Avaliação do efeito da microfauna do tanque de arejamento no efluente final

O presente trabalho, efetuado na Estação de Tratamento de Águas Residuais do Freixo (ETAR do Freixo), decorreu durante um período de nove meses, (entre Dezembro de 2012 e Agosto de 2013), e teve como principais objetivos: - a observação microscópica e respetiva identificação dos organismos presentes nas lamas ativadas dos reatores biológicos da ETAR (incidindo nos protozoários, metazoários e bactérias filamentosas); - estabelecer a relação entre os organismos identificados/quantidade respetiva e a sedimentabilidade das lamas ativadas e sua influência no processo de depuração; - avaliar a variação das espécies identificadas com as alterações processuais. Para o efeito, a metodologia utilizada foi: - a colheita diária de amostras em vários pontos da ETAR; - a determinação dos parâmetros operacionais e caracterização das amostras recolhidas, tendo sido efetuadas 6039 análises físico-químicas, incluindo ao afluente à ETAR, ao afluente e ao conteúdo dos dois reatores biológicos, à corrente de recirculação de lamas e ao efluente; - a visualização diária microscópica ótica sem contraste de fase dos microrganismos presentes nos reatores biológicos; - a visualização microscópica ótica com contraste de fase da microfauna presente nos reatores biológicos, sendo efetuadas 16 identificações e quantificações dos protozoários presentes nas lamas ativadas dos dois reatores e 10 identificações e quantificações das bactérias filamentosas presentes nos dois reatores biológicos. O início do estudo ocorreu num período em que se começou a verificar um aumento excessivo de espumas nos decantadores secundários, resultando numa fraca sedimentabilidade das lamas e numa menor qualidade do efluente final. Na tentativa de reduzir a excessiva ascensão do manto de lamas que se verificou, foram efectuadas alterações operacionais, consistindo: - na alteração da razão de recirculação da decantação secundária para os reatores biológicos; - na introdução de um composto altamente concentrado em matéria orgânica na corrente de recirculação de lamas; - na alteração da extração de lamas biológicas. Verificou-se que as alterações processuais efetuadas foram muito eficazes na diminuição do manto de lamas da decantação secundária, bem como muito eficazes na qualidade do efluente final. Durante os meses de Fevereiro a Agosto fez-se o acompanhamento diário de todas as condições de operação de modo a manter e validar o procedimento de operação, o qual se considerou muito eficaz em termos de obtenção de uma água tratada de excelente qualidade. Durante o estudo efetuado, verificou-se que a população microbiológica existente nos dois reatores biológicos se manteve praticamente inalterada durante todo o período, sendo os móveis de fundo e os sésseis os grupos dominantes. Esta dominância traduziu-se na elevada qualidade do efluente final que se observou a partir do mês de Fevereiro, tendo dificultado o estudo de novas condições de operação, mas facilitando a validação do procedimento adotado. No que se refere às bactérias filamentosas, verificou-se que são diversas as espécies presentes nos reatores biológicos e que existem em grande abundância, sendo que o Tipo 0092 é claramente dominante. O excessivo crescimento deste tipo de bactérias mostrou ser o maior problema a nível microbiológico no processo de tratamento da instalação, tornando-se crítico no período de inverno em que a temperatura e os picos de pluviosidade se mostraram condições favoráveis ao seu desenvolvimento. Para além da temperatura outros fatores mostraram-se responsáveis pelo seu crescimento tais como a razão Alimento/Microrganismo (A/M), a idade das lamas, a carga mássica afluente e o teor de oxigénio dissolvido nos reatores biológicos. Pode-se concluir que apesar de não se trabalhar com os valores teóricos dos parâmetros microbiológicos e operacionais considerados ideais, a ETAR do Freixo, possui um tratamento bastante eficaz na remoção da carga orgânica, na remoção de nutrientes e na remoção de sólidos suspensos totais, apesar da não existência de uma etapa de afinação final como a filtração.

Diagnosis of plague and identification of virulence markers in Yersinia pestis by multiplex-PCR

We have developed a procedure for the rapid diagnosis of plague that also allows the identification of prominent virulence markers of Y. pestis strains. This procedure is based upon the use of a single polymerase chain reaction with multiple pairs of primers directed at genes present in the three virulence plasmids as well as in the chromosomal pathogenicity island of the bacterium. The technique allowed the discrimination of strains which lacked one or more of the known pathogenic loci, using as template total DNA obtained from bacterial cultures and from simulated blood cultures containing diluted concentration of bacteria. It also proved effective in confirming the disease in a blood culture from a plague suspected patient. As the results are obtained in a few hours this technique will be useful in the methodology of the Plague Control Program.

Vibrio vulnificus as a health hazard for shrimp consumers

Over the last 30 years, a number of Vibrio species found in the aquatic environment have been indicated as cause of disease in human beings. Vibrio vulnificus is an emergent pathogen, an invasive and lethal marine bacterium related to wound infection and held accountable for gastroenteritis and primary septicemia. It occurs quite frequently in marine organisms, mainly in mollusks. This study aimed at isolating and identifying strains of V. vulnificus based upon the analysis of twenty samples of seabob shrimp, Xiphopenaeus kroyeri (Heller), purchased at the Mucuripe fish market (Fortaleza, Brazil). TCBS agar was used to isolate suspect strains. Seven of twenty-nine strains isolated from six different samples were confirmed as such by means of biochemical evidence and thus submitted to biological assays to determine their virulence. The susceptibility of the V. vulnificus strains to a number of antibiotics was tested. None of the V. vulnificus strains showed signs of virulence during a 24-hour observation period, possibly due to the shedding of the capsules by the cells. As to the results of the antimicrobial susceptibility tests, the seven above-mentioned V. vulnificus strains were found to be sensitive to nitrofurantoin (NT), ciprofloxacin (CIP), gentamicin (GN) and chloramphenicol (CO) and resistant to clindamycin (CI), penicillin (PN) and ampicillin (AP).

Produção de sideróforo pela bactéria Bacillus megaterium

Os agentes quelantes, como é o caso do EDTA, são utilizados numa ampla variedade de indústrias como a indústria têxtil, da pasta de papel, alimentar, de cosméticos ou de detergentes. Contudo, os agentes complexantes sintéticos, habitualmente usados, não são biodegradáveis, pelo que a sua acumulação no meio ambiente constitui motivo de preocupação. Deste modo, existe um interesse crescente na substituição destes compostos por compostos similares biodegradáveis sendo, deste modo, ambientalmente amigáveis. Alguns microrganismos são capazes de produzir moléculas com capacidade de captar metais. Um desses exemplos são os sideróforos: compostos produzidos por bactérias, fungos e plantas gramíneas, com capacidade de formar quelatos muito estáveis com o ferro. A presente dissertação teve como objetivo estudar o efeito de diferentes condições culturais e nutricionais na produção de sideróforo pela bactéria Bacillus megaterium. A avaliação da produção de sideróforo, utilizando o método colorimétrico Chrome Azurol S (CAS), durante o crescimento da bactéria, em meio de cultura deficiente em ferro, na presença de 5 ou de 20 g/L de glucose, mostrou que o início da sua produção ocorre, durante a fase exponencial de crescimento, não está relacionada com a esporulação e não é afetada pela concentração de glucose. Contudo, o crescimento da bactéria na presença de diferentes fontes de carbono (glicerol, frutose, galactose, glucose, manose, lactose, maltose ou sacarose) evidenciou que a produção de sideróforo é afetada pelo tipo de fonte de carbono. O crescimento na presença de glicerol promoveu a maior produção de sideróforo; efeito inverso foi observado na presença de manose. A bactéria B. megaterium, quando crescida na presença de frutose, galactose, glucose, lactose, maltose ou sacarose, produziu concentrações similares de sideróforo. O aumento da concentração de arginina, no meio de cultura, não aumentou a produção de sideróforo. A agitação apresentou um efeito positivo na produção de sideróforo; o crescimento em condições estáticas atrasou e diminuiu a produção de sideróforo. Em conclusão, o glicerol parece constituir uma fonte de carbono alternativa, aos monossacáridos e dissacáridos, para a produção de sideróforo. A agitação apresenta um efeito positivo na produção de sideróforo pela bactéria B. megaterium ATCC 19213.

Infectious agents in coronary atheromas: a possible role in the pathogenesis of plaque rupture and acute myocardial infarction

In this review we report our recent findings of histopathological features of plaque instability and the association with Mycoplasma pneumoniae (MP) and Chlamydia pneumoniae (CP) infection, studying thrombosed coronary artery segments (CAS) of patients who died due to acute myocardial infarction. Vulnerable plaques are known to be associated with fat atheromas and inflammation of the plaque. Here we demonstrated that vulnerability is also related with focal positive vessel remodeling that maintains relatively well preserved lumen even in the presence of large atheromatous plaques. This phenomena may explain why the cinecoronariography may not detect large and dangerous vulnerable plaques. Greater amount of these bacteria in vulnerable plaques is associated with adventitial inflammation and positive vessel remodeling: the mean numbers of lymphocytes were significantly higher in adventitia than in the plaque, good direct correlation was obtained between numbers of CD20 B cells and numbers of CP infected cells in adventitia, and between % area of MP-DNA in the plaque and cross sectional area of the vessel, suggesting a cause-effect relationship. Mycoplasma is a bacterium that needs cholesterol for proliferation and may increase virulence of other infectious agents. In conclusion, co-infection by Mycoplasma pneumoniae and Chlamydia pneumoniae may represent an important co-factor for plaque instability, leading to coronary plaque thrombosis and acute myocardial infarction, since larger amount of these bacteria strongly correlated with histological signs of more vulnerability of the plaque. The search of CMV and Helicobacter pilori in these tissues resulted negative.

Crystallographic studies on molybdopterin-dependent enzymes

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Bioquímica, Especialidade Bioquímica Estrutural

Evolution of genotypes of Group A streptococci from colonization and infection

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Biologia

Rat hepatocyte invasion by Listeria monocytogenes and analysis of TNF-alpha role in apoptosis

Listeria monocytogenes, etiological agent of severe human foodborne infection, uses sophisticated mechanisms of entry into host cytoplasm and manipulation of the cellular cytoskeleton, resulting in cell death. The host cells and bacteria interaction may result in cytokine production as Tumor Necrosis Factor (TNF) alpha. Hepatocytes have potential to produce pro-inflammatory cytokines as TNF-alpha when invaded by bacteria. In the present work we showed the behavior of hepatocytes invaded by L. monocytogenes by microscopic analysis, determination of TNF-alpha production by bioassay and analysis of the apoptosis through TUNEL technique. The presence of bacterium, in ratios that ranged from 5 to 50,000 bacteria per cell, induced the rupture of cellular monolayers. We observed the presence of internalized bacteria in the first hour of incubation by electronic microscopy. The levels of TNF-alpha increased from first hour of incubation to sixth hour, ranging from 0 to 3749 pg/mL. After seven and eight hours of incubation non-significant TNF-alpha levels decrease occurred, indicating possible saturation of cellular receptors. Thus, the quantity of TNF-alpha produced by hepatocytes was dependent of the incubation time, as well as of the proportion between bacteria and cells. The apoptosis rate increased in direct form with the incubation time (1 h to 8 + 24 h), ranging from 0 to 43%, as well as with the bacteria : cells ratio. These results show the ability of hepatocyte invasion by non-hemolytic L. monocytogenes, and the main consequences of this phenomenon were the release of TNF-alpha by hepatocytes and the induction of apoptosis. We speculate that hepatocytes use apoptosis induced by TNF-alpha for release bacteria to extracellular medium. This phenomenon may facilitate the bacteria destruction by the immune system.

Comparative analysis of two-dimensional electrophoresis maps (2-DE) of Helicobacter pylori from Brazilian patients with chronic gastritis and duodenal ulcer: a preliminary report

Helicobacter pylori is a bacterium recognized as the major cause of peptic ulcer and chronic gastritis. Recently, a proteome-based approach was developed to investigate pathogenic factors related to H. pylori. In this preliminary study, H. pylori strains were isolated from gastric biopsies of patients with chronic gastritis and duodenal ulcers. A partial proteomic analysis of H. pylori strains was performed by bacterial lyses and proteins were separated by two-dimensional gel electrophoresis (2-DE). A comparative analysis was performed to verify a differential protein expression between these two 2-DE maps. These data should be useful to clarify the role of different proteins related to bacterial pathogenesis. This study will be completed using a larger number of samples and protein identification of H. pylori by MALDI-TOF mass spectrometry.

Tnf-a production and apoptosis in hepatocytes after listeria monocytogenes and salmonella typhimurium invasion

Invasion of hepatocytes by Listeria monocytogenes (LM) and Salmonella Typhimurium (ST) can stimulate tumor necrosis factor alpha (TNF-α) release and induce apoptosis. In this study, we compared the behavior of hepatocytes invaded by three L. monocytogenes serotypes (LM-4a, LM-4b and LM-1/2a) and by ST to understand which bacterium is more effective in the infectious process. We quantified TNF-α release by ELISA, apoptosis rates by annexin V (early apoptosis) and TUNEL (late apoptosis) techniques. The cell morphology was studied too. TNF-α release rate was highest in ST-invaded hepatocytes. ST and LM-1/2a induced the highest apoptosis production rates evaluated by TUNEL. LM-4b produced the highest apoptosis rate measured by annexin. Invaded hepatocytes presented various morphological alterations. Overall, LM-4b and LM-1/2a proved to be the most efficient at cell invasion, although ST adapted faster to the environment and induced earlier hepatocyte TNF-α release.

Characterization of Vibrio Parahaemolyticus isolated from oysters and mussels in São Paulo, Brazil

Vibrio parahaemolyticus is a marine bacterium, responsible for gastroenteritis in humans. Most of the clinical isolates produce thermostable direct hemolysin (TDH) and TDH-related hemolysin (TRH) encoded by tdh and trh genes respectively. In this study, twenty-three V. parahaemolyticus, previously isolated from oysters and mussels were analyzed by PCR using specific primers for the 16S rRNA and virulence genes (tdh, trh and tlh) and for resistance to different classes of antibiotics and PFGE. Nineteen isolates were confirmed by PCR as V. parahaemolyticus. The tlh gene was present in 100% of isolates, the tdh gene was identified in two (10.5%) isolates, whereas the gene trh was not detected. Each isolate was resistant to at least one of the nine antimicrobials tested. Additionally, all isolates possessed the blaTEM-116 gene. The presence of this gene in V. parahaemolyticus indicates the possibility of spreading this gene in the environment. Atypical strains of V. parahaemolyticus were also detected in this study.

Fungal agents in different anatomical sites in Public Health Services in Cuiabá, state of Mato Grosso, Brazil

INTRODUCTION: A contribution to the regional epidemiological profile of the most common fungal agents in Public Health Services in Cuiabá, state of Mato Grosso, including university hospitals and polyclinics. METHODS: Clinical specimens (n = 1,496) from 1,078 patients were collected, submitted to direct mycological exam (potash or stick tape method) and cultured in specific mediums. Dermatophytic and non-dermatophytic agents were identified according to micromorphology (Ridell technique). RESULTS: The majority of the 1,496 specimens were skin (n = 985) and nail exams (n = 472). Of the 800 positive cultures, 246 (30.8%) corresponded to dermatophytes and 336 (42%) to yeasts of the genus Candida, 190 (23.7%) to other yeasts, 27 (3.4%) to non-dermatophytic filamentous fungi and one (0.1%) the agent of subcutaneous mycosis. Lesions considered primary occurred in greater numbers (59.5%) than recurrent lesions (37.4%), with a greater concentration of positivity occurring on the arms and legs. CONCLUSIONS: Comorbidities, allergies and diabetes mellitus were conditions associated with greater positivity in direct mycological exams and cultures. Positive culture was considered a definitive diagnosis of fungal infection and confirmed 47.8% of diagnostic hypotheses.

Whipple's disease: rare disorder and late diagnosis

Whipple's disease is a rare systemic infectious disorder caused by the bacterium Tropheryma whipplei. We report the case of a 61-year-old male patient who presented to emergency room complaining of asthenia, arthralgia, anorexia, articular complaints intermittent diarrhea, and a 10-kg weight loss in one year. Laboratory tests showed the following results: Hb = 7.5 g/dL, albumin = 2.5 mg/dL, weight = 50.3 kg (BMI 17.4 kg/m²). Upper gastrointestinal endoscopy revealed areas of focal enanthema in the duodenum. An endoscopic biopsy was suggestive of Whipple's disease. Diagnosis was confirmed based on a positive serum polymerase chain reaction. Treatment was initiated with intravenous ceftriaxone followed by oral trimethoprim-sulfamethoxazole. After one year of treatment, the patient was asymptomatic, with Hb = 13.5 g/dL, serum albumin = 5.3 mg/dL, and weight = 70 kg (BMI 24.2 kg/m²). Whipple's disease should be considered a differential diagnosis in patients with prolonged constitutional and/or gastrointestinal symptoms. Appropriate antibiotic treatment improves the quality of life of patients.

DIFFERENTIATION BETWEEN Nocardia spp. AND Mycobacterium spp.: CRITICAL ASPECTS FOR BACTERIOLOGICAL DIAGNOSIS

New methodologies were developed for the identification of Nocardia but the initial diagnosis still requires a fast and accurate method, mainly due to the similarity to Mycobacterium, both clinical and bacteriologically. Growth on Löwenstein-Jensen (LJ) medium, presence of acid-fast bacilli through Ziehl-Neelsen staining, and colony morphology can be confusing aspects between Nocardia and Mycobacterium. This study describes the occurrence of Nocardia spp. in a mycobacterial-reference laboratory, observing the main difficulties in differentiating Nocardia spp. from Mycobacterium spp., and correlating isolates with nocardiosis cases. Laboratory records for the period between 2008 and 2012 were analyzed, and the isolates identified as Nocardia sp. or as non-acid-fast filamentous bacilli were selected. Epidemiological and bacteriological data were analyzed as well. Thirty-three isolates identified as Nocardia sp. and 22 as non-acid-fast bacilli were selected for this study, and represented 0.12% of isolates during the study period. The presumptive identification was based on macroscopic and microscopic morphology, resistance to lysozyme and restriction profiles using the PRA-hsp65 method. Nocardia spp. can grow on media for mycobacteria isolation (LJ and BBL MGIT™) and microscopy and colony morphology are very similar to some mycobacteria species. Seventeen patients (54.8%) were reported and treated for tuberculosis, but presented signs and symptoms of nocardiosis. It was concluded that the occurrence of Nocardia sp. during the study period was 0.12%. Isolates with characteristics of filamentous bacilli, forming aerial hyphae, with colonies that may be pigmented, rough and without the BstEII digestion pattern in PRA-hsp65 method are suggestive of Nocardia spp. For a mycobacterial routine laboratory, a flow for the presumptive identification of Nocardia is essential, allowing the use of more accurate techniques for the correct identification, proper treatment and better quality of life for patients.

Avaliação de funcionamento de duas estações de tratamento de águas residuais do interior de Vila Nova de Gaia

Esta dissertação descreve o trabalho desenvolvido ao longo de um ano e um mês desde a pesquisa teórica até à prática experimental no âmbito da unidade curricular de Dissertação/estágio do Mestrado em Engenharia Química, no ramo Tecnologias em Proteção Ambiental. O tema desta dissertação consiste na avaliação do funcionamento de duas estações de tratamento de águas residuais (ETAR) do interior do município de Vila Nova de Gaia no que diz respeito ao possível aumento da resistência a antibióticos na ETAR de Febros e na ETAR de Lever. Os testes de sensibilidade a antibióticos (TSA) foram executados para ambas as ETAR, sendo as amostras de água recolhidas na entrada e na saída dos reatores biológicos (tratamento secundário). Além disso, foram realizados testes de avaliação da eficiência de desinfeção por radiação ultravioleta (UV) relativamente à Escherichia coli (E. coli) na ETAR de Lever. Os antibióticos selecionados para a realização deste trabalho foram a Eritromicina, a Azitromicina, a Claritromicina, a Ofloxacina, a Ciprofloxacina, o Sulfametoxazol, o Trimetoprim e o Metronidazol. Esta seleção baseou-se no facto de estes serem alguns dos antibióticos mais consumidos e mais persistentes no meio ambiente. A bactéria E. coli (isolada a partir de amostras das águas residuais estudadas) foi escolhida para a realização deste estudo uma vez que está sempre presente nas águas residuais domésticas e está associada a fenómenos de multirresistência a antibióticos. Os testes de TSA foram realizados seguindo a metodologia de difusão por discos. No período do estudo (Março a Junho de 2015) identificaram-se situações quer de aumento de resistência quer de aumento de sensibilidade aos antibióticos testados. As situações mais graves de aumento de resistência, a que corresponderam a halos nulos, verificaram-se para os antibióticos Claritromicina, Trimetoprim e Metronidazol, ocorrendo com maior frequência para os dois últimos, que aliás são fármacos que são administrados em simultâneo. Os períodos mais problemáticos em termos de aumento das resistências foram ligeiramente diferentes nas duas ETAR. No caso da ETAR de Febros correspondeu ao mês Abril e na ETAR de Lever ocorreu entre o final de Abril e o início de Maio. Considera-se que estes períodos poderão coincidir com um aumento do consumo destes fármacos devido à sua utilização no combate a infeções respiratórias muito comuns nesta altura do ano. Não se observou qualquer sensibilidade da E. coli para o Metronidazol porque é um antibiótico com indicação para algumas bactérias anaeróbias, fungos e giardia, e que à partida não tem capacidade para eliminar a E. coli. A eficiência da desinfeção na ETAR de Lever relativamente à remoção de E. coli foi satisfatória. Sendo de salientar a importância da manutenção, no que se refere à identificação de possíveis avarias nas lâmpadas e correspondente limpeza. Os resultados deste trabalho provam a existência de estirpes da bactéria E. coli resistentes a alguns dos antibióticos estudados, o que reforça a importância da desinfeção no tratamento de águas residuais domésticas.