Seroprevalence of Leptospira spp. in clinically healthy horses in Switzerland

A retrospective, cross-sectional study was conducted to determine the leptospiral seroprevalence in clinically healthy horses in Switzerland. A representative sample of 615 horse sera was examined by microscopic agglutination test for the presence of antibodies against 15 Leptospira spp. serovars. In total, 58.5 % (n = 360) of the horses were positive for one or more of the antigens analysed, with 20.3 % of them showing titres >= 400. The most prevalent serovar was Pyrogenes (22.6 %), followed by serovars Canicola (22.1 %) and Australis (19.2 %). Older horses, mares, ponies and animals spending increased time on pasture exhibited significantly higher prevalence rates (p < 0.05). Moreover, the prevalence was higher in summer and autumn (p = 0.003). The high seroprevalence in healthy horses indicates that they are often exposed to or infected with Leptospira spp. without developing signs of disease. Therefore, other laboratory and clinical data should always be taken into consideration when interpreting serological test results for Leptospira spp.

Small intestinal intussusception in five dogs with acute renal failure and suspected leptospirosis (L. australis)

OBJECTIVES This case series describes 5 dogs with small intestinal intussusception and acute kidney injury due to infection with Leptospira interrogans serovar Australis. CASE SERIES SUMMARY Small intestinal intussusception was observed in 4 dogs diagnosed with acute kidney injury due to leptospirosis presented between 1997 and 2005. Intussusception was diagnosed at initial presentation or later during hospitalization. An additional dog fulfilling our inclusion criteria was presented to a small animal specialty clinic nearby and was included. Upon admission, all dogs were severely azotemic and thrombocytopenic. All 5 dogs showed the strongest microscopic agglutination test serology reaction to L. interrogans serovar Australis. Two dogs survived with no apparent residual renal damage, 1 survived with subsequent mild chronic kidney disease, and 2 dogs were euthanized at the owners' request due to a guarded prognosis. NEW OR UNIQUE INFORMATION PROVIDED Intussusception can occur or may be seen in dogs with leptospirosis due to L. interrogans serovar Australis and patients should be monitored closely for this potential complication. As all 5 dogs described in this case series showed the highest titer for L. interrogans serovar Australis, these precautions may be especially applied in geographic areas where this particular serovar is seen.

Epidemic of Salmonellosis in Passerine Birds in Switzerland With Spillover to Domestic Cats

A die-off of passerine birds, mostly Eurasian siskins (Carduelis spinus), occurred in multiple areas of Switzerland between February and March 2010. Several of the dead birds were submitted for full necropsy. Bacteriological examination was carried out on multiple tissues of each bird. At gross examination, common findings were light-tan nodules, 1 to 4 mm in diameter, scattered through the esophagus/crop. Histologically, a necroulcerative transmural esophagitis/ingluvitis was observed. Bacterial cultures yielded Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhimurium. At the same time, 2 pet clinics reported an unusual increase of domestic cats presented with fever, anorexia, occasionally dolent abdomen, and history of presumed consumption of passerine birds. Analysis of rectal swabs revealed the presence of S. Typhimurium in all tested cats. PFGE (pulsed field electrophoresis) analysis was performed to characterize and compare the bacterial isolates, and it revealed an indistinguishable pattern between all the avian and all but 1 of the feline isolates. Cloacal swabs collected from clinically healthy migrating Eurasian siskins (during autumn 2010) did not yield S. Typhimurium. The histological and bacteriological findings were consistent with a systemic infection caused by S. Typhimurium. Isolation of the same serovar from the dead birds and ill cats, along with the overlapping results of the PFGE analysis for all the animal species, confirmed a spillover from birds to cats through predation. The sudden increase of the number of siskins over the Swiss territory and their persistency during the whole winter of 2009-2010 is considered the most likely predisposing factor for the onset of the epidemic.

Potent innate immune response to pathogenic leptospira in human whole blood.

BACKGROUND Leptospirosis is caused by pathogenic spirochetes of the genus Leptospira. The bacteria enter the human body via abraded skin or mucous membranes and may disseminate throughout. In general the clinical picture is mild but some patients develop rapidly progressive, severe disease with a high case fatality rate. Not much is known about the innate immune response to leptospires during haematogenous dissemination. Previous work showed that a human THP-1 cell line recognized heat-killed leptospires and leptospiral LPS through TLR2 instead of TLR4. The LPS of virulent leptospires displayed a lower potency to trigger TNF production by THP-1 cells compared to LPS of non-virulent leptospires. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS We investigated the host response and killing of virulent and non-virulent Leptospira of different serovars by human THP-1 cells, human PBMC's and human whole blood. Virulence of each leptospiral strain was tested in a well accepted standard guinea pig model. Virulent leptospires displayed complement resistance in human serum and whole blood while in-vitro attenuated non-virulent leptospires were rapidly killed in a complement dependent manner. In vitro stimulation of THP-1 and PBMC's with heat-killed and living leptospires showed differential serovar and cell type dependence of cytokine induction. However, at low, physiological, leptospiral dose, living virulent complement resistant strains were consistently more potent in whole blood stimulations than the corresponding non-virulent complement sensitive strains. At higher dose living virulent and non-virulent leptospires were equipotent in whole blood. Inhibition of different TLRs indicated that both TLR2 and TLR4 as well as TLR5 play a role in the whole blood cytokine response to living leptospires. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE Thus, in a minimally altered system as human whole blood, highly virulent Leptospira are potent inducers of the cytokine response.

Virulence of broad- and narrow-host-range Salmonella enterica serovars in the streptomycin-pretreated mouse model.

Salmonella enterica subspecies I serovars are common bacterial pathogens causing diseases ranging from enterocolitis to systemic infections. Some serovars are adapted to specific hosts, whereas others have a broad host range. The molecular mechanisms defining the virulence characteristics and the host range of a given S. enterica serovar are unknown. Streptomycin pretreated mice provide a surrogate host model for studying molecular aspects of the intestinal inflammation (colitis) caused by serovar Typhimurium (S. Hapfelmeier and W. D. Hardt, Trends Microbiol. 13:497-503, 2005). Here, we studied whether this animal model is also useful for studying other S. enterica subspecies I serovars. All three tested strains of the broad-host-range serovar Enteritidis (125109, 5496/98, and 832/99) caused pronounced colitis and systemic infection in streptomycin pretreated mice. Different levels of virulence were observed among three tested strains of the host-adapted serovar Dublin (SARB13, SD2229, and SD3246). Several strains of host restricted serovars were also studied. Two serovar Pullorum strains (X3543 and 449/87) caused intermediate levels of colitis. No intestinal inflammation was observed upon infection with three different serovar Paratyphi A strains (SARB42, 2804/96, and 5314/98) and one serovar Gallinarum strain (X3796). A second serovar Gallinarum strain (287/91) was highly virulent and caused severe colitis. This strain awaits future analysis. In conclusion, the streptomycin pretreated mouse model can provide an additional tool to study virulence factors (i.e., those involved in enteropathogenesis) of various S. enterica subspecies I serovars. Five of these strains (125109, 2229, 287/91, 449/87, and SARB42) are subject of Salmonella genome sequencing projects. The streptomycin pretreated mouse model may be useful for testing hypotheses derived from this genomic data.

Cluster of Leptospirosis Acquired Through River Surfing in Switzerland

Background.  In Switzerland, leptospirosis is still considered as a travel-associated disease. After the surprising diagnosis of leptospirosis in a patient who was initially suspected as having primary human immunodeficiency virus infection, we recognized that acquisition of leptospirosis occurred through recreational activities and we identified additional affected individuals. Methods.  Detailed anamnesis, excluding occupational exposure, acquisition abroad, and pet contacts, enabled us to detect the source of infection and identify a cluster of leptospirosis. Convalescent sera testing was performed to confirm Leptospira infection. Microscopic agglutination tests were used to determine the infecting serovar. Results.  We identified a cluster of leptospirosis in young, previously healthy persons. Acquisition of leptospirosis was traced back to a surfing spot on a river in Switzerland (Reuss, Aargau). Clinical presentation was indistinct. Two of the 3 reported cases required hospitalization, and 1 case even suffered from meningitis. Serologic tests indicated infection with the serovar Grippotyphosa in all cases. With the exception of the case with meningitis, no antibiotics were administered, because leptospirosis was diagnosed after spontaneous resolution of most symptoms. Despite a prolonged period of convalescence in 2 cases, full recovery was achieved. Recent reports on beavers suffering from leptospirosis in this region underline the possible water-borne infection of the 3 cases and raise the question of potential wildlife reservoirs. Conclusions.  Insufficient awareness of caregivers, which may be promoted by the missing obligation to report human leptospirosis, combined with the multifaceted presentation of the disease result in significant underdiagnosis. More frequent consideration of leptospirosis as differential diagnosis is inevitable, particularly as veterinary data suggest re-emergence of the disease.

One-Step Identification of Five Prominent Chicken Salmonella Serovars and Biotypes.

Based on bacterial genomic data, we developed a one-step multiplex PCR assay to identify Salmonella and simultaneously differentiate the two invasive avian-adapted S. enterica serovar Gallinarum biotypes Gallinarum and Pullorum, and the most frequent, specific, and asymptomatic colonizers of chickens, serovars Enteritidis, Heidelberg, and Kentucky.

Antibiotic Susceptibility and Sequence Type Distribution of Ureaplasma Species Isolated from Genital Samples in Switzerland.

Antibiotic resistance in Ureaplasma urealyticum/Ureaplasma parvum and Mycoplasma hominis is an issue of increasing importance. However, data regarding the susceptibility and, more importantly, the clonality of these organisms are limited. We analyzed 140 genital samples obtained in Bern, Switzerland, in 2014. Identification and antimicrobial susceptibility tests were performed by using the Mycoplasma IST 2 kit and sequencing of 16S rRNA genes. MICs for ciprofloxacin and azithromycin were obtained in broth microdilution assays. Clonality was analyzed with PCR-based subtyping and multilocus sequence typing (MLST), whereas quinolone resistance and macrolide resistance were studied by sequencing gyrA, gyrB, parC, and parE genes, as well as 23S rRNA genes and genes encoding L4/L22 ribosomal proteins. A total of 103 samples were confirmed as positive for U. urealyticum/U. parvum, whereas 21 were positive for both U. urealyticum/U. parvum and M. hominis. According to the IST 2 kit, the rates of nonsusceptibility were highest for ciprofloxacin (19.4%) and ofloxacin (9.7%), whereas low rates were observed for clarithromycin (4.9%), erythromycin (1.9%), and azithromycin (1%). However, inconsistent results between microdilution and IST 2 kit assays were recorded. Various sequence types (STs) observed previously in China (ST1, ST2, ST4, ST9, ST22, and ST47), as well as eight novel lineages, were detected. Only some quinolone-resistant isolates had amino acid substitutions in ParC (Ser83Leu in U. parvum of serovar 6) and ParE (Val417Thr in U. parvum of serovar 1 and the novel Thr417Val substitution in U. urealyticum). Isolates with mutations in 23S rRNA or substitutions in L4/L22 were not detected. This is the first study analyzing the susceptibility of U. urealyticum/U. parvum isolates in Switzerland and the clonality outside China. Resistance rates were low compared to those in other countries. We hypothesize that some hyperepidemic STs spread worldwide via sexual intercourse. Large combined microbiological and clinical studies should address this important issue.

Evaluación del crecimiento inicial de clones de álamo en el norte de la Patagonia

En los valles irrigados de Río Negro y Neuquén, el cultivo de álamos acompañó históricamente la producción agrícola, utilizándose clones de Populus nigra L. en cortinas rompeviento y clones de Populus xcanadensis Moench. para las forestaciones en macizo. Buscando ampliar la disponibilidad de genotipos para los diferentes sitios de cultivo, se instaló un ensayo comparativo con trece clones de álamo en la localidad de Pomona, Provincia de Río Negro. Se evaluaron seis clones de P. xcanadensis ('Triplo', 'Ragonese 22 INTA', "Pangui INTA", "Pudú INTA", y los testigos comerciales 'Conti 12' e 'I-214'), seis clones de P. deltoides ('Harvard', 'Onda', 'Stoneville 67', 'Carabelas INTA', "20-82" y "C-657") y un clon de P. xcanescens. Se utilizó un diseño experimental de bloques completos al azar (DBCA) con quince repeticiones y parcelas de una planta. Luego de cuatro períodos de crecimiento, 'I-214' y 'Triplo' tuvieron los mayores incrementos de DAP, no encontrándose diferencias significativas con los valores de 'Conti 12', 'Ragonese 22 INTA', "Pangui INTA", "Pudú INTA", "20-82" y P. xcanescens. Los menores crecimientos fueron observados en los deltoides 'Stoneville 67' y "C- 657". Los clones 'Ragonese 22 INTA', 'Triplo' y "20-82" constituyen alternativas para el cultivo de álamos en macizos y cortinas rompeviento.

Construction cost and energy consumption resulting from energy retrofitting in an apartment building in Madrid (Spain).

This theoretical study analyzes the relation between the measures necessesary for the energy retrofitting of a residential building constructed in Madrid, their cost and the improvement of the energy rating of the dwellings. The aim of this work is to establish an evaluation methodology that allows developers and architects to obtain conclusions and orientates therm in the decisioin-making process. It will allow finding the most suitable cost-effective solutions in each case. This paper describes the methodology and the findings obtained. Energy retrofitting and the improvement of the energy behaviour of the building depend on the selection of the retrofitting solutions and also on the investment. In this case study to achieve the best energy rates it is necessary to improve the thermal performance of the envelope as well as the energy systems. Energy retrofitting means an increase in property value but it can't only be considered in economic terms. It is necessary to take into account unquantifiable aspects as increased comfort, improved sound insulation, livability, health, or the elimination of energy poverty situations.

Conserved regulatory elements of the promoter sequence of the gene rpoH of enteric bacteria

The rpoH regulatory region of different members of the enteric bacteria family was sequenced or downloaded from GenBank and compared. In addition, the transcriptional start sites of rpoH of Yersinia frederiksenii and Proteus mirabilis, two distant members of this family, were determined. Sequences similar to the σ70 promoters P1, P4 and P5, to the σE promoter P3 and to boxes DnaA1, DnaA2, cAMP receptor protein (CRP) boxes CRP1, CRP2 and box CytR present in Escherichia coli K12, were identified in sequences of closely related bacteria such as: E.coli, Shigella flexneri, Salmonella enterica serovar Typhimurium, Citrobacter freundii, Enterobacter cloacae and Klebsiella pneumoniae. In more distant bacteria, Y.frederiksenii and P.mirabilis, the rpoH regulatory region has a distal P1-like σ70 promoter and two proximal promoters: a heat-induced σE-like promoter and a σ70 promoter. Sequences similar to the regulatory boxes were not identified in these bacteria. This study suggests that the general pattern of transcription of the rpoH gene in enteric bacteria includes a distal σ70 promoter, >200 nt upstream of the initiation codon, and two proximal promoters: a heat-induced σE-like promoter and a σ70 promoter. A second proximal σ70 promoter under catabolite-regulation is probably present only in bacteria closely related to E.coli.

Enhancement of translation by the epsilon element is independent of the sequence of the 460 region of 16S rRNA

The epsilon enhancer element is a pyrimidine-rich sequence that increases expression of T7 gene 10 and a number of Escherichia coli mRNAs during initiation of translation and inhibits expression of the recF mRNA during elongation. Based on its complementarity to the 460 region of 16S rRNA, it has been proposed that epsilon exerts its enhancer activity by base pairing to this complementary rRNA sequence. We have tested this model of enhancer action by constructing mutations in the 460 region of 16S rRNA and examining expression of epsilon-containing CAT reporter genes and recF–lacZ fusions in strains expressing the mutant rRNAs. Replacement of the 460 E.coli stem–loop with that of Salmonella enterica serovar Typhimurium or a stem–loop containing a reversal of all 8 bp in the helical region produced fully functional rRNAs with no apparent effect on cell growth or expression of any epsilon-containing mRNA. Our experiments confirm the reported effects of the epsilon elements on gene expression but show that these effects are independent of the sequence of the 460 region of 16S rRNA, indicating that epsilon–rRNA base pairing does not occur.

Role of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator in innate immunity to Pseudomonas aeruginosa infections

Chronic Pseudomonas aeruginosa infection occurs in 75–90% of patients with cystic fibrosis (CF). It is the foremost factor in pulmonary function decline and early mortality. A connection has been made between mutant or missing CF transmembrane conductance regulator (CFTR) in lung epithelial cell membranes and a failure in innate immunity leading to initiation of P. aeruginosa infection. Epithelial cells use CFTR as a receptor for internalization of P. aeruginosa via endocytosis and subsequent removal of bacteria from the airway. In the absence of functional CFTR, this interaction does not occur, allowing for increased bacterial loads in the lungs. Binding occurs between the outer core of the bacterial lipopolysaccharide and amino acids 108–117 in the first predicted extracellular domain of CFTR. In experimentally infected mice, inhibiting CFTR-mediated endocytosis of P. aeruginosa by inclusion in the bacterial inoculum of either free bacterial lipopolysaccharide or CFTR peptide 108–117 resulted in increased bacterial counts in the lungs. CFTR is also a receptor on gastrointestinal epithelial cells for Salmonella enterica serovar Typhi, the etiologic agent of typhoid fever. There was a significant decrease in translocation of this organism to the gastrointestinal submucosa in transgenic mice that are heterozygous carriers of a mutant ΔF508 CFTR allele, suggesting heterozygous CFTR carriers may have increased resistance to typhoid fever. The identification of CFTR as a receptor for bacterial pathogens could underlie the biology of CF lung disease and be the basis for the heterozygote advantage for carriers of mutant alleles of CFTR.

Applicazione della spettrometria di massa MALDI-TOF in microbiologia clinica

Riassunto La spettrometria di massa (MS) nata negli anni ’70 trova oggi, grazie alla tecnologia Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight (MALDI-TOF), importanti applicazioni in diversi settori: biotecnologico (per la caratterizzazione ed il controllo di qualità di proteine ricombinanti ed altre macromolecole), medico–clinico (per la diagnosi di laboratorio di malattie e per lo sviluppo di nuovi trattamenti terapeutici mirati), alimentare ed ambientale. Negli ultimi anni, questa tecnologia è diventata un potente strumento anche per la diagnosi di laboratorio in microbiologia clinica, rivoluzionando il flusso di lavoro per una rapida identificazione di batteri e funghi, sostituendo l’identificazione fenotipica convenzionale basata su saggi biochimici. Attualmente mediante MALDI-TOF MS sono possibili due diversi approcci per la caratterizzazione dei microrganismi: (1) confronto degli spettri (“mass spectra”) con banche dati contenenti profili di riferimento (“database fingerprints”) e (2) “matching” di bio-marcatori con banche dati proteomiche (“proteome database”). Recentemente, la tecnologia MALDI-TOF, oltre alla sua applicazione classica nell’identificazione di microrganismi, è stata utilizzata per individuare, indirettamente, meccanismi di resistenza agli antibiotici. Primo scopo di questo studio è stato verificare e dimostrare l’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF MS mediante approccio di comparazione degli spettri di differenti microrganismi di interesse medico per i quali l’identificazione risultava impossibile a causa della completa assenza o presenza limitata, di spettri di riferimento all’interno della banca dati commerciale associata allo strumento. In particolare, tale scopo è stato raggiunto per i batteri appartenenti a spirochete del genere Borrelia e Leptospira, a miceti filamentosi (dermatofiti) e protozoi (Trichomonas vaginalis). Secondo scopo di questo studio è stato valutare il secondo approccio identificativo basato sulla ricerca di specifici marcatori per differenziare parassiti intestinali di interesse medico per i quali non è disponibile una banca dati commerciale di riferimento e la sua creazione risulterebbe particolarmente difficile e complessa, a causa della complessità del materiale biologico di partenza analizzato e del terreno di coltura nei quali questi protozoi sono isolati. Terzo ed ultimo scopo di questo studio è stata la valutazione dell’applicabilità della spettrometria di massa con tecnologia MALDI-TOF per lo studio delle resistenze batteriche ai carbapenemi. In particolare, è stato messo a punto un saggio di idrolisi dei carbapenemi rilevata mediante MALDI-TOF MS in grado di determinare indirettamente la produzione di carbapenemasi in Enterobacteriaceae. L’efficacia identificativa della metodica MALDI-TOF mediante l’approccio di comparazione degli spettri è stata dimostrata in primo luogo per batteri appartenenti al genere Borrelia. La banca dati commerciale dello strumento MALDI-TOF MS in uso presso il nostro laboratorio includeva solo 3 spettri di riferimento appartenenti alle specie B. burgdorferi ss, B. spielmani e B. garinii. L’implementazione del “database” con specie diverse da quelle già presenti ha permesso di colmare le lacune identificative dovute alla mancanza di spettri di riferimento di alcune tra le specie di Borrelia più diffuse in Europa (B. afzelii) e nel mondo (come ad esempio B. hermsii, e B. japonica). Inoltre l’implementazione con spettri derivanti da ceppi di riferimento di specie già presenti nel “database” ha ulteriormente migliorato l’efficacia identificativa del sistema. Come atteso, il ceppo di isolamento clinico di B. lusitaniae (specie non presente nel “database”) è stato identificato solo a livello di genere corroborando, grazie all’assenza di mis-identificazione, la robustezza della “nuova” banca dati. I risultati ottenuti analizzando i profili proteici di ceppi di Borrelia spp. di isolamento clinico, dopo integrazione del “database” commerciale, indicano che la tecnologia MALDI-TOF potrebbe essere utilizzata come rapida, economica ed affidabile alternativa ai metodi attualmente utilizzati per identificare ceppi appartenenti a questo genere. Analogamente, per il genere Leptospira dopo la creazione ex-novo della banca dati “home-made”, costruita con i 20 spettri derivati dai 20 ceppi di riferimento utilizzati, è stata ottenuta una corretta identificazione a livello di specie degli stessi ceppi ri-analizzati in un esperimento indipendente condotto in doppio cieco. Il dendrogramma costruito con i 20 MSP-Spectra implementati nella banca dati è formato da due rami principali: il primo formato dalla specie non patogena L. biflexa e dalla specie a patogenicità intermedia L. fainei ed il secondo che raggruppa insieme le specie patogene L. interrogans, L. kirschneri, L. noguchii e L. borgpetersenii. Il secondo gruppo è ulteriormente suddiviso in due rami, contenenti rispettivamente L. borgpetersenii in uno e L. interrogans, L. kirschneri e L. noguchii nell’altro. Quest’ultimo, a sua volta, è suddiviso in due rami ulteriori: il primo comprendente la sola specie L. noguchii, il secondo le specie L. interrogans e L. kirshneri non separabili tra loro. Inoltre, il dendrogramma costruito con gli MSP-Spectra dei ceppi appartenenti ai generi Borrelia e Leptospira acquisiti in questo studio, e appartenenti al genere Brachyspira (implementati in un lavoro precedentemente condotto) mostra tre gruppi principali separati tra loro, uno per ogni genere, escludendo possibili mis-identificazioni tra i 3 differenti generi di spirochete. Un’analisi più approfondita dei profili proteici ottenuti dall’analisi ha mostrato piccole differenze per ceppi della stessa specie probabilmente dovute ai diversi pattern proteici dei distinti sierotipi, come confermato dalla successiva analisi statistica, che ha evidenziato picchi sierotipo-specifici. È stato, infatti, possibile mediante la creazione di un modello statistico dedicato ottenere un “pattern” di picchi discriminanti in grado di differenziare a livello di sierotipo sia i ceppi di L. interrogans sia i ceppi di L. borgpetersenii saggiati, rispettivamente. Tuttavia, non possiamo concludere che i picchi discriminanti da noi riportati siano universalmente in grado di identificare il sierotipo dei ceppi di L. interrogans ed L. borgpetersenii; i picchi trovati, infatti, sono il risultato di un’analisi condotta su uno specifico pannello di sierotipi. È stato quindi dimostrato che attuando piccoli cambiamenti nei parametri standardizzati come l’utilizzo di un modello statistico e di un programma dedicato applicato nella routine diagnostica è possibile utilizzare la spettrometria di massa MALDI-TOF per una rapida ed economica identificazione anche a livello di sierotipo. Questo può significativamente migliorare gli approcci correntemente utilizzati per monitorare l’insorgenza di focolai epidemici e per la sorveglianza degli agenti patogeni. Analogamente a quanto dimostrato per Borrelia e Leptospira, l’implementazione della banca dati dello spettrometro di massa con spettri di riferimento di miceti filamentosi (dermatofiti) si è rilevata di particolare importanza non solo per l’identificazione di tutte le specie circolanti nella nostra area ma anche per l’identificazione di specie la cui frequenza nel nostro Paese è in aumento a causa dei flussi migratori dalla zone endemiche (M. audouinii, T. violaceum e T. sudanense). Inoltre, l’aggiornamento del “database” ha consentito di superare la mis-identificazione dei ceppi appartenenti al complesso T. mentagrophytes (T. interdigitale e T. mentagrophytes) con T. tonsurans, riscontrata prima dell’implementazione della banca dati commerciale. Il dendrogramma ottenuto dai 24 spettri implementati appartenenti a 13 specie di dermatofiti ha rivelato raggruppamenti che riflettono quelli costruiti su base filogenetica. Sulla base dei risultati ottenuti mediante sequenziamento della porzione della regione ITS del genoma fungino non è stato possibile distinguere T. interdigitale e T. mentagrophytes, conseguentemente anche gli spettri di queste due specie presentavano picchi dello stesso peso molecoalre. Da sottolineare che il dendrogramma costruito con i 12 profili proteici già inclusi nel database commerciale e con i 24 inseriti nel nuovo database non riproduce l’albero filogenetico per alcune specie del genere Tricophyton: gli spettri MSP già presenti nel database e quelli aggiunti delle specie T. interdigitale e T. mentagrophytes raggruppano separatamente. Questo potrebbe spiegare le mis-identificazioni di T. interdigitale e T. mentagrophytes con T. tonsurans ottenute prima dell’implementazione del database. L’efficacia del sistema identificativo MALDI-TOF è stata anche dimostrata per microrganismi diversi da batteri e funghi per i quali la metodica originale è stata sviluppata. Sebbene tale sistema identificativo sia stato applicato con successo a Trichomonas vaginalis è stato necessario apportare modifiche nei parametri standard previsti per l’identificazione di batteri e funghi. Le interferenze riscontrate tra i profili proteici ottenuti per i due terreni utilizzati per la coltura di questo protozoo e per i ceppi di T. vaginalis hanno, infatti, reso necessario l’utilizzo di nuovi parametri per la creazione degli spettri di riferimento (MSP-Spectra). L’importanza dello sviluppo del nuovo metodo risiede nel fatto che è possibile identificare sulla base del profilo proteico (e non sulla base di singoli marcatori) microorganismi cresciuti su terreni complessi che potrebbero presentare picchi nell'intervallo di peso molecolare utilizzato a scopo identificativo: metaboliti, pigmenti e nutrienti presenti nel terreno possono interferire con il processo di cristallizzazione e portare ad un basso punteggio identificativo. Per T. vaginalis, in particolare, la “sottrazione” di picchi dovuti a molecole riconducibili al terreno di crescita utilizzato, è stata ottenuta escludendo dall'identificazione l'intervallo di peso molecolare compreso tra 3-6 kDa, permettendo la corretta identificazione di ceppi di isolamento clinico sulla base del profilo proteico. Tuttavia, l’elevata concentrazione di parassita richiesta (105 trofozoiti/ml) per una corretta identificazione, difficilmente ottenibile in vivo, ha impedito l’identificazione di ceppi di T. vaginalis direttamente in campioni clinici. L’approccio identificativo mediante individuazione di specifici marcatori proteici (secondo approccio identificativo) è stato provato ed adottato in questo studio per l’identificazione e la differenziazione di ceppi di Entamoeba histolytica (ameba patogena) ed Entamoeba dispar (ameba non patogena), specie morfologiacamente identiche e distinguibili solo mediante saggi molecolari (PCR) aventi come bersaglio il DNA-18S, che codifica per l’RNA della subunità ribosomiale minore. Lo sviluppo di tale applicazione ha consentito di superare l’impossibilità della creazione di una banca dati dedicata, a causa della complessità del materiale fecale di partenza e del terreno di coltura impiagato per l’isolamento, e di identificare 5 picchi proteici in grado di differenziare E. histolytica da E. dispar. In particolare, l’analisi statistica ha mostrato 2 picchi specifici per E. histolytica e 3 picchi specifici per E. dispar. L’assenza dei 5 picchi discriminanti trovati per E. histolytica e E. dispar nei profili dei 3 differenti terreni di coltura utilizzati in questo studio (terreno axenico LYI-S-2 e terreno di Robinson con e senza E. coli) permettono di considerare questi picchi buoni marcatori in grado di differenziare le due specie. La corrispondenza dei picchi con il PM di due specifiche proteine di E. histolytica depositate in letteratura (Amoebapore A e un “unknown putative protein” di E. histolytica ceppo di riferimento HM-1:IMSS-A) conferma la specificità dei picchi di E. histolytica identificati mediante analisi MALDI-TOF MS. Lo stesso riscontro non è stato possibile per i picchi di E. dispar in quanto nessuna proteina del PM di interesse è presente in GenBank. Tuttavia, va ricordato che non tutte le proteine E. dispar sono state ad oggi caratterizzate e depositate in letteratura. I 5 marcatori hanno permesso di differenziare 12 dei 13 ceppi isolati da campioni di feci e cresciuti in terreno di Robinson confermando i risultati ottenuti mediante saggio di Real-Time PCR. Per un solo ceppo di isolamento clinico di E. histolytica l’identificazione, confermata mediante sequenziamento della porzione 18S-rDNA, non è stata ottenuta mediante sistema MALDI-TOF MS in quanto non sono stati trovati né i picchi corrispondenti a E. histolytica né i picchi corrispondenti a E. dispar. Per questo ceppo è possibile ipotizzare la presenza di mutazioni geno/fenotipiche a livello delle proteine individuate come marcatori specifici per E. histolytica. Per confermare questa ipotesi sarebbe necessario analizzare un numero maggiore di ceppi di isolamento clinico con analogo profilo proteico. L’analisi condotta a diversi tempi di incubazione del campione di feci positivo per E. histolytica ed E. dipar ha mostrato il ritrovamento dei 5 picchi discriminanti solo dopo 12 ore dall’inoculo del campione nel terreno iniziale di Robinson. Questo risultato suggerisce la possibile applicazione del sistema MALDI-TOF MS per identificare ceppi di isolamento clinico di E. histolytica ed E. dipar nonostante la presenza di materiale fecale che materialmente può disturbare e rendere difficile l’interpretazione dello spettro ottenuto mediante analisi MALDI-TOF MS. Infine in questo studio è stata valutata l’applicabilità della tecnologia MALDI-TOF MS come saggio fenotipico rapido per la determinazione di ceppi produttori di carbapenemasi, verificando l'avvenuta idrolisi del meropenem (carbapeneme di riferimento utilizzato in questo studio) a contatto con i ceppi di riferimento e ceppi di isolamento clinico potenzialmente produttori di carbapenemasi dopo la messa a punto di un protocollo analitico dedicato. Il saggio di idrolisi del meropenem mediante MALDI-TOF MS ha dimostrato la presenza o l’assenza indiretta di carbapenemasi nei 3 ceppi di riferimento e nei 1219 (1185 Enterobacteriaceae e 34 non-Enterobacteriaceae) ceppi di isolamento clinico inclusi nello studio. Nessuna interferenza è stata riscontrata per i ceppi di Enterobacteriaceae variamente resistenti ai tre carbapenemi ma risultati non produttori di carbapenemasi mediante i saggi fenotipici comunemente impiegati nella diagnostica routinaria di laboratorio: nessuna idrolisi del farmaco è stata infatti osservata al saggio di idrolisi mediante MALDI-TOF MS. In un solo caso (ceppo di K. pneumoniae N°1135) è stato ottenuto un profilo anomalo in quanto presenti sia i picchi del farmaco intatto che quelli del farmaco idrolizzato. Per questo ceppo resistente ai tre carbapenemi saggiati, negativo ai saggi fenotipici per la presenza di carbapenemasi, è stata dimostrata la presenza del gene blaKPC mediante Real-Time PCR. Per questo ceppo si può ipotizzare la presenza di mutazioni a carico del gene blaKPC che sebbene non interferiscano con il suo rilevamento mediante PCR (Real-Time PCR positiva), potrebbero condizionare l’attività della proteina prodotta (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia negativi) riducendone la funzionalità come dimostrato, mediante analisi MALDI-TOF MS, dalla presenza dei picchi relativi sia all’idrolisi del farmaco sia dei picchi relativi al farmaco intatto. Questa ipotesi dovrebbe essere confermata mediante sequenziamento del gene blaKPC e successiva analisi strutturale della sequenza amminoacidica deducibile. L’utilizzo della tecnologia MALDI-TOF MS per la verifica dell’avvenuta idrolisi del maropenem è risultato un saggio fenotipico indiretto in grado di distinguere, al pari del test di Hodge modificato impiegato comunemente nella routine diagnostica in microbiologia, un ceppo produttore di carbapenemasi da un ceppo non produttore sia per scopi diagnostici che per la sorveglianza epidemiologica. L’impiego del MALDI-TOF MS ha mostrato, infatti, diversi vantaggi rispetto ai metodi convenzionali (Saggio di Hodge modificato e Test di Sinergia) impiegati nella routine diagnostica di laboratorio i quali richiedono personale esperto per l’interpretazione del risultato e lunghi tempi di esecuzione e di conseguenza di refertazione. La semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questa tecnica un metodo accurato e rapido. Inoltre, il metodo risulta conveniente dal punto di vista economico, con un costo totale stimato di 1,00 euro per ceppo analizzato. Tutte queste considerazioni pongono questa metodologia in posizione centrale in ambito microbiologico anche nel caso del rilevamento di ceppi produttori di carbapenemasi. Indipendentemente dall’approccio identificativo utilizzato, comparato con i metodi convenzionali il MALDI-TOF MS conferisce in molti casi un guadagno in termini di tempo di lavoro tecnico (procedura pre-analititca per la preparazione dei campioni) e di tempo di ottenimento dei risultati (procedura analitica automatizzata). Questo risparmio di tempo si accentua quando sono analizzati in contemporanea un maggior numero di isolati. Inoltre, la semplicità e la facilità richieste per la preparazione dei campioni e l’immediata acquisizione dei dati rendono questo un metodo di identificazione accurato e rapido risultando più conveniente anche dal punto di vista economico, con un costo totale di 0,50 euro (materiale consumabile) per ceppo analizzato. I risultati ottenuti dimostrano che la spettrometria di massa MALDI-TOF sta diventando uno strumento importante in microbiologia clinica e sperimentale, data l’elevata efficacia identificativa, grazie alla disponibilità sia di nuove banche dati commerciali sia di aggiornamenti delle stesse da parte di diversi utenti, e la possibilità di rilevare con successo anche se in modo indiretto le antibiotico-resistenze.

Investigations of evaporation from a screened pan and development of a coefficient for the conversion of pan evaporation to lake evaporation /

Mode of access: Internet.