Desenvolvimento e padronização de um método para determinação da sensibilidade do mycobacterium tuberculosis a fármacos contra tuberculose

A resistência a fármacos antituberculose tem constituído uma grande ameaça ao controle da tuberculose em âmbito mundial. A sua detecção precoce permite ao médico instituir um esquema de tratamento mais adequado ao paciente e consequentemente quebrar a cadeia de transmissão dos bacilos. Os testes de sensibilidade a antimicrobianos atuais, embora eficientes, são caros e/ou demorados e/ou trabalhosos. Com base nesta premissa, nos propusemos a desenvolver e padronizar um método fenotípico direto para determinação da sensibilidade do Mycobacterium tuberculosis a antimicrobianos de primeira linha do tratamento da tuberculose. Para o desenvolvimento deste novo teste, utilizaram-se os princípios do método das proporções e do exame de cultura pelo método de Ogawa–Kudoh. O estudo foi dividido em duas fases. A primeira, caracterizada pelo desenvolvimento e padronização do método proposto e a segunda, pela análise da concordância entre o método desenvolvido e o método do MGIT (padrão-ouro). Na primeira fase, foram realizados diversos ensaios para definir: os volumes de absorção e de liberação de líquidos de diferentes tipos de swab, o meio de cultura, as concentrações dos antimicrobianos e o tempo de leitura/interpretação das culturas. Além disso, foi verificado se a amostra deveria ou não ser diluída. Com base nos resultados destes ensaios, padronizou-se o método com: swab comercial, em meio de cultura Ogawa- Kudoh contendo separadamente 0,2 μg/mL de isoniazida, 40,0 μg/mL de rifampicina, 10,0 μg/mL de estreptomicina e 500,0 μg/mL de ácido para-nitrobenzóico. Padronizou-se ainda a inoculação da amostra de escarro de forma direta, ou seja, sem diluir e a leitura/interpretação do resultado do teste no período entre 21 e 28 dias. A análise comparativa entre este método e o teste de sensibilidade a antimicrobianos no sistema MGIT realizada na segunda fase do projeto indicou um índice kappa igual a 1,000, ou seja, uma concordância muito boa em relação ao padrão-ouro. Diante desses resultados promissores, acreditamos que o método desenvolvido apresente um grande potencial para ser utilizado em laboratórios com pouca infra-estrutura, por ser de baixo custo, fácil execução e relativamente rápido.

Biochemical and morpho-anatomical analyses of strawberry vitroplants hyperhydric tissues affected by BA and gelling agents

In vitro propagation has become an effective practice for large-scale production of strawberry plants. The objective of this study was to evaluate the hyperhydricity and the multiplication capacity of two strawberry varieties (Fragaria x ananassa Duch. 'Dover' and 'Burkley') propagated in vitro. Plants maintained in MS medium supplemented with 1.0 mg L-1 BA were individualized and transferred to the same medium solidified with Agar (6.5 g L-1) or Phytagel® (2.5 g L-1) and BA at different concentrations (0; 0.5; 1.0; 2.0 and 3.0 mg L-1). Biochemical and anatomical analyses were carried out, as well as the analysis of the morphological hyperhydricity characteristics. The analysis of data showed: a) the increase in cytokinin concentration increased hyperhydricity frequency in both varieties; b) at concentrations up to 2.0 mg L-1 BA, the replacement of Agar by Phytagel® induced a higher formation of hyperhydric shoots; and c) the addition of BA induced oxidative stress, which is characterized by increased antioxidant activity and lipid peroxidation, as well as alterations at the cellular level, such as malformation of stomata and epidermal cells. In conclusion, the culture medium containing 0.5 mg L-1 BA solidified with Agar provided lower hyperhydricity percentages in association with higher rates of shoot proliferation in strawberry.

Chemical sterilization in in vitro propagation of Arundina bambusifolia Lindl. and Epidendrum ibaguense Kunth

There is a great demand for simpler and less costly laboratory techniques and for more accessible procedures for orchid breeders who do not have the necessary theoretical basis to use the traditional seed and clone production methods of orchids in vitro. The aim of this study was to assess the use of sodium hypochlorite (NaClO) as a decontaminant in the process of inoculating adult orchid explants of Arundina bambusifolia and Epidendrum ibaguenses. Solutions of NaClO (1.200, 2.400, 3.600, 4.800 and 6.000 mg L-1 - equivalent to 50, 100, 150, 200 and 250 mL L-1 of commercial bleach - CB) were sprayed on the explants (1.0 mL) and the culture medium (GB5), in the presence or absence of activated charcoal (2 g L-1). The explants used were nodal segments of field-grown adult plants. The procedures for inoculating the explants were conducted outside the laminar flow chamber (LFC), except for the control treatment (autoclaved medium and explant inoculation inside the LFC). The best results for fresh weight yield, height and number of shoots were obtained using NaClO in solution at 1.200 mg L-1 (equivalent to 50 mL L-1 commercial bleach) with activated charcoal in the culture medium. Fresh weight figures were 1.10 g/jar for Arundina bambusifolia and 0.16 g/jar for Epidendrum ibaguenses. Spraying the NaClO solutions controls the contamination of the culture medium already inoculated with the explants.

Solubilization of diabase and phonolite dust by filamentous fungus

The objective of this study was to evaluate the effect of the fungus Aspergillus niger strain CCT4355 in the release of nutrients contained in two types of rock powder (diabase and phonolite) by means of in vitro solubilization trials. The experimental design was completely randomized in a 5 x 4 factorial design with three replications. It was evaluated five treatments (phonolite dust + culture medium; phonolite dust + fungus + culture medium; diabase powder + culture medium; diabase powder + fungus + culture medium and fungus + culture medium) and four sampling dates (0, 10, 20 and 30 days). Rock dust (0.4% w/v) was added to 125 mL Erlenmeyer flasks containing 50 mL of liquid culture medium adapted to A. niger. The flasks were incubated at 30°C for 30 days, and analysis of pH (in water), titratable acidity, and concentrations of soluble potassium, calcium, magnesium, zinc, iron and manganese were made. The fungus A. niger was able to produce organic acids that solubilized ions. This result indicates its potential to alter minerals contained in rock dust, with the ability to interact in different ways with the nutrients. A significant increase in the amount of K was found in the treatment with phonolite dust in the presence of the fungus. The strain CCT4355 of A. niger can solubilize minerals contained in these rocks dust.

In vitro growth and leaf anatomy of Cattleya walkeriana (Gardner, 1839) grown in natural ventilation system

Natural ventilation system facilitates gaseous exchanges in in vitro plants promoting changes in the leaf tissue, which can be evaluated through the leaf anatomy, and it allows a cultivation closer to the photoautrophic micropropagation. The objective of this work was to evaluate the effects on in vitro growth and on the leaf anatomy of Cattleya walkeriana grown in natural and conventional ventilation system with different concentrations of sucrose (0; 15; 30 and 45 L-1) combined with different cultivation systems (conventional micropropagation and natural ventilation system). The culture medium was composed of MS salts, solidified with 7 g L-1 of agar and pH adjusted to 5.8. Forty milliliters of culture medium were distributed in 250 mL flasks, autoclaved at 120 ºC for 20 minutes. The greater plant growth, as well as the greater thickness of the mesophyll was observed with the use of 20 g L-1 sucrose in natural ventilation system. Plants grown in natural ventilation system showed a thicker leaf mesophyll, which is directly related to photoautotrophic crops. The natural ventilation system induced more elliptical stomata and probably more functional formats.

Pseudomonas aeruginosa amidase: Aggregation in recombinant Escherichia coli

The effect of cultivation parameters such as temperature incubation, IPTG induction and ethanol shock on the production of Pseudomonasaeruginosa amidase (E.C.3.5.1.4) in a recombinant Escherichia coli strain in LB ampicillin culture medium was investigated. The highest yield of solubleamidase, relatively to other proteins, was obtained in the condition at 37 degrees C using 0.40 mM IPTG to induce growth, with ethanol. Our results demonstrate the formation of insoluble aggregates containing amidase, which was biologically active, in all tested growth conditions. Addition of ethanol at 25 degrees C in the culture medium improved amidase yield, which quantitatively aggregated in a biologically active form and exhibited in all conditions an increased specific activity relatively to the soluble form of the enzyme. Non-denaturing solubilization of the aggregated amidase was successfully achieved using L-arginine. The aggregates obtained from conditions at 37 degrees C by Furier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis demonstrated a lower content of intermolecular interactions, which facilitated the solubilization step applying non-denaturing conditions. The higher interactions exhibited in aggregates obtained at suboptimal conditions compromised the solubilization yield. This work provides an approach for the characterization and solubilization of novel reported biologically active aggregates of this amidase.

Biocompatibilidade de resinas acrílicas para base e reembasamento de próteses após períodos de imersão em soluções desinfetantes: análise do metabolismo celular

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência da espessura do substrato dental sobre a eficácia clareadora e citotoxicidade de diferentes protocolos de clareamento

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação do efeito da luz e temperatura no crescimento in vitro de Ulva rigida C. Agardh (Chlorophyta, Chlorophyceae)

Dissertação de Mestrado em Biodiversidade e Biotecnologia Vegetal

Potencial da diversidade microbiana dos Açores na saúde : screening, purificação e caracterização de uma enzima trombolítica

Dissertação de Mestrado, Mestrado em Ciências Biomédicas, 8 de Maio de 2015, Universidade dos Açores.

Efeito de metais pesados na alga Pseudokirchneriella subcapitata

O impacto dos metais pesados em ambientes aquáticos, incluindo águas residuais, é vulgarmente determinado através de testes de toxicidade. A microalga Pseudokirchneriella subcapitata é usada nos métodos de toxicidade recomendados por organismos Internacionais como a EPA (Environmental Protection Agency) e a OCDE (Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Económico). O presente trabalho teve como objectivo avaliar o impacto do cádmio e do zinco no crescimento, na autofluorescência e na actividade metabólica da alga P. subcapitata. Para tal, a alga, em fase exponencial de crescimento, foi inoculada no meio de cultura contendo Cd (150, 500 ou 700 nmol/l) ou Zn (300, 1800 ou 6000 nmol/l). A concentração mais baixa de Cd e Zn não provocou qualquer efeito inibitório. Para uma concentração intermédia de Cd e Zn, observou-se uma redução do crescimento, ao fim de 72 h, de 63 e 50 %, respectivamente. No caso da concentração mais elevada de Cd e de Zn, observou-se uma redução do crescimento, ao fim de 72 h, de 83 e 97 %, respectivamente. A perda de autofluorescência da alga, devido à presença de Cd e de Zn, seguiu um padrão similar ao efeito sobre o crescimento. Resultados preliminares mostraram que a exposição das células de P. subcapitata a 700 nmol/ de Cd, durante 1h, induziu uma inibição da actividade esterásica de 52 %, enquanto que a incubação com 6000 nmol/l de Zn, durante 6 h, provocou uma redução da actividade esterásica de ~ 50 %. Em conclusão, os resultados obtidos mostram que o Cd é mais tóxico que o Zn para a alga P. subcapitata. A perda de autofluorescência, devido à exposição aos metais pesados em estudo, ocorreu segundo um padrão similar ao efeito inibitório sobre o crescimento. O Cd e Zn provocaram uma rápida perda (no espaço de 6 h) da actividade esterásica. Estes resultados sugerem que a avaliação da actividade esterásica da alga P. subcapitata poderá constituir um indicador sensível na avaliação da toxicidade.

Efeito das condições ambientais na produtividade lipídica da Dunaliella tertiolecta

Este trabalho teve como objectivo a optimização das condições de crescimento de biomassa algal tendo em vista a sua utilização como fonte de lípidos para biocombustíveis. Assim, procedeu-se à inoculação de duas estirpes, a Dunaliella tertiolecta (água salgada) e a Tetraselmis subcordiformis (água salobra), seleccionando-se a Dunaliella tertiolecta uma vez que esta apresentou um crescimento mais rápido. Escolhida a estirpe a usar, avaliou-se a influência da composição do meio de cultura da espécie, variando-se a concentração de macronutrientes (Magnésio, Potássio, Azoto, Fósforo) e de micronutrientes (Manganês, Zinco, Ferro, Cobalto) presentes no meio em 10 e 20 vezes, comparativamente à do meio de cultura padrão, o meio Artificial Seawater Medium with Vitamins. Avaliou-se o crescimento algal, a uma temperatura de 25 ºC ± 2 ºC, com uma intensidade de iluminação de 5000 lux (lâmpadas luz dia) e fotoperíodos 12:12 h, controlando possíveis contaminações nas culturas em estudo. Para os ensaios realizados com a Dunaliella tertiolecta, os melhores resultados para a produtividade média e máxima de biomassa, 63,06 mgbiomassa seca/L.dia e 141,79 mgbiomassa seca/L.dia, respectivamente, foram obtidos no ensaio em que se fez variar 10 vezes a concentração de azoto (sob a forma de nitrato). Os resultados mais satisfatórios para o teor lípidico e para a produtividade lipídica máxima, 33,45% e 47,43 mgóleo/L.dia respectivamente, também foram obtidos no ensaio em que se fez variar 10 vezes a concentração de azoto (sob a forma de nitrato), (com extracção dos lípidos usando o método de Bligh e Dyer). Foram testados dois solventes para a extracção de lipídos, o clorofórmio e o hexano, tendose obtido resultados superiores com o clorofórmio, comparativamente aos obtidos quando se usou hexano, com excepção do ensaio em que se aumentou 20 vezes a concentração de fósforo no meio de cultura das microalgas. Verificou-se que, em todos os ensaios foi atingido o estado estacionário sensivelmente na mesma altura, isto é, decorridos cerca de 25 dias após o início do estudo, excepto os ensaios em que se fez variar a concentração de cobalto, para os quais as culturas não se adaptaram às alterações do meio, acabando por morrer passados 15 dias. A adição dos macronutrientes e micronutrientes usados nos ensaios, nas quantidades testadas, não influenciou significativamente a produtividade lipídica, com excepção do azoto e ferro. Conclui-se que o aumento da concentração de azoto para 10x o valor padrão potencia o aumento da produtividade lipídica máxima para mais do dobro (3,6 vezes – Padrão: 13,25 mgóleo/L.dia; 10x N: 47,43 mgóleo/L.dia) e que o aumento da concentração de ferro para 10x o valor padrão potencia o aumento da produtividade lipídica máxima para aproximadamente o dobro (1,9 vezes - Padrão: 14,61 mgóleo/L.dia; 10x Fe: 28,04 mgóleo/L.dia). Nos ensaios realizados com adição de azoto ou ferro, os resultados obtidos para a concentração, teor lípidico e produtividade lipídica máxima, foram sempre superiores aos do padrão correspondente, pelo que se pode concluir que estes ensaios se apresentam como os mais promissores deste estudo, embora o ensaio mais satisfatório tenha sido aquele em que se promoveu a alteração da concentração de azoto para 10 vezes o valor padrão.

Ibuprofen-loaded poly(trimethylene carbonate-co-ϵ- caprolactone) electrospun fibres for nerve regeneration

The development of scaffolds that combine the delivery of drugs with the physical support provided by electrospun fibres holds great potential in the field of nerve regeneration. Here it is proposed the incorporation of ibuprofen, a well-known non-steroidal anti-inflammatory drug, in electrospun fibres of the statistical copolymer poly(trimethylene carbonate-co-ε-caprolactone) [P(TMC-CL)] to serve as a drug delivery system to enhance axonal regeneration in the context of a spinal cord lesion, by limiting the inflammatory response. P(TMC-CL) fibres were electrospun from mixtures of dichloromethane (DCM) and dimethylformamide (DMF). The solvent mixture applied influenced fibre morphology, as well as mean fibre diameter, which decreased as the DMF content in solution increased. Ibuprofen-loaded fibres were prepared from P(TMC-CL) solutions containing 5% ibuprofen (w/w of polymer). Increasing drug content to 10% led to jet instability, resulting in the formation of a less homogeneous fibrous mesh. Under the optimized conditions, drug-loading efficiency was above 80%. Confocal Raman mapping showed no preferential distribution of ibuprofen in P(TMC-CL) fibres. Under physiological conditions ibuprofen was released in 24h. The release process being diffusion-dependent for fibres prepared from DCM solutions, in contrast to fibres prepared from DCM-DMF mixtures where burst release occurred. The biological activity of the drug released was demonstrated using human-derived macrophages. The release of prostaglandin E2 to the cell culture medium was reduced when cells were incubated with ibuprofen-loaded P(TMC-CL) fibres, confirming the biological significance of the drug delivery strategy presented. Overall, this study constitutes an important contribution to the design of a P(TMC-CL)-based nerve conduit with anti-inflammatory properties.

Estudo da influência de parâmetros ambientais (Fe e N) na produtividade lipídica da microalga Chlamydomonas sp.

Mestrado em Engenharia Química - Ramo Tecnologias de Protecção Ambiental

Paracoccidioidomycosis: a sequential histopathologic study of lesions in experimentally-infected rats

Female albino rats were used for the sequential histopathological study of experimental paracoccidioidomycosis. The animals were inoculated intraperitoneally with a strain of Paracoccidioides brasiliensis in the yeast-like phase, and sacrificed at given intervals from 1 to 168 days after inoculation; each animal received an inoculum of 4 x 10(6) cells in 0.8 ml of saline. The control group received saline containing scrapings of the culture medium. Tissue from the inoculation site was examined. The cellular population, the extracellular matrix, and the presence and characteristics of fungi were analysed in the inflammatory granulomatous process by light microscopy. The results allowed to separate the kinetic of the inflammatory response into three stages: 1) neutrophilic or macrophagic-neutrophilic; 2) pre-granulomatous; 3) granulomatous. Synthesis of the extracellular matrix began with the depositing of fibrin-like material, and increased gradually with deposits of collagen, proteoglycans, and glycoproteins. Parasites were present in all of the examined periods. Recurrences of the disease were clearly shown through the concurrence of recently-formed granulomas with older granulomas, implying that this type of granulomatous process does not eliminate the disease, nor is it able to limit fungal dissemination over a prolonged period of time.