Lab on paper: biossensores colorimétricos de papel para a detecção de membros do complexo Mycobacterium tuberculosis

Este trabalho foi realizado no âmbito do projecto Lab on Paper, desenvolvido no Centro de Investigação de Materiais (CENIMAT) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (FCT - UNL)

Tipagem molecular de isolados clínicos e ambientais do complexo de espécies de Cryptococcus neoformans através do gene da fosfolipase B (PLB1) e avaliação da susceptibilidade antifúngica

Cryptococcus neoformans é uma levedura encapsulada, presente em animais e humanos, que infecta tanto indivíduos imunocomprometidos como imunocompetentes. A criptococose é uma causa significativa de morbilidade e mortalidade em todo o mundo, sendo a meningoencefalite o sinal mais frequente da doença. Duas espécies estão incluídas no complexo de Cryptococcus neoformans: C. gattii (serotipos B e C) e C. neoformans. Por sua vez, C. neoformans é dividido em duas grandes variedades - var. grubii (serotipo A) e var. neoformans (serotipo D) –, além de incluir estirpes híbridas (serotipo AD). A técnica de RFLP tem sido usada para identificar facilmente os tipos moleculares dos isolados em estudos epidemiológicos. Oito tipos foram descritos: VNI, VNII (ambos correspondentes a estirpes C. neoformans var. grubii), VNIII (estirpes híbridas AD), VNIV (C. neoformans var. neoformans), e VGI-IV (correspondentes a C. gattii). Este trabalho teve como objectivo, caracterizar geneticamente uma colecção de isolados clínicos e ambientais, portugueses e estrangeiros, e avaliar a sua resistência a duas drogas antifúngicas, permitindo comparar os padrões epidemiológicos do complexo de espécies com os encontrados noutras regiões do mundo. A colecção possui 337 isolados de C. neoformans, provenientes de diversos hospitais e regiões, previamente identificados por métodos convencionais de diagnóstico. A determinação dos tipos moleculares foi realizada através do método de RFLP no gene PLB1. Dos 267 isolados analisados, o tipo mais abundante foi VN I (61,42%), seguido por VN III (24,34%). Menos abundantes foram VN IV (10,11%) e VN II (3%), enquanto que VG I foi raro (1,12%). Os restantes tipos moleculares de C. gattii não foram encontrados. Usando o método de difusão em disco, 98 destes isolados foram analisados quanto à susceptibilidade antifúngica. Foi registada resistência ao voriconazol em apenas 3,1% dos isolados testados. Foi encontrada resistência ao fluconazol num elevado número de isolados (32,7%) e susceptibilidade dependendo da dose em 15,3%. Este trabalho, também teve o intuito de correlacionar os resultados anteriores com o tipo molecular. Todavia não foi encontrada diferença estatisticamente significativa entre qualquer dos tipos moleculares e as CMIs correspondentes ao fluconazol. Porém, os resultados mostram que alguns tipos moleculares são menos susceptíveis do que outros em relação ao voriconazol: VN I e VN IV são mais resistentes do que VN II, e VN I e VN II são mais susceptíveis que VN III. Concluindo, a elevada frequência de VN I está de acordo com resultados obtidos em outros estudos em países Europeus e Sul-Americanos. É notável a abundância de VN III em Portugal, tal como relatado noutros países do Sul da Europa, mas também no Chile, contrariamente a outras regiões do globo. A elevada resistência ao fluconazol é compatível com os resultados documentados em estudos anteriores. Esta investigação é um importante passo na epidemiologia da criptococose e da ocorrência de C. neoformans em Portugal.

Tipagem molecular de isolados clínicos e ambientais de Cryptococcus neoformans

As micoses estão incluídas entre as doenças infecciosas mais ubíquas em todo o mundo, afectando todos os estratos sociais e todos os grupos etários numa variedade de manifestações superficiais, cutâneas, subcutâneas e sistémicas. Um diagnóstico rápido e eficaz destas doenças, com uma correcta identificação da espécie fúngica responsável pela infecção, é essencial para um planeamento do tratamento mais eficaz para o doente infectado. Tem-se registado um aumento da incidência das infecções fúngicas também em consequência do aumento do número de casos de doentes imunodeprimidos, devido particularmente à crescente utilização de terapêuticas imunossupressivas, procedimentos médicos invasivos, prescrição de tratamentos prolongados, entre outros aspectos. O aparecimento da epidemia da Imunodeficiência Humana no início da década de 80, causada pelo vírus VIH, contribuiu também decisivamente para o aumento das infecções fúngicas oportunistas. A Criptococose é uma infecção fúngica, predominantemente oportunista e com uma distribuição epidemiológica mundial, causada por leveduras encapsuladas do género Cryptococcus. A espécie clinicamente mais relevante é Cryptococcus neoformans, cujas estirpes têm sido tradicionalmente classificadas em cinco serotipos relacionados com os antigénios da respectiva cápsula polissacárida: A (C. neoformans var. grubii); D (C. neoformans var. neoformans); B e C (actualmente reconhecidos como uma espécie distinta mas filogeneticamente próxima, C. gattii); e AD (estirpes híbridas). O presente trabalho teve como principal objectivo determinar retrospectivamente os tipos moleculares de uma colecção alargada de estirpes de C. neoformans, isoladas e mantidas durante os últimos 18 anos no Laboratório de Micologia do IHMT/UNL. A maioria das estirpes foi isolada de doentes imunodeprimidos com criptococose, existindo também algumas estirpes de origem ambiental. Foi utilizada a técnica de PCR-RFLP do gene URA5 para diferenciar as estirpes de Cryptococcus neoformans, tendo sido detectados quatro tipos moleculares: VN1 e VN2 (relacionados com C. neoformans var. grubii, serotipo A); VN3 (relacionado com as estirpes híbridas de serotipo AD); e VN4 (relacionado com C. neoformans var. neoformans, serotipo D). Não foram encontrados entre os isolados de origem clínica perfis de restrição correspondentes aos tipos moleculares VG1, VG2, VG3 e VG4 (relacionados com C. gattii, serotipos B e C). O tipo molecular VN1 foi o mais abundante entre os isolados de origem clínica (45% dos isolados), seguindo-se o grupo de 5 estirpes híbridas do tipo molecular VN3 (31%). Os tipos moleculares menos abundantes entre os isolados foram o VN2 (12%) e VN4 (12%). A estandardização do método de tipagem molecular utilizado neste trabalho permite comparar os resultados obtidos com os de outros estudos epidemiológicos semelhantes, realizados noutras regiões do globo e publicados em anos recentes, contribuindo para um conhecimento melhorado da epidemiologia global deste importante fungo patogénico. Em Portugal obteve-se uma percentagem mais elevada de isolados dos grupos moleculares VN1 e VN3 em relação a outros países da Europa e América Latina, em que os tipos mais abundantes são VN1 e VN2. Nestas mesmas regiões, o tipo molecular VN4, relacionado com as estirpes de C. neoformans var. neoformans do serotipo D, é muito raro. Esta variedade é mais comum em zonas mediterrâneas e está muito associada a casos clínicos de infecções cutâneas associadas a infecções do Sistema Nervoso Central. Este tipo molecular parece ser também significativamente mais abundante no nosso país.

Diferenciação de micobactérias por PCR multiplex

O trabalho visou à otimização de um método baseado na reação em cadeia da polimerase multiplex - para diferenciação de micobactérias de interesse para a saúde pública. A PCR Multiplex baseou-se na amplificação simultânea do genehsp65, presente em todo gênero Mycobacterium, do gene dnaJ, presente apenas em Mycobacterium tuberculosis e Mycobacterium avium e da sequência de inserção IS6110 presente no complexo Mycobacterium tuberculosis, gerando amplicons de 165pb, 365pb e 541pb, respectivamente. O limite de detecção foi de 1fg para o alvo hsp65, 100pg para o dnaJ e 0,1fg para o IS6110. A PCR multiplex detectou até 100pg de DNA de Mycobacterium tuberculosis. O sistema demonstrou ser específico e sensível na detecção de Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium bovis, Mycobacterium avium e Mycobacterium smegmatis. Os resultados obtidos utilizando cepas de referência demonstraram que a PCR multiplex pode ser uma ferramenta rápida, sensível e específica na diferenciação de micobactérias.

Leishmania (Leishmania) infantum chagasi em canídeos silvestres mantidos em cativeiro, no Estado de Mato Grosso

INTRODUÇÃO: Leishmaniose visceral é uma zoonose que acomete diversos mamíferos tendo os canídeos domésticos como principais reservatórios em ambiente urbano. A presente nota descreve a infecção de canídeos silvestres por Leishmania (Leishmania) infantum chagasi mantidos em cativeiro no Estado de Mato Grosso, Brasil. MÉTODOS: De seis raposas (Cerdocyon thous) e um cachorro vinagre (Spheotos venaticus), foram coletadas amostras de pele, medula óssea e linfonodo para detecção e caracterização de Leishmania sp pela técnica de PCR-RFLP. RESULTADOS: Todos as animais pesquisados apresentaram-se positivos para Leishmania (L.) infantum chagasi. CONCLUSÕES: Destaca-se a importância de monitoramento adequado dos mesmos, além do maior controle desta enfermidade já que estes animais estão em ambientes de recreação pública.

Cryptococcus gattii molecular type VGII as agent of meningitis in a healthy child in Rio de Janeiro, Brazil: report of an autochthonous case

Cryptococcus gattii causes meningoencephalitis in immunocompetent hosts, occurring endemically in some tropical and subtropical regions. Recently, this fungus was involved in an outbreak in Vancouver Island and British Columbia (Canada). In this temperate region, the VGII type is predominant. The paper describes an autochthonous case of meningoencephalitis by C. gattii VGII in a previously health child in Rio de Janeiro, considered nonendemic region of Brazil. The fungus was identified by biochemical tests and the molecular type was determined by URA5-RFLP. The present report highlights the need for clinical vigilance for primary cryptococcal meningitis in nonendemic areas.

Infecção natural de Lutzomyia (Lutzomyia) longipalpis (Diptera: Psychodidae) por Leishmania infantum chagasi em flebotomíneos capturados no município de Janaúba, Estado de Minas Gerais, Brasil

INTRODUÇÃO: A leishmaniose visceral tem sido notificada em quase todos os estados do Brasil, e principalmente no norte de Minas Gerais, onde a doença é endêmica. Este estudo visou detectar a infecção natural de Lutzomyia longipalpis e identificar através da técnica de PCR/RFLP a espécie de Leishmania encontrada nos flebotomíneos do município de Janaúba. MÉTODOS: Utilizando-se armadilhas luminosas, foram capturadas 1.550 fêmeas de L. longipalpis, que agrupadas em pool de 10 exemplares foram submetidas à extração e amplificação de DNA, através das técnicas de PCR genérico e cacofonia. RESULTADOS: Dos 155 pools, seis apresentaram-se positivos para Leishmania sp., sendo a taxa de infecção do município de 3,9%. Através da PCR/RFLP determinou-se que o padrão de digestão das amostras positivas foi semelhante ao da cepa referência Leishmania chagasi (MHOM/BR/74/PP75). CONCLUSÕES: A detecção de infecção natural associada a estudos sobre a epidemiologia da LV sugere que L. longipalpis esteja envolvida na transmissão de L. infantum chagasi em Janaúba, principalmente nas áreas de intensa transmissão de LV.

Evidência de transmissão de leishmaniose visceral por Lutzomyia cruzi no município de Jaciara, Estado de Mato Grosso, Brasil

INTRODUÇÃO: O município de Jaciara foi classificado em 2003, como área de transmissão de leishmaniose visceral em situação de surto. O trabalho objetivou determinar evidência de transmissão de Leishmania (Leishmania) infantum chagasi por Lutzomyia cruzi no município de Jaciara, Estado de Mato Grosso, Brasil. MÉTODOS: O município situa-se a 127km da capital Cuiabá e é um importante ponto de atração para os praticantes de eco-turismo. Fêmeas de Lutzomyia cruzi, capturadas com armadilha de CDC, foram dissecadas para confirmação da espécie e armazenadas a -20ºC em pools de 10 indivíduos para extração de DNA, PCR genérico, RFLP específico e eletroforese em gel de poliacrilamida. RESULTADOS: O levantamento entomológico demonstrou a ocorrência abundante de Lutzomyia cruzi e ausência de Lutzomyia longipalpis, principal vetora da Leishmania (Leishmania) infantum chagasi. Uma das três amostras analisadas apresentou banda característica de DNA de Leishmania (120pb) em PCR genérico. Para confirmação da espécie de Leishmania, na RFLP utilizaram-se controles positivos de Leishmania (Leishmania) amazonensis, Leishmania (Viannia) braziliensis e Leishmania (Leishmania) infantum chagasi digeridas com enzima de restrição HaeIII. Constatou-se um padrão de bandas semelhante à Leishmania (Leishmania) infantum chagasi em uma amostra, confirmando a detecção de infecção natural de Leishmania (Leishmania) infantum chagasi em Lutzomyia cruzi. CONCLUSÕES: A ocorrência de casos humanos e cães positivos, a presença da Lutzomyia cruzi e a ausência de Lutzomyia longipalpis, bem como a detecção de infecção natural por Leishmania (Leishmania) infantum chagasi, evidenciam a participação de Lutzomyia cruzi na transmissão da leishmaniose visceral em Jaciara, Estado de Mato Grosso, Brasil.

Restriction enzyme analysis of the human cytomegalovirus genome in specimens collected from immunodeficient patients in Belém, State of Pará, Brazil

INTRODUCTION: Human cytomegalovirus is an opportunistic betaherpesvirus that causes persistent and serious infections in immunodeficient patients. Recurrent infections occur due to the presence of the virus in a latent state in some cell types. It is possible to examine the virus using molecular methods to aid in the immunological diagnosis and to generate a molecular viral profile in immunodeficient patients. The objective of this study was to characterize cytomegalovirus genotypes and to generate the epidemiological and molecular viral profile in immunodeficient patients. METHODS: A total of 105 samples were collected from immunodeficient patients from the City of Belém, including newborns, hemodialysis patients, transplant recipients and HIV+ patients. An IgG and IgM antibody study was completed using ELISA, and enzymatic analysis by restriction fragment length polymorphism (RFLP) was performed to characterize viral genotypes. RESULTS: It was observed that 100% of the patients had IgG antibodies, 87% of which were IgG+/IgM-, consistent with a prior infection profile, 13% were IgG+/IgM+, suggestive of recent infection. The newborn group had the highest frequency (27%) of the IgG+/IgM+ profile. By RFLP analysis, only one genotype was observed, gB2, which corresponded to the standard AD169 strain. CONCLUSIONS: The presence of IgM antibodies in new borns indicates that HCMV continues to be an important cause of congenital infection. The low observed genotypic diversity could be attributed to the small sample size because newborns were excluded from the RFLP analysis. This study will be continued including samples from newborns to extend the knowledge of the general and molecular epidemiology of HCMV in immunodeficient patients.

Detection and molecular analysis of Toxoplasma gondii and Neospora caninum from dogs with neurological disorders

INTRODUCTION: Toxoplasma gondii and Neospora caninum are related Apicomplexa parasites responsible for systemic diseases in many species of animals, including dogs. METHODS: This study aimed to determine the occurrence of T. gondii and N. caninum infections in 50 dogs with neurological signs that were admitted to the Veterinary Hospital of Universidade Estadual Paulista, City of Botucatu, Brazil. All animals were screened for antibodies using an immunofluorescent antibody test for both parasites. Tissues of positive animals were bioassayed in mice (T. gondii) and gerbils (N. caninum), and DNA was analyzed using the polymerase chain reaction (PCR). Positive samples for T. gondii by PCR were typed using restriction fragment length polymorphism-PCR for 11 markers: SAG1, SAG2 (5′-3′-SAG2 and alt.SAG2), SAG3, Btub, GRA6, L358, c22-8, c29-6, PK1 and Apico, and CS3 marker for virulence analysis. RESULTS: Specific antibodies were detected in 11/50 (22%; 95% confidence interval (CI95%), 12.8-35.3%) animals for T. gondii and 7/50 (14%; CI95%, 7.02-26.3%) for N. caninum. In the bioassay and PCR, 7/11 (63.6%; CI95%, 34.9-84.8%) samples were positive for T. gondii and 3/7 (42.9%; CI95%I, 15.7-75.5%) samples were positive for N. caninum. Three different genotypes were identified, but only 1 was unique. CONCLUSIONS: These data confirm the presence of T. gondii and N. caninum in dogs from Brazil, indicating the importance of this host as a sentinel of T. gondii for human beings, and the genotypic variation of this parasite in Brazil.

Surveillance of influenza A H1N1 2009 among school children during 2009 and 2010 in São Paulo, Brazil

INTRODUCTION: Influenza A H1N1 2009 is associated with a high morbidity rate among children around the world, including Brazil. This survey was conducted on samples of symptomatic children (< 12 years) to investigate the influenza virus as the etiological agent of respiratory infections in a day care school in a health facility during the first and second pandemic wave of H1N1 (2009-2010) in São Paulo, Brazil. METHODS: Influenza infections were determined by real-time PCR in 34% (47/137) of children with a median age of 5 years (8 months - 12 years), from June to October 2009 and in 16% (14/85) of those with median age of 6 years (1-12 years), from March to November 2010. RESULTS: In general, most positive cases (64%) occurred in children aged 5-12 years, this age group was significantly the most affected (39.8%, p = 0.001, OR = 8.3, CI 95% 1.9-36.9). Wheezing was reported by 31% (19/61) and dyspnea by 23% (14/61) of the studied patients. An outbreak of influenza H1N1 with an attack rate of 35.7% among children (median age 6 years) was documented in April 2010, before the vaccination campaign against the pandemic virus was extended for children up to 5 years in Brazil. CONCLUSIONS: Therefore, the study reinforces the recommendation to immunize school children to reduce the incidence of the disease.

Caracterização genética da Glucano Sintetase de Pneumocystis jirovecii

Pneumocystis jirovecii é um micro-organismo fúngico que pode causar pneumonia em doentes imunocomprometidos. O ciclo de vida de Pneumocystis inclui uma forma biológica trófica e outra quística na qual estão presentes, em sua composição, hidratos de carbono chamados β-Glucanos. Estes componentes são liberados na corrente sanguínea após lise do micro-organismo pela resposta imunitária ou fármacos, sendo assim, considerado um marcador sorológico que atua como auxiliar no diagnóstico da PPc. Porém, este marcador não é específico para o gênero Pneumocystis, podendo ser um teste positivo em outras infecções fúngicas como a candidíase. Caracterizar a sequência genética da Glucano Sintetase permite uma nova abordagem em relação aos testes sorológicos e a possíveis novos alvos terapêuticos. Um teste sorológico para o β-Glucano específico para P. jirovecii podendo ser um marcador muito mais útil e confiável do que os utilizados atualmente. Neste trabalho foi feita a caracterização genética do fragmento correspondente à Glucano Sintetase de P. jirovecii com base na sequência de β-Glucano de P. carinii e na sequência completa de P. jirovecii através de metodologias de PCRs. Com o resultado do sequenciamento do fragmento de β-Glucano de P. jirovecii puderam ser observadas possíveis bases candidatas a polimorfismos de base única (SNP). Determinar os polimorfismos em uma sequência resulta em conhecimento da diversidade genética do micro-organismo para além de reconhecer marcadores moleculares que podem determinar sua origem geográfica, resistência a fármacos e fatores de virulência. Duas bases foram identificadas na sequência como possíveis SNPs. Estudos em projetos futuros com técnicas como o RFLP podem caracterizar e determinar as consequências e importância destes polimorfismos no fragmento da Glucano Sintetase de P. jirovecii. Estabelecer esta importância pode levar à compreensão do modelo de infecção e defesa deste micro-organismo para que possamos perceber melhor sua atuação

A complete molecular biology assay for hepatitis C virus detection, quantification and genotyping

Introduction Molecular biology procedures to detect, genotype and quantify hepatitis C virus (HCV) RNA in clinical samples have been extensively described. Routine commercial methods for each specific purpose (detection, quantification and genotyping) are also available, all of which are typically based on polymerase chain reaction (PCR) targeting the HCV 5′ untranslated region (5′UTR). This study was performed to develop and validate a complete serial laboratory assay that combines real-time nested reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) and restriction fragment length polymorphism (RFLP) techniques for the complete molecular analysis of HCV (detection, genotyping and viral load) in clinical samples. Methods Published HCV sequences were compared to select specific primers, probe and restriction enzyme sites. An original real-time nested RT-PCR-RFLP assay was then developed and validated to detect, genotype and quantify HCV in plasma samples. Results The real-time nested RT-PCR data were linear and reproducible for HCV analysis in clinical samples. High correlations (> 0.97) were observed between samples with different viral loads and the corresponding read cycle (Ct - Cycle threshold), and this part of the assay had a wide dynamic range of analysis. Additionally, HCV genotypes 1, 2 and 3 were successfully distinguished using the RFLP method. Conclusions A complete serial molecular assay was developed and validated for HCV detection, quantification and genotyping.

The existence of only one haplotype of Leishmania major in the main and potential reservoir hosts of zoonotic cutaneous leishmaniasis using different molecular markers in a focal area in Iran

IntroductionLeishmania major is the causative agent of zoonotic cutaneous leishmaniasis (ZCL), and great gerbils are the main reservoir hosts in Iran. Abarkouh in central Iran is an emerging focal point for which the reservoir hosts of ZCL are unclear. This research project was designed to detect any Leishmania parasites in different wild rodent species.MethodsAll rodents captured in 2011 and 2012 from Abarkouh district were identified based on morphological characteristics and by amplification of the rodent cytochrome b (Cyt b) gene. To detect Leishmania infection in rodents, deoxyribonucleic acid (DNA) of each ear was extracted. Internal transcribed spacer-ribosomal deoxyribonucleic acid (ITS-rDNA), microsatellites, kinetoplast deoxyribonucleic acid (kDNA) and cytochrome b genes of Leishmania parasites were amplified by polymerase chain reaction (PCR). Restriction fragment length polymorphism (RFLP) and sequencing were employed to confirm the Leishmania identification.ResultsOf 68 captured rodents in the region, 55 Rhombomys opimus were identified and nine Leishmaniainfections (9/55) were found. In addition, eight Meriones libycus and two Tatera indicawere sampled, and one of each was confirmed to be infected. Two Meriones persicus and one Mus musculuswere sampled with no infection.ConclusionsThe results showed that all 11 unambiguously positive Leishmania infections were Leishmania major. Only one haplotype of L. major(GenBank access No. EF413075) was found and at least three rodents R. opimus, M. libycus and T. indica—appear to be the main and potential reservoir hosts in this ZCL focus. The reservoir hosts are variable and versatile in small ZCL focal locations.

Geographical distribution of Trypanosoma cruzi in triatomine vectors in the State of Mato Grosso do Sul, Brazil

Introduction This work presents the initial findings of a molecular epidemiological investigation of Trypanosoma cruzi in triatomine insects in State of Mato Grosso do Sul. Methods A total of 511 triatomines from different regions of the state were examined. Deoxyribonucleic acid (DNA) was extracted from the intestinal contents of the insects using phenol-chloroform-isoamyl alcohol (25:24:1). Polymerase chain reaction (PCR) using primers 121/122 targeting DNA kinetoplast (kDNA) was then performed to identify T. cruzi, and positive samples were subjected to PCR using the primer pair TcSC5D-F/R followed by restriction fragment length polymorphism (RFLP) with the restriction enzymes SphI and HpaI (1 U/reaction), cloning and sequencing. Results One hundred samples were positive for T. cruzi, and three discrete typing units (DTUs) were identified (TcI, TcII, and TcBat). Triatoma sordida had the highest T. cruzi occurrence (83.3%), and DTUs were found in three samples: 58.3% of the samples were TcI, 33.3% were TcII and 8.3% were TcBat. There was a clear geographical distribution of the DTUs throughout the state, with TcI, TcII and TcBat located in the center, TcI located in the east, and TcII located in the west. Conclusions This study showed the occurrence of overlapping DTUs in State of Mato Grosso do Sul. The distributions of the DTUs were different, with TcI, TcII and TcBat in the center of the state, TcI predominantly in the east, and TcII in the west. Further studies may reveal a more defined mosaic distribution of DTUs in MS.