SCCmec IV) e Brazilian Epidemic Clone - BEC (ST239, SCCmec III). Em conclusão este estudo é o primeiro a caracterizar linhagens epidêmicas de MRSA nos centros de atendimento a pacientes com FC no Rio de Janeiro, sendo necessário um monitoramento constante a fim de evitar a disseminação desses clones.

Diversidade de respostas de Corynebacterium diphtheriae frente a agentes oxidantes: resistência, adaptação e envolvimento do determinante de resistência ao telurito (TeR) e do sistema OxyR na virulência bacteriana

Corynebacterium diphtheriae é um importante patógeno humano e agente causal da difteria. Embora seja observada uma redução mundial no número de casos da doença, a difteria permanece endêmica em muitos países e surtos são esporadicamente notificados. No Brasil, o último surto ocorreu no estado no Maranhão e revelou mudanças em aspectos clínico-epidemiológicos da doença. Diferentemente da maioria das cepas de difteria brasileiras, que pertencem ao biovar mitis, nesse surto dois diferentes pulsotipos de C. diphtheriae biovar intermedius foram isolados. Além disso, sinais patognomônicos da doença não foram relatados em parte dos casos. C. diphtheriae também vem sendo relacionado com quadros de infecções invasivas, apesar de ser reconhecido como patógeno tipicamente extracelular. Em conjunto, estas mudanças no perfil das infecções por C. diphtheriae sugerem a existência de outros fatores de virulência além da produção da toxina diftérica. Neste sentindo, foram realizadas análises de tipagem molecular e de genômica comparativa para avaliar a diversidade genética e o potencial de virulência de cepas de C. diphtheriae isoladas de difteria clássica e infecções invasivas. Os resultados obtidos demonstram a circulação de diferentes clones invasores no Brasil. Além disso, revelaram diferenças marcantes na presença e na composição de ilhas de patogenicidade entre as amostras, bem como nos genes sob regulação do DtxR e nas sequências dos corinefagos integradas ao cromossomo bacteriano. Uma vez que o potencial invasor bacteriano e a persistência no ambiente podem estar relacionados à tolerância ao estresse oxidativo, foram procurados nos genomas sequenciados, genes possivelmente envolvidos neste processo. Dentre estes, os genes DIP0906, predito como gene de resistência ao oxidante telurito (TeO32-), e DIP1421, codificador do regulador transcricional OxyR, foram caracterizados funcionalmente e tiveram seus papéis na patogenicidade investigados. Ensaios in vivo utilizando o nematódeo Caenorhabditis elegans demonstraram que ambos são importantes para a virulência de C. diphtheriae. Além da resistência ao TeO32, DIP0906 parece contribuir para a resistência ao peróxido de hidrogênio (H2O2) e para a viabilidade no interior de células respiratórias humanas. Já OxyR, além de controlar negativamente a resposta ao H2O2, parece estar envolvido com a ligação de C. diphtheriae a proteínas plasmáticas e de matriz extracelular. Adicionalmente, foi investigada resistência e a capacidade de adaptação de C. diphtheriae frente a agentes oxidantes, através da indução de resposta adaptativa e/ou resistência cruzada e da formação de biofilme. As cepas de C. diphtheriae apresentaram diferentes níveis de resistência e um comportamento heterogêneo na presença dos agentes oxidantes, o que sugere a existência de diferentes estratégias de sobrevivência e adaptação de C. diphtheriae nas condições de estresse oxidativo.

Capacidade de invasão, persistência intracelular e atividade citotóxica de cepas de Aeromonas spp. em modelo celular in vitro e ex vivo

As Aeromonas são consideradas patógenos em potenciais para o homem e animais e estão amplamente distribuídas no ambiente sendo a água e os alimentos importantes veículos de transmissão. Muitos estudos têm demonstrado que a patologia causada pela infecção por Aeromonas é complexa e envolvem inúmeros fatores de virulência, dentre eles a aderência, invasão, enterotoxinas, hemolisinas, exoenzimas, sideróforos, flagelos, formação de biofilme e mecanismos de secreção. No presente estudo, analisamos os mecanismos de patogênese mediados por A. caviae e A. hydrophila, avaliando a participação desses microrganismos nos processos de adesão, invasão, persistência intracelular e citotoxidade celular. Foram utilizados ensaios quantitativos in vitro para testar associação, invasão e persistência intracelular em linhagens celulares HEp-2 e/ou T84. A interação de tecidos intestinais de coelho cultivados in vitro (IVOC) com três cepas de A. caviae originárias de fezes diarréicas também foi avaliada. Observamos que 10 (62,5%) das 16 cepas de Aeromonas spp. de diferentes origens, submetidas aos testes de invasão quantitativos foram capazes de invadir células HEp-2 e T84 em 6 horas de incubação. As cepas positivas nos testes de invasão foram submetidas ao teste quantitativo de persistência em células HEp-2 e sobreviveram no ambiente intracelular por 48 e/ou 72 horas sem multiplicação. A interação de três cepas de A. caviae com a mucosa intestinal de coelho ex vivo resultou em aderência, produção de muco e alterações como, intensa vacuolização e drástica desorganização estrutural que levaram a destruição das microvilosidades intestinais. Este estudo demonstrou que subconjuntos de cepas de A. caviae e A. hydrophila de diversas origens, foram capazes de invadir, persistir ou destruir linhagens celulares in vitro. Nosso estudo também evidenciou que cepas de A. caviae causaram expressivas alterações morfológicas que resultaram na destruição de epitélios intestinais de coelho ex vivo. Finalmente, nossos resultados contribuíram para reforçar o potencial patogênico de cepas de Aeromonas, em especial, as de origem vegetal e clínica.

Análise dos aspectos biológicos e epidemiológicos de cepas de Escherichia coli associadas à infecção do trato urinário (ITU)

A invasão de bactérias no trato urinário caracteriza a infecção do sistema urinário. A Escherichia coli é o principal microrganismo associado a esta infecção devido a sua importância em causar ITU, recebeu a denominação de UPEC (Escherichia coli uropatogênica). No presente trabalho pesquisamos em 50 cepas de UPEC, inicialmente isolados de urina de pacientes ambulatoriais com infecções sintomática ou assintomática, a presença de 7 fatores de virulência, através das técnicas de PCR simples e multiplex para verificação dos genes que codificam adesinas P (pap) , fímbria S (sfa), adesina afimbrial (afa), sideroforo (aerobactina- aer), toxinas fator necrotizante citotóxico (cnf) e alfa-hemolisinas (hly), proteína de membrana (traT); ilhas de patogenicidade (virulência) através do marcador PAI. O marcador pCVD432 de EAEC também foi pesquisado nestas amostras. O método difusão em disco foi o utilizado para a determinação dos testes de susceptibilidade aos antimicrobianos. Podemos observar duas faixas etárias de maior incidência de ITU entre as mulheres: 19 a 35 anos, e acima de 50 anos. Sessenta e oito por cento das amostras apresentaram pelo menos um fator de virulência, onde os genes traT (54%) e aer (34%) foram os mais prevalentes. A sequência pCVD432 foi detectado em 6 amostras. No entanto, no ensaio de adesão em células Hep-2, doze amostras não apresentaram aderência (NA 24%). Nas 38 cepas restantes, 24 (48%) apresentaram aderência agregativa (AA). Observamos aderência sem padrão típico (SPT) em 48% das amostras, tendo sido dividido em discreto (SPT-D 22%), moderado (SPT-M 18%) e intenso (SPT-I 8%). Notamos os seguintes perfis de resistência para os antimicrobianos testados: ampicilina (44%), gentamicina (8%), nitrofurantoína (2%), norfloxacino (18%) e sulfametozaxol-trimetoprima (34%).

The bacterial cytoskeleton modulates motility, type 3 secretion, and colonization in Salmonella.

Although there have been great advances in our understanding of the bacterial cytoskeleton, major gaps remain in our knowledge of its importance to virulence. In this study we have explored the contribution of the bacterial cytoskeleton to the ability of Salmonella to express and assemble virulence factors and cause disease. The bacterial actin-like protein MreB polymerises into helical filaments and interacts with other cytoskeletal elements including MreC to control cell-shape. As mreB appears to be an essential gene, we have constructed a viable ΔmreC depletion mutant in Salmonella. Using a broad range of independent biochemical, fluorescence and phenotypic screens we provide evidence that the Salmonella pathogenicity island-1 type three secretion system (SPI1-T3SS) and flagella systems are down-regulated in the absence of MreC. In contrast the SPI-2 T3SS appears to remain functional. The phenotypes have been further validated using a chemical genetic approach to disrupt the functionality of MreB. Although the fitness of ΔmreC is reduced in vivo, we observed that this defect does not completely abrogate the ability of Salmonella to cause disease systemically. By forcing on expression of flagella and SPI-1 T3SS in trans with the master regulators FlhDC and HilA, it is clear that the cytoskeleton is dispensable for the assembly of these structures but essential for their expression. As two-component systems are involved in sensing and adapting to environmental and cell surface signals, we have constructed and screened a panel of such mutants and identified the sensor kinase RcsC as a key phenotypic regulator in ΔmreC. Further genetic analysis revealed the importance of the Rcs two-component system in modulating the expression of these virulence factors. Collectively, these results suggest that expression of virulence genes might be directly coordinated with cytoskeletal integrity, and this regulation is mediated by the two-component system sensor kinase RcsC.

Enterococcus sp. considerações clínicas e microbiológicas em endodontia

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

The role of metabolism in the pathogenesis of adherent invasive Escherichia coli (AIEC)

Crohn’s disease (CD) is a chronic, relapsing inflammatory condition affecting the gastrointestinal tract of humans, of which there is currently no cure. The precise etiology of CD is unknown, although it has become widely accepted that it is a multifactorial disease which occurs as a result of an abnormal immune response to commensal enteric bacteria in a genetically susceptible host. Recent studies have shown that a new group of Escherichia coli, called Adherent Invasive Escherichia coli (AIEC) are present in the guts of CD patients at a higher frequency than in healthy subjects, suggesting that they may play a role in the initiation and/or maintenance of the inflammation associated with CD. Two phenotypes define an AIEC and differentiate them from other groups of E. coli. Firstly, AIEC can adhere to and invade epithelial cells; and secondly, they can replicate in macrophages. In this study, we use a strain of AIEC which has been isolated from the colonic mucosa of a CD patient, called HM605, to examine the relationship between AIEC and the macrophage. We show, using a systematic mutational approach, that while the Tricarboxylic acid (TCA) cycle, the glyoxylate pathway, the Entner-Doudoroff (ED) pathway, the Pentose Phosphate (PP) pathway and gluconeogenesis are dispensable for the intramacrophagic growth of HM605, glycolysis is an absolute requirement for the ability of this organism to replicate intracellularly. We also show that HM605 activates the inflammasome, a major driver of inflammation in mammals. Specifically, we show that macrophages infected with HM605 produce significantly higher levels of the pro-inflammatory cytokine IL-1β than macrophages infected with a non-AIEC strain, and we show by immunoblotting that this is due to cleavage of caspase-1. We also show that macrophages infected with HM605 exhibit significantly higher levels of pyroptosis, a form of inflammatory cell death, than macrophages infected with a non-AIEC strain. Therefore, AIEC strains are more pro-inflammatory than non-AIEC strains and this may have important consequences in terms of CD pathology. Moreover, we show that while inflammasome activation by HM605 is independent of intracellular bacterial replication, it is dependent on an active bacterial metabolism. Through the establishment of a genetic screen aimed at identifying mutants which activate the inflammasome to lower levels than the wild-type, we confirm our observation that bacterial metabolism is essential for successful inflammasome activation by HM605 and we also uncover new systems/structures that may be important for inflammasome activation, such as the BasS/BasR two-component system, a type VI secretion system and a K1 capsule. Finally, in this study, we also identify a putative small RNA in AIEC strain LF82, which may be involved in modulating the motility of this strain. Overall this works shows that, in the absence of specialised virulence factors, the ability of AIEC to metabolise within the host cell may be a key determinant of its pathogenesis.