O papel de determinantes plasmídicos na resistência a compostos antimicrobianos em Staphylococcus aureus

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Microbiologia médica

Regulation and function of the cell wall polymer lipoteichoic acid in staphylococcus aureus

A thesis submitted for the Degree of Master in Medical microbiology

Avaliação da presença de Staphylococcus aureus nos leitos do Centro de Terapia Intensiva do Hospital Escola da Faculdade de Medicina do Triângulo Mineiro, em relação à posição no colchão antes e após a limpeza

Através de meios de cultura, foi pesquisada a posição de colônias de Staphylococcus aureus em colchões, visando avaliar a eficácia do procedimento de limpeza e desinfecção dos leitos do Hospital Escola da Faculdade de Medicina do Triângulo Mineiro (Uberaba). Foram analisadas amostras de 50 colchões no período de 22 de outubro de 2000 a 16 de janeiro de 2001. As amostras foram coletadas e semeadas, pela técnica de esgotamento, em dois meios de cultivo (ágar sangue e manitol) com posterior realização de provas de catalase e coagulase . Na análise estatística, foram utilizados os testes não paramétricos Mann-Whitney, Kruswkal- Wallis e Wilcoxon Matched Pairs Test com nível de significância p < 0,05. Foram utilizadas 600 placas de meio de cultivo. Houve crescimento em 94 (15,6%), sendo 82 (87,2%) antes e 12 (12,8%) após a limpeza e desinfecção. Em relação à posição no leito, as amostras semeadas no meio de cultivo com manitol mostraram que não houve redução significativa na posição inferior do leito (p>0,05). Os resultados apontam e alertam para falhas no procedimento de limpeza e desinfecção dos leitos hospitalares por nós estudados.

Amidation of peptidoglycan in Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus is one of the most important contemporary human pathogens. The evolutionary “success” of this species is closely related to its remarkably capacity to acquire antibiotic resistance traits. In this perspective, it is important to extend our knowledge concerning the mechanisms of antibiotic resistance in S. aureus and to identify new antimicrobials targets.(...)

Determinação da resistência antimicrobiana associada em isolados clínicos de Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa em um hospital público de Goiânia, Estado de Goiás

Este estudo avaliou a resistência antimicrobiana associada de Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus a um agente antimicrobiano com outras drogas. A resistência antimicrobiana associada foi calculada através do risco relativo. Houve uma relação óbvia entre resistência à oxacilina e a outros agentes antimicrobianos entre os isolados de Staphylococcus aureus resistentes à oxacilina (68,5%) superior a 32%, com exceção da linezolida (6,7%). Resistência associada pronunciada entre drogas foi observada para isolados de Pseudomonas aeruginosa, particularmente entre ciprofloxacina e os carbapenens (59,6% a 60,7%), entre aminoglicosídeos e carbapenens (66,3% a 67,7%) e os demais β-lactâmicos (52,3% a 85,8%). O presente trabalho enfatiza a importância da cultura diagnóstica e do teste de suscetibilidade na seleção de um correto agente antimicrobiano com relação ao impacto clínico no aumento da multirresistência e na seleção de resistência antimicrobiana associada.

Pneumonia necrotizante por Staphylococcus aureus resistente à meticilina

O objetivo desse estudo foi descrever um caso de pneumonia necrotizante por Staphylococcus aureus resistente a meticilina. A amostra foi isolada em hemocultura coletada menos de 48 horas da admissão hospitalar. A paciente era previamente hígida quando do início do processo infeccioso. O isolado possuía o gene mecA, com "staphylococcal cassette chromosome mec" tipo IVa". A presença de Staphylococcus aureus carreando esse determinante genético em nosso meio deve ser considerada em pneumonias comunitárias graves.

Crystallographic studies of proteins involved in the mRNA localization mechanisms in Drosophila melanogaster and amidation of the peptidoglycan residues in Staphylococcus aureus

Part of the work described in this chapter, was the subject of the following publication: D. Vieira, T. a. Figueiredo, A. Verma, R. G. Sobral, A. M. Ludovice, H. de Lencastre, and J. Trincao, “Purification, crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of GatD, a glutamine amidotransferase-like protein from Staphylococcus aureus peptidoglycan,” Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Commun., vol. 70, no. 5, pp. 1–4, Apr. 2014.

Staphylococcus aureus em 2 (duas) rãs-touro (Rana catesbeiana) de um ranário em Belém, PA

RESUMOEfetuou-se análises bateriológicas em material proveniente de dois espécimes de rãs-touro com a finalidade de se verificar qual o possível agente responsável pela patologia manifestada em um ranário da cidade de Belém, Pará. Os resultados indicam a presença de Staphylococcus aureus.

Compositional analysis of biofilms formed by Staphylococcus aureus isolated from food sources

The Supplementary Material for this article can be found online at: http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fmicb. 2016.00390

Estudio de los mecanismos inmunosupresores involucrados en la cronicidad de la infección intramamaria por staphylococcus aureus en bovinos. Immunosuppressive mechanisms involved in intrammary chronic infection by staphylococcus aureus in bovine.

La producción de productos lácteos conforma un complejo productivo de larga trayectoria en Argentina, con grandes transformaciones en el sector lechero en los últimos años. La provincia de Córdoba es una de las principales áreas de producción lechera, participando del 34.5 por ciento de la producción nacional. Esta provincia cuenta con un alto número de industrias, principalmente localizadas en la cuenca de Villa María, y concentra el 35 por ciento de los establecimientos lecheros del país. La Mastitis bovina (MB) es la principal causa de pérdidas económicas para el productor y la industria láctea a nivel mundial y regional, por lo cual se plantea la necesidad de mejorar la calidad higiénica y sanitaria de la leche a través de un mayor control de la mastitis. La MB es una inflamación de la glándula mamaria (GM) asociada a una infección bacteriana. Es la enfermedad más común y de mayor incidencia en el ganado lechero, siendo la principal causa de pérdidas económicas para la industria láctea a nivel mundial. Las medidas actuales de control de MB están basadas en prácticas de higiene apropiadas, reducción de la exposición ambiental al patógeno y terapia antibiótica del ganado, las cuales no son totalmente efectivas en el control de la infección. La defensa de la GM contra los patógenos causantes de MB depende de factores anatómicos, celulares y solubles, siendo la eficiencia de esos mecanismos la que determina la resistencia a nuevas infecciones. Los mediadores inmunes innatos y adquiridos de los tejidos y secreciones de la GM actúan en forma coordinada en la protección de la glándula contra enfermedades contagiosas. Staphylococcus aureus es el agente etiológico más importante en la mastitis. Esta bacteria evade la respuesta inmune inflamatoria mediante la inducción de mecanismos inmunosupresores, llevando a la patología a un curso crónico. S. aureus además puede colonizar el tejido epitelial y formar películas bacterianas conocidas como biofilms. Así, S. aureus adquiere más resistencia a la terapia antibiótica y a la acción del sistema inmunológico determinando la persistencia de la enfermedad. Nuestra hipótesis es que una respuesta inmune desarrollada en un microambiente particular de citoquinas, quimioquinas y células, podría contribuir a la evasión del patógeno y al desarrollo de una infección crónica. El polisacárido Quitosano (Q) presenta un efecto antibacteriano e inmunoestimulante en cultivos de células inmunes de ganado bovino, un efecto protectivo en modelos murinos de mastitis y actividad anti-biofilms de distintas cepas bacterianas. Por sus propiedades intrínsecas, este polisacárido es un candidato ideal en la regulación de las respuestas inmunológicas. El objetivo de este proyecto es caracterizar el microambiente local y sistémico, las señales inducidas por el microorganismo que promueven una falla inmunológica y caracterizar el efecto de Q sobre las respuestas generadas en la GM, mediante la realización de numerosos estudios in vivo e in vitro. Las estrategias para controlar la MB por S. aureus y disminuir el impacto de esta patología en la industria láctea, podrían orientarse a la manipulación del sistema inmunológico de la GM bovina a fin de incrementar los mecanismos de defensa naturales del huésped. Los resultados que se desprendan del proyecto permitirán adquirir conocimiento para el desarrollo de nuevas estrategias de inmunointervención a fin de controlar la MB por S. aureus y disminuir el impacto de esta patología en la industria láctea. Siendo la MB una patología relevante no solo en lo que hace a status sanitario animal, línea prioritaria definida en el Plan Estratégico Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación "Bicentenario 2006-2010", sino también a las implicancias económicas de esta problemática, y dado el desarrollo de la actividad lechera en la región y en el país, los resultados obtenidos podrían tener un importante impacto socioeconómico.

Phäno- und genotypische Untersuchungen von Methicillin-sensiblen und -resistenten Staphylococcus aureus-Isolaten aus Panama

Magdeburg, Univ., Med. Fak., Diss., 2015

Expression of Staphylococcus aureus clumping factor A in Lactococcus lactis subsp. cremoris using a new shuttle vector.

Staphylococcus aureus harbors redundant adhesins mediating tissue colonization and infection. To evaluate their intrinsic role outside of the staphylococcal background, a system was designed to express them in Lactococcus lactis subsp. cremoris 1363. This bacterium is devoid of virulence factors and has a known genetic background. A new Escherichia coli-L. lactis shuttle and expression vector was constructed for this purpose. First, the high-copy-number lactococcal plasmid pIL253 was equipped with the oriColE1 origin, generating pOri253 that could replicate in E. coli. Second, the lactococcal promoters P23 or P59 were inserted at one end of the pOri253 multicloning site. Gene expression was assessed by a luciferase reporter system. The plasmid carrying P23 (named pOri23) expressed luciferase constitutively at a level 10,000 times greater than did the P59-containing plasmid. Transcription was absent in E. coli. The staphylococcal clumping factor A (clfA) gene was cloned into pOri23 and used as a model system. Lactococci carrying pOri23-clfA produced an unaltered and functional 130-kDa ClfA protein attached to their cell walls. This was indicated both by the presence of the protein in Western blots of solubilized cell walls and by the ability of ClfA-positive lactococci to clump in the presence of plasma. ClfA-positive lactococci had clumping titers (titer of 4,112) similar to those of S. aureus Newman in soluble fibrinogen and bound equally well to solid-phase fibrinogen. These experiments provide a new way to study individual staphylococcal pathogenic factors and might complement both classical knockout mutagenesis and modern in vivo expression technology and signature tag mutagenesis.

New methods for detecting antibiotic resistant bacteria and preventing their spread

Methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) bacteria have emerged in the early 1980's in numerous health care institutions around the world. The main transmission mechanism within hospitals and healthcare facilities is through the hands of health care workers. Resistant to several antibiotics, the MRSA is one of the most feared pathogens in the hospital setting since it is very difficult to eradicate with the standard treatments. There are still a limited number of anti-MRSA antibiotics but the first cases of resistance to these compounds have already been reported and their frequency is likely to increase in the coming years. Every year, the MRSA infections result in major human and financial costs, due to the high associated mortality and expenses related to the required care. Measures towards a faster detection of resistant bacteria and establishment of appropriate antibiotic treatment parameters are fundamental. Also as part as infection prevention, diminution of bacteria present on the commonly touched surfaces could also limit the spread and selection of antibiotic resistant bacteria. During my thesis, projects were developed around MRSA and antibiotic resistance investigation using innovative technologies. The thesis was subdivided in three main parts with the use of atomic force microscopy AFM for antibiotic resistance detection in part 1, the importance of the bacterial inoculum size in the selection of antibiotic resistance in part 2 and the testing of antimicrobial surfaces creating by sputtering copper onto polyester in part 3. In part 1 the AFM was used two different ways, first for the measurement of stiffness (elasticity) of bacteria and second as a nanosensor for antibiotic susceptibility testing. The stiffness of MRSA with different susceptibility profiles to vancomycin was investigated using the stiffness tomography mode of the AFM and results have demonstrated and increased stiffness in the vancomycin resistant strains that also paralleled with increased thickness of the bacterial cell wall. Parts of the AFM were also used to build a new antibiotic susceptibility-testing device. This nano sensor was able to measure vibrations emitted from living bacteria that ceased definitively upon antibiotic exposure to which they were susceptible but restarted after antibiotic removal to which they were resistant, allowing in a matter of minute the assessment of antibiotic susceptibility determination. In part 2 the inoculum effect (IE) of vancomycin, daptomycin and linezolid and its importance in antibiotic resistance selection was investigated with MRSA during a 15 days of cycling experiment. Results indicated that a high bacterial inoculum and a prolonged antibiotic exposure were two key factors in the in vitro antibiotic resistance selection in MRSA and should be taken into consideration when choosing the drug treatment. Finally in part 3 bactericidal textile surfaces were investigated against MRSA. Polyesters coated after 160 seconds of copper sputtering have demonstrated a high bactericidal activity reducing the bacterial load of at least 3 logio after one hour of contact. -- Au cours des dernières décennies, des bactéries multirésistantes aux antibiotiques (BMR) ont émergé dans les hôpitaux du monde entier. Depuis lors, le nombre de BMR et la prévalence des infections liées aux soins (IAS) continuent de croître et sont associés à une augmentation des taux de morbidité et de mortalité ainsi qu'à des coûts élevés. De plus, le nombre de résistance à différentes classes d'antibiotiques a également augmenté parmi les BMR, limitant ainsi les options thérapeutiques disponibles lorsqu'elles ont liées a des infections. Des mesures visant une détection plus rapide des bactéries résistantes ainsi que l'établissement des paramètres de traitement antibiotiques adéquats sont primordiales lors d'infections déjà présentes. Dans une optique de prévention, la diminution des bactéries présentes sur les surfaces communément touchées pourrait aussi freiner la dissémination et l'évolution des bactéries résistantes. Durant ma thèse, différents projets incluant des nouvelles technologies et évoluant autour de la résistance antibiotique ont été traités. Des nouvelles technologies telles que le microscope à force atomique (AFM) et la pulvérisation cathodique de cuivre (PCC) ont été utilisées, et le Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM) a été la principale BMR étudiée. Deux grandes lignes de recherche ont été développées; la première visant à détecter la résistance antibiotique plus rapidement avec l'AFM et la seconde visant à prévenir la dissémination des BMR avec des surfaces crées grâce à la PCC. L'AFM a tout d'abord été utilisé en tant que microscope à sonde locale afin d'investiguer la résistance à la vancomycine chez les SARMs. Les résultats ont démontré que la rigidité de la paroi augmentait avec la résistance à la vancomycine et que celle-ci corrélait aussi avec une augmentation de l'épaisseur des parois, vérifiée grâce à la microscopie électronique. Des parties d'un AFM ont été ensuite utilisées afin de créer un nouveau dispositif de test de sensibilité aux antibiotiques, un nanocapteur. Ce nanocapteur mesure des vibrations produites par les bactéries vivantes. Après l'ajout d'antibiotique, les vibrations cessent définitivement chez les bactéries sensibles à l'antibiotique. En revanche pour les bactéries résistantes, les vibrations reprennent après le retrait de l'antibiotique dans le milieu permettant ainsi, en l'espace de minutes de détecter la sensibilité de la bactérie à un antibiotique. La PCC a été utilisée afin de créer des surfaces bactéricides pour la prévention de la viabilité des BMR sur des surfaces inertes. Des polyesters finement recouverts de cuivre (Cu), connu pour ses propriétés bactéricides, ont été produits et testés contre des SARMs. Une méthode de détection de viabilité des bactéries sur ces surfaces a été mise au point, et les polyesters obtenus après 160 secondes de pulvérisation au Cu ont démontré une excellente activité bactéricide, diminuant la charge bactérienne d'au moins 3 logio après une heure de contact. En conclusion, l'utilisation de nouvelles technologies nous a permis d'évoluer vers de méthodes de détection de la résistance antibiotique plus rapides ainsi que vers le développement d'un nouveau type de surface bactéricide, dans le but d'améliorer le diagnostic et la gestion des BMR.