Biocompatible Bacterial Cellulose-Poly(2-hydroxyethyl methacrylate) Nanocomposite Films

A series of bacterial cellulose-poly(2-hydroxyethyl methacrylate) nanocomposite films was prepared by in situ radical polymerization of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), using variable amounts of poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) as crosslinker. Thin films were obtained, and their physical, chemical, thermal, and mechanical properties were evaluated. The films showed improved translucency compared to BC and enhanced thermal stability and mechanical performance when compared to poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA). Finally, BC/PHEMA nanocomposites proved to be nontoxic to human adipose-derived mesenchymal stem cells (ADSCs) and thus are pointed as potential dry dressings for biomedical applications.

Vascular endothelial growth factor regulates melanoma cell adhesion and growth in the bone marrow microenvironment via tumor cyclooxygenase-2

Background: Human melanoma frequently colonizes bone marrow (BM) since its earliest stage of systemic dissemination, prior to clinical metastasis occurrence. However, how melanoma cell adhesion and proliferation mechanisms are regulated within bone marrow stromal cell (BMSC) microenvironment remain unclear. Consistent with the prometastatic role of inflammatory and angiogenic factors, several studies have reported elevated levels of cyclooxygenase-2 (COX-2) in melanoma although its pathogenic role in bone marrow melanoma metastasis is unknown. Methods: Herein we analyzed the effect of cyclooxygenase-2 (COX-2) inhibitor celecoxib in a model of generalized BM dissemination of left cardiac ventricle-injected B16 melanoma (B16M) cells into healthy and bacterial endotoxin lipopolysaccharide (LPS)-pretreated mice to induce inflammation. In addition, B16M and human A375 melanoma (A375M) cells were exposed to conditioned media from basal and LPS-treated primary cultured murine and human BMSCs, and the contribution of COX-2 to the adhesion and proliferation of melanoma cells was also studied. Results: Mice given one single intravenous injection of LPS 6 hour prior to cancer cells significantly increased B16M metastasis in BM compared to untreated mice; however, administration of oral celecoxib reduced BM metastasis incidence and volume in healthy mice, and almost completely abrogated LPS-dependent melanoma metastases. In vitro, untreated and LPS-treated murine and human BMSC-conditioned medium (CM) increased VCAM-1-dependent BMSC adherence and proliferation of B16M and A375M cells, respectively, as compared to basal medium-treated melanoma cells. Addition of celecoxib to both B16M and A375M cells abolished adhesion and proliferation increments induced by BMSC-CM. TNF alpha and VEGF secretion increased in the supernatant of LPS-treated BMSCs; however, anti-VEGF neutralizing antibodies added to B16M and A375M cells prior to LPS-treated BMSC-CM resulted in a complete abrogation of both adhesion-and proliferation-stimulating effect of BMSC on melanoma cells. Conversely, recombinant VEGF increased adherence to BMSC and proliferation of both B16M and A375M cells, compared to basal medium-treated cells, while addition of celecoxib neutralized VEGF effects on melanoma. Recombinant TNFa induced B16M production of VEGF via COX-2-dependent mechanism. Moreover, exogenous PGE2 also increased B16M cell adhesion to immobilized recombinant VCAM-1. Conclusions: We demonstrate the contribution of VEGF-induced tumor COX-2 to the regulation of adhesion-and proliferation-stimulating effects of TNFa, from endotoxin-activated bone marrow stromal cells, on VLA-4-expressing

Bacterial flora of the gut of the African snakehead, Channa obscura (Pisces: Channidae)

A qualitative and quantitative investigation of the bacterial flora of the gut of the African snakehead, Channa obscura was undertaken. The types of bacteria isolated from the different parts of the gut of C. obscura include Pseudomonas, Streptococcus, Citrobacter and Proteus. The coliform (Escherichia coli, Enterobacter) and some other Enterobacteriaceae such as Salmonella were also present. The stomach and intestine were found to have a preponderance of Pseudomonas and Vibrio species. Klebsiella sp. and Bacillus sp. (only in the pyloric caeca) were also isolated. On the whole, the correlation coefficients of the two incubation temperatures showed a high statistical significance. Thus the bacterial load of the gut of C. obscura has been shown as a function of temperature

Distribution and occurrence of bacterial fish diseases in the different cultural facilities of Lake Kainji area

Fish farming practices in the Lake Kainji Area of Nigeria are categorized under seven main cultural facilities, namely, earthen ponds/reservoirs, indoor/outdoor concrete tanks, plastic tanks, floating cages/hapas, aquaria, sewage and feral conditions. The presence of Bacteria isolates associated with diseased fish conditions varied significantly (P<0.05) with different cultural facilities. The highest bacteria isolates and bacterial disease incidence, 33% and 46% respectively, was associated with diseased fish in the indoor/outdoor concrete tanks. The least incidence of bacteria isolates (3.5%) and blue bacterial disease (3%) was associated with diseased fish in the aquaria and feral conditions. Nine Gram-negative and two Gram-positive bacteria genera were isolated during this investigation. Pseudomonas spp. (23.6%) and Staphylococcus spp. (14.3%), were the predominant Gram-negative and Gram-positive bacteria genera in the different cultural facilities, respectively. This paper highlights the relevance of occurrence and distribution of bacteria isolates associated with diseased fish to bacterial fish diseases under different cultural facilities

Watershed monitoring and the TMDL modeling to assess bacterial loading in estuarine environments to improve management

Shellfish bed closures along the North Carolina coast have increased over the years seemingly concurrent with increases in population (Mallin 2000). More and faster flowing storm water has come to mean more bacteria, and fecal indicator bacterial (FIB) standards for shellfish harvesting are often exceeded when no source of contamination is readily apparent (Kator and Rhodes, 1994). Could management reduce bacterial loads if the source of the bacteria where known? Several potentially useful methods for differentiating human versus animal pollution sources have emerged including Ribotyping and Multiple Antibiotic Resistance (MAR) (US EPA, 2005). Total Maximum Daily Load (TMDL) studies on bacterial sources have been conducted for streams in NC mountain and Piedmont areas (U.S. EPA, 1991 and 2005) and are likely to be mandated for coastal waters. TMDL analysis estimates allowable pollutant loads and allocates them to known sources so management actions may be taken to restore water to its intended uses (U.S. EPA, 1991 and 2005). This project sought first to quantify and compare fecal contamination levels for three different types of land use on the coast, and second, to apply MAR and ribotyping techniques and assess their effectiveness for indentifying bacterial sources. Third, results from these studies would be applied to one watershed to develop a case study coastal TMDL. All three watershed study areas are within Carteret County, North Carolina. Jumping Run Creek and Pettiford Creek are within the White Oak River Basin management unit whereas the South River falls within the Neuse River Basin. Jumping Run Creek watershed encompasses approximately 320 ha. Its watershed was a dense, coastal pocosin on sandy, relic dune ridges, but current land uses are primarily medium density residential. Pettiford Creek is in the Croatan National Forest, is 1133 ha. and is basically undeveloped. The third study area is on Open Grounds Farm in the South River watershed. Half of the 630 ha. watershed is under cultivation with most under active water control (flashboard risers). The remaining portion is forested silviculture.(PDF contains 4 pages)

Gut microbiota promote hematopoiesis to control bacterial infection

The commensal microbiota impacts specific immune cell populations and their functions at peripheral sites, such as gut mucosal tissues. However, it remains unknown whether gut microbiota control immunity through regulation of hematopoiesis at primary immune sites. We reveal that germ-free mice display reduced proportions and differentiation potential of specific myeloid cell progenitors of both yolk sac and bone marrow origin. Homeostatic innate immune defects may lead to impaired early responses to pathogens. Indeed, following systemic infection with Listeria monocytogenes, germ-free and oral antibiotic-treated mice display increased pathogen burden and acute death. Recolonization of germ-free mice with a complex microbiota restores defects in myelopoiesis and resistance to Listeria. These findings reveal that gut bacteria direct innate immune cell development via promoting hematopoiesis, contributing to our appreciation of the deep evolutionary connection between mammals and their microbiota.

Relação dos sistemas de reparo de DNA em Escherichia coli K-12 com resistência a antibióticos, características adesivas e formação de biofilme

As espécies reativas de oxigênio (ERO) são geradas durante o metabolismo celular normal e podem produzir vários danos oxidativos no DNA, tais como lesões nas bases nitrogenadas ou sítios apurínico/apirimidínico (AP). Essas lesões podem acarretar acúmulo de sítios de mutações, caso esses danos não sejam reparados. Entretanto, as bactérias possuem vários mecanismos de defesa contra as ERO que desempenham um importante papel na manutenção da fisiologia. O objetivo deste trabalho foi o de avaliar se sistemas enzimáticos, como o reparo por excisão de bases (BER), sistema SOS e SoxRS, interferem em respostas como a sensibilidade aos antibióticos, aderência das células bacterianas a superfícies bióticas ou abióticas e formação de biofilme. Os mutantes utilizados no presente estudo são todos derivados de Escherichia coli K-12 e os resultados obtidos mostraram que, dos mutantes BER testados, o único que apresentou diferença no perfil de sensibilidade aos antimicrobiamos em relação à cepa selvagem (AB1157) foi o mutante xthA- (BW9091), deficiente em exonuclease III. No teste de aderência qualitativo realizado com linhagem de células HEp-2 (originária de carcinoma de laringe humana) foi observado que onze cepas da nossa coleção, apresentaram um padrão denominando like-AA, contrastando com o que era esperado para as cepas de E. coli utilizadas como controle negativo, que apresentam aderência discreta sem padrão típico. A aderência manose-sensível via fímbria do tipo I avaliada nesse estudo mostrou que essa fimbria, possui um papel relevante na intensidade da aderência e filamentação nessas cepas estudas. A filamentação é uma resposta SOS importante para que o genoma seja reparado antes de ser partilhado pelas células filhas. Além disso, com relação à formação de biofilme, oito cepas apresentaram um biofilme forte sendo que essa resposta não foi acompanhada pelo aumento da intensidade de filamentação. Nossos resultados em conjunto sugerem o envolvimento de estresse oxidativo na definição de parâmetros como sensibilidade a antimicrobianos, padrão e intensidade de aderência, filamentação e formação de biofilme nas amostras de E. coli K-12 avaliadas neste trabalho. Sugerimos que a aderência gera estresse oxidativo causando danos no DNA, o que leva a indução do sistema SOS resultando na resposta de filamentação observada.

On methods of evaluation of bacterial production. [Translation from: Lietuvas TSR Mokslu Akademijos Darbai, C Serija 2(55) 3-9, 1971.]

By now a great deal of work is known concerning the methods of determining the production of bacteria or similar questions; among these the problems of a common terminology is discussed. The article discusses formulae of production of bacterial populations over time.

Bacterial production of nitrate in aquatic systems: progress report. Nitrate-loss processes in raw water

This short interim progress report builds on previous progress reports which have described the quantification of the process both within and between lakes of different degrees of eutrophication. These data indicated that slight changes in methodology, particularly when investigating sediment deposits, could grossly affect the measured activity. The aim of the present research was an attempt to rationalize these differences. If this could be achieved it would enable meaningful interpretation of published data obtained using different methods and therefore enlarge the available database. In addition some observations have been made on the production of nitrite by Grasmere profundal sediment slurries sampled during the circulation period.

Variation in bacterial populations in time and space

Obtaining a reliable estimate of the bacterial population is one of the main problems facing the bacterial ecologist. The author discusses the various methods available and concludes that the observed variability in bacterial populations depends on the sampling interval used.

Decomposition in lake sediments: bacterial action and interaction

This review discusses the processes involved in the decomposition of organic carbon derived initially from structural components of algae and other primary producers. It describes how groups of bacteria interact in time and space in a eutrophic lake. The relative importance of anaerobic and aerobic processes are discussed. The bulk of decomposition occurs within the sediment. The role of bacteria in the nitrogen cycle and the iron cycle, and in sulphate reduction and methanogenesis as the terminal metabolism of organic carbon are described.

Papel das hemaglutininas 67-72p de Corynebacterium diphtheriae na ligação a proteínas plasmáticas, superfícies celulares, invasão e indução de apoptose

Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae

Influência de pré-tratamentos de células epiteliais com penicilina e eritromicina na aderência e na viabilidade intracelular de Corynebacterium diphtheriae

A difteria é uma síndrome toxêmica causada pelo Corynebacterium diphtheriae. Embora programas de imunização mantenham a doença sob controle em países desenvolvidos, a difteria ainda permanece endêmica em diversas partes do mundo, especialmente em indivíduos parcialmente imunizados para toxina diftérica. Junto a isso, nos últimos 20 anos, tem-se observado a ocorrência crescente de quadros de infecções sistêmicas causados por cepas atoxinogênicas. A penicilina e eritromicina são as principais drogas de escolha no tratamento destas infecções, entretanto, a escassez de trabalhos reavaliando a terapia de escolha e a influência dos antibióticos no processo de interação bacteriana com células epiteliais humanas são escassos, logo compreendem aspectos que justificam o presente estudo. O objetivo principal deste projeto consiste na análise da influência do pré-tratamento de células epiteliais Hep-2 com os antimicrobianos penicilina e eritromicina na colonização e viabilidade intracelular de amostras de C. diphtheriae. As monocamadas foram submetidas ao tratamento prévio com doses séricas terapêuticas de penicilina (5g mL1) e eritromicina (1,92 g mL1) por 24 horas e os antibióticos foram removidos por lavagens com PBS antes da interação com a suspensão bacteriana (MOI de 107). Três horas após a infecção, o padrão de aderência foi investigado como também, realizada a análise das bactérias viáveis associadas e internalizadas nas monocamadas. O pré-tratamento com penicilina induziu a formação de perfil de aderência difuso (AD) pelas amostras estudadas. Microorganismos que normalmente apresentam padrão de aderência localizado (AL) passaram a expressar perfil (AD) após pré-tratamento das camadas com ambos antimicrobianos. A expressão do tipo agregativo (AA) não foi influenciada pela presença de eritromicina. A penicilina e a eritromicina reduziram o número de bactérias viáveis associadas às células HEp-2 na maioria das oportunidades. Entretanto, a penicilina interferiu em maior magnitude nesse processo. As três amostras invasoras de C. diphtheriae (HC01, HC04 e BR5015), apresentaram maior capacidade de sobrevivência no compartimento intracelular, independente do pré-tratamento. A expressão dos perfis de aderência assim como a capacidade de sobrevivência no compartimento intracelular frente aos antimicrobianos testados mostraram-se independentes da produção de toxina e dos percentuais de associação com as células HEp-2. Foi observada uma maior eficiência da eritromicina na eliminação de bactérias viáveis internalizadas reforçando a utilização clínica da eritromicina tanto no tratamento de pacientes quanto na erradicação do estado de portador. Novos estudos serão desenvolvidos para investigar alterações na expressão de fatores de virulência por amostras de C. diphtheriae na interação com células HEp-2 pré-tratadas com antimicrobianos e a influência sobre a evolução clínica das infecções por corinebactérias

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.

Surveying bacterial human pathogens in shrimp culture in Thailand

Any presence of bacterial human pathogen in shrimp products may be of public health concern. This note concludes that Salmonella do not appear to constitute a part of the microbial flora where shrimp culture is practiced in Thailand. Vibrio cholerae 01, the cause of cholera are rarely recovered from the environment with no isolates containing genes encoding cholera toxin. Further studies are needed to describe the prevalence of bacterial human pathogens in shrimp culture, especially determination of possible postharvest cross-contamnation with these pathogens