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.

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%).

Análise tribológica na interface aço carbono SAE 1020 e poliamida 11 em sistemas de deslizamento automotivos

Sistemas deslizantes com interface formada com aços baixa liga e polímeros variados são vastamente utilizados na indústria automotiva em sistemas de transmissão de torque submetidas à carregamento axial. Geralmente esses sistemas são acoplados aos sistemas de direção e interagem quase diretamente com o usuário final do veículo. Para conhecer as condições de desgaste mais severas as quais esses sistemas são submetidos e tentar minimiza-las, foi proposta a análise tribológica, em tribômetro do tipo pino-no-disco, da interface aço SAE 1020 com poliamida 11 em água destilada, solução aquosa com 5% em massa de cloreto de sódio e solução aquosa com 184,21 g/l. de areia natural, de acordo com as normas técnicas automotivas VW PV1210:2010-02 e VW PV2982:2013-07. Os ensaios foram realizados em frequências de 3,0 Hz e 1,5 Hz com quantidade fixada em 10.000 ciclos de rotação. O potencial de corrosão em circuito aberto foi monitorado ao longo dos ensaios e a taxa de desgaste foi calculada. Foram evidenciados maiores coeficientes de atrito, maiores taxas de desgaste e maiores amplitudes de potencial de corrosão nas amostras ensaiadas em solução de areia; com valores mais brandos para as amostras ensaiadas em água destilada e valores intermediários para as amostras ensaiadas em solução de cloreto de sódio.

Composite hydrogels for nucleus pulposus tissue engineering

Tissue engineering offers a paradigm shift in the treatment of back pain. Engineered intervertebral discs could replace degenerated tissue and overcome the limitations of current treatments, which substantially alter the biomechanical properties of the spine. The centre of the disc, the nucleus pulposus, is an amorphous gel with a large bound water content and it can resist substantial compressive loads. Due to similarities in their compositions, hydrogels have frequently been considered as substitutes for the nucleus pulposus. However, there has been limited work characterising the time-dependent mechanical behaviour of hydrogel scaffolds for nucleus pulposus tissue engineering. Poroelastic behaviour, which plays a key role in nutrient transport, is of particular importance. Here, we investigate the time-dependent mechanical properties of gelatin and agar hydrogels and of gelatin-agar composites. The time-dependent properties of these hydrogels are explored using viscoelastic and poroelastic frameworks. Several gel formulations demonstrate comparable equilibrium elastic behaviour to the nucleus pulposus under unconfined compression, but permeability values that are much greater than those of the native tissue. A range of time-dependent responses are observed in the composite gels examined, presenting the opportunity for targeted design of custom hydrogels with combinations of mechanical properties optimized for tissue engineering applications. © 2011 Elsevier Ltd.

Electrospun fiber - Hydrogel composites for nucleus pulposus tissue engineering

New materials are needed to replace degenerated intervertebral disc tissue and to provide longer-term solutions for chronic back-pain. Replacement tissue potentially could be engineered by seeding cells into a scaffold that mimics the architecture of natural tissue. Many natural tissues, including the nucleus pulposus (the central region of the intervertebral disc) consist of collagen nanofibers embedded in a gel-like matrix. Recently it was shown that electrospun micro- or nano-fiber structures of considerable thickness can be produced by collecting fibers in an ethanol bath. Here, randomly aligned polycaprolactone electrospun fiber structures up to 50 mm thick are backfilled with alginate hydrogels to form novel composite materials that mimic the fiber-reinforced structure of the nucleus pulposus. The composites are characterized using both indentation and tensile testing. The composites are mechanically robust, exhibiting substantial strain-to-failure. The method presented here provides a way to create large biomimetic scaffolds that more closely mimic the composite structure of natural tissue. © 2012 Materials Research Society.

Mechanical behaviour of electrospun fibre-reinforced hydrogels.

Mechanically robust and biomimicking scaffolds are needed for structural engineering of tissues such as the intervertebral disc, which are prone to failure and incapable of natural healing. Here, the formation of thick, randomly aligned polycaprolactone electrospun fibre structures infiltrated with alginate is reported. The composites are characterised using both indentation and tensile testing and demonstrate substantially different tensile and compressive moduli. The composites are mechanically robust and exhibit large strains-to-failure, exhibiting toughening mechanisms observed in other composite material systems. The method presented here provides a way to create large-scale biomimetic scaffolds that more closely mimic the composite structure of natural tissue, with tuneable tensile and compressive properties via the fibre and matrix phases, respectively.

Mechanical behaviour of electrospun fibre-reinforced hydrogels

Mechanically robust and biomimicking scaffolds are needed for structural engineering of tissues such as the intervertebral disc, which are prone to failure and incapable of natural healing. Here, the formation of thick, randomly aligned polycaprolactone electrospun fibre structures infiltrated with alginate is reported. The composites are characterised using both indentation and tensile testing and demonstrate substantially different tensile and compressive moduli. The composites are mechanically robust and exhibit large strains-to-failure, exhibiting toughening mechanisms observed in other composite material systems. The method presented here provides a way to create large-scale biomimetic scaffolds that more closely mimic the composite structure of natural tissue, with tuneable tensile and compressive properties via the fibre and matrix phases, respectively. © 2014 Springer Science+Business Media New York.

Fixação de nitrogênio pela soja em sistemas de cultivo contínuo e rotacionado com pecuária nos Cerrados.

Quantificou-se a contribuição da fixação biológica de N2 (FBN) na cultura da soja em um Latossolo Vermelho-Escuro, utilizando-se a técnica da abundância natural do isótopo 15N. Foram estudados cinco tratamentos: 1) soja de primeiro ano em solo cultivado por quatro anos com Brachiaria decumbens, sob pastejo, e preparado mecanicamente (arado, grade pesada e niveladora); 2) mesmas condições anteriores, mas com plantio direto da soja; 3) soja em cultivo contínuo por cinco anos, como cultura de verão, sem plantio de milheto no outono/ inverno, e solo preparado de forma convencional (arado, grade pesada e niveladora); 4) soja com cultivo contínuo por cinco anos, com cultivo de outono/inverno de milheto (Pennisetum atropurpureum) e preparo de solo conservacionista (arado de disco, aiveca e subsolador); 5) mesmas condições anteriores, mas com plantio direto. Amostras de plantas foram coletadas no estádio vegetativo, enchimento de grãos, na maturação, e na colheita final de grãos. Em cada coleta analisaram-se as produções de matéria seca (MS) e teores de N e 15N. As produções de MS e N total acumulado foram semelhantes no estádio vegetativo, mas as plantas no plantio direto mostraram taxas de FBN acima de 50%, enquanto que as de plantio convencional estavam abaixo de 40%. No enchimento de grãos, as produções de MS, N total e as taxas de FBN(entre 60% e 68%) foram semelhantes em todos os sistemas de preparo do solo. Na maturação dos grãos, o preparo de solo convencional resultou numa maior produção de MS do que no plantio direto. Os grãos apresentaram a maior parte do N fixado (66% a 82%), ficando entre 51% e 68% para a parte aérea e entre 15% e 32% para as raízes. No balanço do N total obtido por FBN e o que foi alocado aos grãos, obtiveram-se valores indicativos de que a maior parte do N fixado seria retirada do sistema na colheita de grãos, o que foi confirmado na colheita final. A soja de plantio direto mostrou um balanço ligeiramente mais positivo do que a soja de plantio convencional. Como a soja é pouco dependente do N do solo, usando eficientemente o N de fixação, este seria poupado como resíduo para uso de culturas subseqüentes, o que explicaria o efeito benéfico imediato observado na prática em sistemas produtivos de rotação de cultura entre soja e cereais ou pastagem. No entanto, os resultados obtidos indicam que a soja, que tem um índice de colheita alto (proporção do N total nos grãos em relação ao N total da planta), não contribui significativamente para aumento dos teores de N total do solo capazes de beneficiar por longo tempo as culturas em sucessão.

Torneado con tornos de patada y tarraja utilizados en la producción cerámica de Ráquira - Boyacá.

8 hojas : ilustraciones, fotografías a color

A genetically engineered thermally responsive sustained release curcumin depot to treat neuroinflammation.

Radiculopathy, a painful neuroinflammation that can accompany intervertebral disc herniation, is associated with locally increased levels of the pro-inflammatory cytokine tumor necrosis factor alpha (TNFα). Systemic administration of TNF antagonists for radiculopathy in the clinic has shown mixed results, and there is growing interest in the local delivery of anti-inflammatory drugs to treat this pathology as well as similar inflammatory events of peripheral nerve injury. Curcumin, a known antagonist of TNFα in multiple cell types and tissues, was chemically modified and conjugated to a thermally responsive elastin-like polypeptide (ELP) to create an injectable depot for sustained, local delivery of curcumin to treat neuroinflammation. ELPs are biopolymers capable of thermally-triggered in situ depot formation that have been successfully employed as drug carriers and biomaterials in several applications. ELP-curcumin conjugates were shown to display high drug loading, rapidly release curcumin in vitro via degradable carbamate bonds, and retain in vitro bioactivity against TNFα-induced cytotoxicity and monocyte activation with IC50 only two-fold higher than curcumin. When injected proximal to the sciatic nerve in mice via intramuscular (i.m.) injection, ELP-curcumin conjugates underwent a thermally triggered soluble-insoluble phase transition, leading to in situ formation of a depot that released curcumin over 4days post-injection and decreased plasma AUC 7-fold.

Measurement of intracellular strain on deformable substrates with texture correlation.

Mechanical stimuli are important factors that regulate cell proliferation, survival, metabolism and motility in a variety of cell types. The relationship between mechanical deformation of the extracellular matrix and intracellular deformation of cellular sub-regions and organelles has not been fully elucidated, but may provide new insight into the mechanisms involved in transducing mechanical stimuli to biological responses. In this study, a novel fluorescence microscopy and image analysis method was applied to examine the hypothesis that mechanical strains are fully transferred from a planar, deformable substrate to cytoplasmic and intranuclear regions within attached cells. Intracellular strains were measured in cells derived from the anulus fibrosus of the intervertebral disc when attached to an elastic silicone membrane that was subjected to tensile stretch. Measurements indicated cytoplasmic strains were similar to those of the underlying substrate, with a strain transfer ratio (STR) of 0.79. In contrast, nuclear strains were much smaller than those of the substrate, with an STR of 0.17. These findings are consistent with previous studies indicating nuclear stiffness is significantly greater than cytoplasmic stiffness, as measured using other methods. This study provides a novel method for the study of cellular mechanics, including a new technique for measuring intranuclear deformations, with evidence of differential magnitudes and patterns of strain transferred from the substrate to cell cytoplasm and nucleus.

Injectable laminin-functionalized hydrogel for nucleus pulposus regeneration.

Cell delivery to the pathological intervertebral disc (IVD) has significant therapeutic potential for enhancing IVD regeneration. The development of injectable biomaterials that retain delivered cells, promote cell survival, and maintain or promote an NP cell phenotype in vivo remains a significant challenge. Previous studies have demonstrated NP cell - laminin interactions in the nucleus pulposus (NP) region of the IVD that promote cell attachment and biosynthesis. These findings suggest that incorporating laminin ligands into carriers for cell delivery may be beneficial for promoting NP cell survival and phenotype. Here, an injectable, laminin-111 functionalized poly(ethylene glycol) (PEG-LM111) hydrogel was developed as a biomaterial carrier for cell delivery to the IVD. We evaluated the mechanical properties of the PEG-LM111 hydrogel, and its ability to retain delivered cells in the IVD space. Gelation occurred in approximately 20 min without an initiator, with dynamic shear moduli in the range of 0.9-1.4 kPa. Primary NP cell retention in cultured IVD explants was significantly higher over 14 days when cells were delivered within a PEG-LM111 carrier, as compared to cells in liquid suspension. Together, these results suggest this injectable laminin-functionalized biomaterial may be an easy to use carrier for delivering cells to the IVD.

Changes in midbrain pain receptor expression, gait and behavioral sensitivity in a rat model of radiculopathy.

Intervertebral disc herniation may contribute to inflammatory processes that associate with radicular pain and motor deficits. Molecular changes at the affected dorsal root ganglion (DRG), spinal cord, and even midbrain, have been documented in rat models of radiculopathy or nerve injury. The objective of this study was to evaluate gait and the expression of key pain receptors in the midbrain in a rodent model of radiculopathy. Radiculopathy was induced by harvesting tail nucleus pulposus (NP) and placing upon the right L5 DRG in rats (NP-treated, n=12). Tail NP was discarded in sham-operated animals (n=12). Mechanical allodynia, weight-bearing, and gait were evaluated in all animals over time. At 1 and 4 weeks after surgery, astrocyte and microglial activation was tested in DRG sections. Midbrain sections were similarly evaluated for immunoreactivity to serotonin (5HT(2B)), mu-opioid (µ-OR), and metabotropic glutamate (mGluR4 and 5) receptor antibodies. NP-treated animals placed less weight on the affected limb 1 week after surgery and experienced mechanical hypersensitivity over the duration of the study. Astroctye activation was observed at DRGs only at 4 weeks after surgery. Findings for pain receptors in the midbrain of NP-treated rats included an increased expression of 5HT(2B) at 1, but not 4 weeks; increased expression of µ-OR and mGluR5 at 1 and 4 weeks (periaqueductal gray region only); and no changes in expression of mGluR4 at any point in this study. These observations provide support for the hypothesis that the midbrain responds to DRG injury with a transient change in receptors regulating pain responses.

Differentiation of mouse induced pluripotent stem cells (iPSCs) into nucleus pulposus-like cells in vitro.

A large percentage of the population may be expected to experience painful symptoms or disability associated with intervertebral disc (IVD) degeneration - a condition characterized by diminished integrity of tissue components. Great interest exists in the use of autologous or allogeneic cells delivered to the degenerated IVD to promote matrix regeneration. Induced pluripotent stem cells (iPSCs), derived from a patient's own somatic cells, have demonstrated their capacity to differentiate into various cell types although their potential to differentiate into an IVD cell has not yet been demonstrated. The overall objective of this study was to assess the possibility of generating iPSC-derived nucleus pulposus (NP) cells in a mouse model, a cell population that is entirely derived from notochord. This study employed magnetic activated cell sorting (MACS) to isolate a CD24(+) iPSC subpopulation. Notochordal cell-related gene expression was analyzed in this CD24(+) cell fraction via real time RT-PCR. CD24(+) iPSCs were then cultured in a laminin-rich culture system for up to 28 days, and the mouse NP phenotype was assessed by immunostaining. This study also focused on producing a more conducive environment for NP differentiation of mouse iPSCs with addition of low oxygen tension and notochordal cell conditioned medium (NCCM) to the culture platform. iPSCs were evaluated for an ability to adopt an NP-like phenotype through a combination of immunostaining and biochemical assays. Results demonstrated that a CD24(+) fraction of mouse iPSCs could be retrieved and differentiated into a population that could synthesize matrix components similar to that in native NP. Likewise, the addition of a hypoxic environment and NCCM induced a similar phenotypic result. In conclusion, this study suggests that mouse iPSCs have the potential to differentiate into NP-like cells and suggests the possibility that they may be used as a novel cell source for cellular therapy in the IVD.

Flujos de carbono y nitrógeno bajo distintos sistemas de labranza en la región semiárida pampeana

Los contenidos de carbono y nitrógeno orgánicos del suelo están relacionados con su capacidad productiva. Esta relación es esperable que sea más estrecha en suelos de zonas áridas y semiáridas. La cantidad de carbono que puede secuestrar el suelo es, a la vez, de interés por la posibilidad de usar a los suelos como sumideros de carbono y mitigar el efecto invernadero. Esta tesis tiene como objetivo determinar los efectos del sistema de labranza sobre la dinámica del carbono y el nitrógeno en un suelo de una región semiárida. Se realizó un experimento de campo de larga duración en el que se contrastó un manejo tradicional, que empleaba un arado de disco en la labor principal, con un manejo tradicional, que empleaba un arado de disco en la labor principal, con un manejo de siembra directa. Los contenidos de humedad del suelo fueron superiores bajo siembra directa y mayores también los rendimientos de los cultivos que integraban la rotación siendo, consecuentemente, los aportes de carbono en forma de residuos al suelo también mayores. El flujo anual de carbono emitido a la atmósfera como C - CO2 fue similar entre sistemas de labranza, de lo que resultó un balance de carbono neutro bajo siembra directa y negativo bajo labranza con arado. La producción de C - CO2 aumentó con la cantidad de residuos presentes en el suelo y la temperatura y decrecía al incrementarse la cantidad de nitratos. La descomposición de los residuos vegetales y la liberación al suelo de su nitrógeno fue más rápida en el suelo labrado, lo que llevó a mayores niveles de nitratos a la siembra de algunos cultivos en el tratamiento con labranza en casi todos los cultivos integrantes de la rotación. Bajo siembra directa el suelo no perdió carbono durante el experimento mientras que bajo arado de disco el stock de carbono orgánico del suelo decreció. En regiones semiáridas la adopción de siembra directa determina balances de carbono menos negativos que bajo manejos con labranza, por incrementar las entradas de carbono al suelo y no afectar las salidas por respiración heterótrofa.