Ocorrência e perfil de sensibilidade a antimicrobianos em Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter sp. em um hospital terciário, no sul do Brasil

INTRODUÇÃO: O principal mecanismo de resistência entre isolados de Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter sp. é a produção de metalo-β-lactamases (MβLs). As MβLs são enzimas capazes de hidrolisar cefalosporinas, penicilinas e carbapenêmicos, mas não monobactâmicos (aztreonam) antibióticos que se encontram entre as principais opções terapêuticas para o tratamento de infecções causadas por bactérias não fermentadoras de glicose. MÉTODOS: Um estudo observacional, transversal, descritivo e retrospectivo foi desenvolvido para avaliar a frequência e o perfil de susceptibilidade cepas de P. aeruginosa e Acinetobacter sp. produtoras de MβLs isoladas no Hospital São Vicente de Paulo, Passo Fundo, Brasil. RESULTADOS: A produção de MβLs foi observada em 77,6% (n = 173/223) dos isolados de P. aeruginosa e em 22,4% (n = 50/223) dos isolados de Acinetobacter sp. Dentre as cepas produtoras de MβL, a maioria apresentou mais de 90% de resistência a seis antimicrobianos dos 12 testados, enfatizando a resistência a ceftazidima, gentamicina, aztreonam, piperaciclina/tazobactam, cefepime, ciprofloxacina, meropenem e tobramicina. CONCLUSÕES: Os índices de MβL encontrados confirmam a preocupação mundial com a disseminação desse mecanismo de resistência.

Princípios de terapêutica antibiótica na doença crítica

RESUMO: A infeção é frequente durante a doença crítica, quer como causa da doença crítica quer como complicação da sua evolução. Paradoxalmente, os avanços da medicina moderna aumentaram eles próprios o risco de infeção, ao permitir a sobrevida até idades avançadas, ao criar um novo grupo de doentes imunodeprimidos, nomeadamente doentes tratados com fármacos que interferem com as suas defesas naturais (corticóides, citostáticos), ao aumentar o tempo de vida de hospedeiros com comorbilidades debilitantes. Os antibióticos são um dos elos essenciais no tratamento da infeção. Contudo o seu uso também promove a seleção e crescimento de bactérias resistentes. Para além disso as doses convencionais de antibióticos foram selecionadas numa altura em que a resistência era um fenómeno raro e podem não ser atualmente as mais adequadas. Existe hoje muita evidência acumulada que os doentes críticos sofrem alterações da sua farmacocinética (PK) que podem facilitar a ocorrência de falência terapêutica ou de toxicidade tanto por sub como por sobredosagem de antibióticos. Essas alterações são complexas e difíceis de estudar. Finalmente, também a farmacodinâmica (PD) dos antibióticos pode estar alterada nesta população, podendo haver necessidade de ajustar os alvos terapêuticos de forma individual. O objetivo deste trabalho foi investigar a relação entre a terapêutica antibiótica, as suas características PK e PD, a carga bacteriana e o prognóstico dos doentes críticos. O plano de investigação incluiu: 1. Dados da epidemiologia portuguesa de doentes críticos com infeção; 2. Avaliação da relação entre a carga bacteriana, o tempo até ao início do tratamento antibiótico e o prognóstico dos doentes críticos; 3. Avaliação da evolução da PK durante o tratamento da infeção; 4. Um estudo multicêntrico para avaliação da eficácia da terapêutica com um β- lactâmico doseado de acordo com a relação PK/PD. Na introdução é descrita a importância dos antibióticos, a sua origem e o problema crescente das resistências bacterianas relacionadas com o seu emprego e abuso. É salientada a importância de racionalizar a posologia, de acordo com os conceitos de PK e de PD. No Capítulo 1 são apresentados dados de epidemiologia portuguesa de infeção em doentes críticos, sobretudo retirados de dois estudos prospetivos, observacionais, os quais incluíram mais de 50% da capacidade de internamento em cuidados intensivos existente em Portugal. No Capítulo 2 são descritos os conceitos de PK e as suas alterações nos doentes críticos. De seguida são revistos os conceitos de PD de antibióticos e a sua aplicação a esta população, em particular durante as infeções graves (Capítulo 3). Nos capítulos seguintes são aprofundadas estas alterações da PK nos doentes críticos e as suas causas, de forma a destacar a importância da monitorização da concentração dos antibióticos. São apresentados os dados duma revisão sistemática de PK de antibóticos nesta população (Capítulo 4), pormenorizadas as alterações da PD que comprometem a eficácia da terapêutica antibiótica, facilitam o desenvolvimento de resistências e podem levar a falência terapêutica (Capítulo 5). Consequentemente a compreensão global destas alterações, da sua relevância clínica e a revisão da evidência disponível facilitou o desenvolvimento do próprio plano global de investigação (Capítulos 6 e 7). No Capítulo 6.1 são descritos os antibióticos tempo-dependente e a importância de aumentar o seu tempo de perfusão. Foi desenhado um estudo multicêntrico para comparar a eficácia e segurança da perfusão contínua da piperacilina tazobactam (um antibiótico β-lactâmico associado a um inibidor de β-lactamases) com a mesma dose do antibiótico, administrado em dose convencional, intermitente. A importância de dosear corretamente os antibióticos concentração-dependente foi também avaliada num estudo a primeira dose dos aminoglicosídeos (Capítulo 6.2). Outras estratégias para melhorar os resultados assistenciais dos doentes infetados são abordadas no Capítulo 7, em particular a importância da terapêutica antibiótica precoce, a avaliação da carga bacteriana e a compreensão da variação da PK ao longo do tratamento da infeção. Foi desenvolvido um algoritmo de abordagem terapêutica que incluiu estas alterações da PK e da PD nos doentes críticos. Finalmente no Capítulo 8 são descritos mecanismos de desenvolvimento das resistências bacterianas bem como estratégias para a sua abordagem. O Capítulo final (Capítulo 9) aponta um plano para futuras áreas de trabalho. O elemento chave identificado neste trabalho de investigação é o reconhecimento da variabilidade significativa da PK dos antibióticos durante a doença crítica, a qual condiciona a sua posologia. Estas alterações estão relacionadas com a própria gravidade da doença e tendem a diminuir ao longo do seu tratamento. No entanto nem a gravidade da doença nem as características individuais as permitem prever de forma aceitável pelo que a utilização duma posologia universal, independente da situação clínica concreta, pode ser inadequada. As estratégias para melhorar os resultados assistenciais dos doentes críticos infetados devem ser baseadas na individualização da posologia antibiótica de acordo com os princípios da PK e da PD, preferencialmente apoiadas em doseamentos da sua concentração. ------------------------------------ ABSTRACT: Infection commonly occurred during critical illness, either as a cause or complicating the course of the disease. Advances in medicine had paradoxically increase the risk of infection, both by improving survival to older ages and by introducing a new group of immunosuppressed patients, those who are treated with drugs that interfere with their natural defenses (corticosteroids, cytostatics) and those who survived longer with aggressive diseases. Antibiotics are of paramount importance for treating infection. However the use of these drugs also promote the selection and growth of resistant bacteria. Furthermore conventional antibiotic doses were calculated for less severe patients during a time when resistance was rare. Nowadays there is increasing evidence that critically ill patients experiment altered pharmacokinetics (PK) that may lead to therapeutic failure and/or drug toxicity. Equally, such PK alterations are complex and challenging to investigate. Finally pharmacodynamics (PD) may also be different in this population and antibiotic targets may need to be tailored to the individual patient. The aim of this research was to investigate the relationship between antibiotic therapy, its PK and PD, bacterial burden and critically ill patients outcomes. The research plan comprised of: 1. Epidemiological portuguese data of critically ill infected patients; 2. Relationship between burden of bacteria, time until the start of antibiotics and patient outcomes; 3. Evaluation of PK during treatment of infection; 4. A multicentre study evaluating PK guided β-lactam therapy. The introductory chapter outlines the importance of antibiotics, its origins, the problem of increasing bacteria resistance, related to its use and overuse and the importance of rational drug dosing using PK and PD concepts. In Chapter 1 portuguese epidemiological data of infections in critically ill patients is presented, mostly coming from two prospective observational studies, encompassing more than 50% of critically ill beds available in Portugal. Chapter 2 describes the concepts of PK and the changes occurring in critically ill patients. This is followed by a review of the concepts of PD of antibiotics and its application to this population, especially during severe infections (Chapter 3). In the following chapter these changes in antibiotics PK in critical illness are and its causes are detailed, to outline the importance of therapeutic drug monitoring. Data on a systematic review of antibiotics PK in those patients is provided (Chapter 4). The following chapter (Chapter 5) elucidates important changes in PD, that compromises antibiotic therapy, facilitate the occurrence of resistance and may lead to therapeutic failure. Thus, an understanding of the clinical problem and available evidence facilitated the development of a comprehensive research plan (Chapter 6 and Chapter 7). Chapter 6.1 describes time-dependent antibiotics and the importance of extending its perfusion time. A multicenter study was designed to compare the continuous infusion of piperacillin tazobactam (a β-lactam antibiotic) with the same daily dose, prescribed in a conventional, intermittent dose. The importance of correct dosing of antibiotics was also assessed through a study addressing aminoglycoside (a concentration-dependent antibiotic) therapy (Chapter 6.2), focusing on its first dose. Strategies to improve severe infected patients outcomes were addressed in Chapter 7, namely the importance of early antibiotic therapy, assessing the burden of bacteria and understanding changes in antibiotic concentration during the course of infection. An algorithm to include all the described changes in both PK and PD of critically ill patients was developed. Finally in Chapter 8 mechanisms of the increasing resistance of bacteria are described and strategies to address that problem are proposed. The closing chapter (Chapter 9) lays a roadmap for future work. The key finding of this research is the significant variability of the antibiotics PK during critical illness, which makes dosing a challenging issue. These changes are related to the severity of the infection itself and improve through the course of the disease. However neither disease severity nor individual characteristics are useful to predict PK changes. Therefore, the use of a universal dose approach, regardless of the individual patient, may not be the best approach. Strategies to improve patients’ outcomes should be based on tailoring antibiotics to the individual patient, according to PK and PD principles, preferentially supported by therapeutic drug monitoring.

Presença e alterações da fauna de Artrópodos durante a preparação de um composto orgânico

No decorrer da preparação de um composto orgânico (150 dias de duração), foram feitas cinco amostragens para estudarem-se a presença e as alterações da fauna de artrópodos, durante algumas das diferentes fases de sua preparação. Foram utilizados, em seis canteiros feitos acima da superfície do solo, três tratamentos diferentes, além da inoculação bacteriana de três dos canteiros, aos 75 dias, e da cobertura de todos os canteiros com plástico durante uma boa parte do tempo de preparação do composto. Em todos os tratamentos, o grupo numericamente mais importante foi Acari (88-99, 5%), seguido por Collembola (0,3- 0%), Coleoptera (0, 1-1, 4%), Diplopoda (0,04-0,3%), Diptera (0,04-0,65%) e Formicidae (0,01-0,03%). O número de grupos taxonômicos e de indivíduos da fauna aumentou gradativamente com o tempo de preparação do composto, em todas os tratamentos. A inoculação bacteriana, aos 75 dias, resultou num incremento da fauna no tratamento 2 (com esterco de galinha), provavelmente em face do anterior fornecimento de uma eficiente fonte de nitrogênio e de microorganismos, representada pela adição inicial de esterco de galinha fresca ao material vegetal. Também a cobertura dos canteiros com plástico parece ter influido bastante na fauna presente no material, provocando uma sensível diminuição de sua densidade. O tratamento com esterco de galinha foi o que apresentou uma mais rápida colonização pela fauna, com uma maior diversidade de grupos taxonômicos e também o que teve uma mais rápida e completa humificação do material.

Estudo da influência da flora intestinal do mosquito Anopheles sp. no estabelecimento da infecção por Plasmodium Berghei

A malária é uma doença infecciosa com um efeito devastador nas áreas afectadas. É provocada pelo protozoário Plasmodium e transmitida pelo insecto vector do género Anopheles. As fêmeas hematófagas ao alimentar-se de um hospedeiro infectado vão dar continuidade ao ciclo de vida do parasita e transmiti-lo a um novo hospedeiro na próxima refeição sanguínea. O intestino médio dos mosquitos é um órgão imunocompetente, onde a presença de microrganismos vai activar o sistema imunitário, determinando a sua capacidade vectorial. Novas abordagens de controlo biológico de doenças transmitidas por vectores parecem ganhar terreno. P. aeruginosa é uma bactéria Gram-negativa, potencialmente patogénica, em especial as estirpes produtoras de muco, sendo um microrganismo modelo em estudos de biofilmes. Estes são caracterizados por conferir tolerância a antibióticos e resistência ao sistema imune do hospedeiro. Com este trabalho pretendeu-se analisar o efeito da influência da flora bacteriana, nomeadamente isolados de Pseudomonas aeruginosa produtores de muco e não produtores, presentes no tracto digestivo de Anopheles sp. e a sua relação com a infecção por P. berghei. Com este estudo é possível afirmar a existência de uma proporcionalidade directa entre a taxa de infecção por P. berghei e a ausência da Microbiota. A presença de Pseudomonas produtoras de muco no intestino médio dos mosquitos demonstrou conferir algum grau de protecção no estabelecimento da infecção, bem como na intensidade da mesma. Contudo, mais estudos necessitam ser realizados e com um maior número de mosquitos, de forma a ultrapassar as limitações impostas pelo tratamento antibacteriano. Possivelmente, a sobreposição de respostas imunes anti-bacterianas e anti-Plasmodium, vão provocar um incremento no sistema imune e limitação das infecções por Plasmodium. Biofilmes bacterianos têm demonstrado a capacidade de aderir e inibir o crescimento de protozoários Uma melhor compreensão do papel da flora microbiana face ao sistema de defesa do hospedeiro poderá contribuir para o desenvolvimento de novas estratégias de controlo da transmissão da malária.

Biofunctionalization of titanium surfaces for dental implants: osteogenic, anti-microbial and tribocorrosion resistant surfaces

PhD thesis in Biomedical Engineering

Seleção de genótipos de pimentão resistentes à Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (Doidge) Dye. sob condições naturais de infecção

Devido à ocorrência de epidemias severas de pústula bacteriana ou mancha bacteriana no pimentão, causada pela bactéria Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (Doidge) Dye., o cultivo do pimentão na várzea do Rio Solimões, próximo à Manaus, encontra-se em decadência. O INPA, desde 1976, desenvolve um Programa de Melhoramento Genético do Pimentão visando incorporar resistência ao patógeno. Neste trabalho são relatados os resultados obtidos em três ensaios, nas áreas de terra firme e várzea do Estado do Amazonas, envolvendo progênies F13 e F14 do cruzamento interespecífico entre Capsicum annuum e C. chinense, denominado HP-12, em cujas progênies vêm sendo realizadas seleções genealógicas visando obter variedades resistentes ao patógeno X. campestris pv. vesicatoria e alta capacidade produtiva, sob condição de cultivo em ambientes quentes e úmidos. Quando a população de hospedeiros foi constituída por indivíduos resistentes e suscetíveis, a curva de progresso da doença adaptou-se melhor ao modelo monomolecular, onde níveis mais elevados de resistência, conferidos por um genótipo, foram devidos à sua capacidade de restringir a velocidade do progresso da doença. Nos três ensaios, as progênies selecionadas pelo Programa apresentaram maior resistência e capacidade produtiva, quando comparadas à testemunha suscetível (Cascadura Ikeda), em condições de ocorrência da doença e verificou-se que a capacidade de produção de frutos está relacionada aos níveis de resistência do hospedeiro ao patógeno. Por outro lado, levando-se em conta os caracteres de resistência e capacidade produtiva das progênies inferiu-se que a espécie C. chinense é um recurso genético importante como fonte de resistência a X. campestris pv. vesicatoria nos programas de melhoramento do pimentão.

Bacterial cellulose as a novel substrate for retinal pigment epithelium cells transplantation in age-related macular degeneration

Tese de Doutoramento em Engenharia Química e Biológica.

População microbiana em solo cultivado com soja e tratado com diferentes herbicidas em área de cerrado no estado de Roraima

Este trabalho objetivou avaliar o impacto de herbicidas à base de glyphosate, imazaquin e trifluralin na biomassa microbiana do solo, na comunidade bacteriana associada ao rizoplano de soja e também na nodulação das plantas de soja. As avaliações foram realizadas por um período de 60 dias, em dois sistemas de manejo do solo: semeadura direta na palha (SD) e semeadura convencional (SC), que receberam a aplicação dos herbicidas glyphosate e, imazaquin e trifluralin, respectivamente. Ao longo do período estudado o imazaquin, na área de SD, ocasionou redução da biomassa microbiana e, também alterou o perfil bacteriano analisado por eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE) de forma mais intensa, que o glyphosate. Na área de SC não houve efeito significativo dos herbicidas sobre a biomassa microbiana, tendo ocorrido grande variabilidade entre repetições de um mesmo tratamento nos perfis de DGGE, o que dificultou a observação do efeito dos herbicidas. O seqüenciamento de fragmentos do 16S rDNA retirados dos géis de DGGE mostrou que o glyphosate restringiu o desenvolvimento de uma bactéria com 90% de homologia com Herbaspirillum sp., enquanto, o imazaquin estimulou uma bactéria com 96% de homologia com Ralstonia sp. e, outras bactérias com pelo menos 92% de homologia com Burkholderia, Thiomonas e Pseudomonas não foram afetadas. Também não houve efeito dos herbicidas sobre o número de nódulos nas plantas de soja.

Propriedades físico-químicas e microbiológicas do solo de um Parque em Tangará da Serra, MT, uma área de transição entre Amazônia e Cerrado

O Parque Natural Municipal Ilto Ferreira Coutinho, localizado em Tangará da Serra-MT, possui uma vegetação de transição entre Cerrado e Floresta Amazônica e apresenta três diferentes áreas denominadas: área de lazer, área alterada e reserva natural, conforme o seu estado de degradação e de utilização. Os objetivos deste trabalho foram: estudar algumas propriedades físico-químicas e microbiológicas (bactérias e fungos) do solo; analisar a influência dos períodos seco e chuvoso nestas propriedades do solo e estimar os índices de diversidade, uniformidade e riqueza bacteriana do solo das áreas estudadas. As amostras de solo foram coletadas nos meses de agosto de 2005 e março de 2006 e as análises físico-químicas foram realizadas em um laboratório especializado. As análises de pH, umidade e contagem total de fungos e bactérias foram realizadas no Laboratório de Microbiologia da UNEMAT. A diversidade bacteriana foi calculada através do índice de Shannon-Wiener e a riqueza e uniformidade pelo índice de Pielou. Houveram diferenças nos valores da comunidade microbiana (fungos e actinomicetos), de pH, de matéria orgânica, de carbono orgânico e de umidade, entre as áreas e os períodos estudados. No período chuvoso, observamos a inibição do crescimento de actinomicetos provavelmente causado pela alta umidade. Os índices de diversidade, uniformidade e riqueza foram baixos, possivelmente devido à constante ação antrópica no parque.

Caracterização do microbioma e dos perfis de resistência nos afluentes e efluentes de ETAR

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)

Prevalência e susceptibilidade de isolados clínicos de Pseudomonas aeruginosa numa unidade hospitalar de Portugal

Dissertação de mestrado em Bioquímica Aplicada (área de especialização em Biomedicina)

Insights into bacterial colony morphology evolution and diversification during infection development in cystic fibrosis

Tese de Doutoramento em Engenharia Biomédica.

Evaluation of antimicrobial strategies against biomaterial-associated infections: impact of the surrounding environmental conditions

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Characterization of microbial populations in a wastewater treatment plant focusing on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Homoenxerto aórtico criopreservado no tratamento cirúrgico das lesões da valva aórtica: resultados imediatos

OBJETIVO: Analisar os resultados imediatos, clínicos e ecocardiográficos, com o uso do homoenxerto aórtico criopreservado no tratamento cirúrgico da valva aórtica. MATERIAL: Dezoito pacientes com lesão na valva aórtica receberam homoenxerto aórtico criopreservado, sendo 15 homens, 10 com insuficiência aórtica e oito, estenose aórtica. A idade variou de 18 a 65 (média de 44,5 ± 18,14) anos. Quatro pacientes apresentavam endocardite bacteriana em atividade, 12 estavam em classe funcional II, seis em classe funcional III (NYHA). A função ventricular esquerda era normal em 15 pacientes. RESULTADOS: A mortalidade hospitalar foi de 5,5% (um paciente), por insuficiência respiratória, os demais receberam alta hospitalar entre o 5° e 8° dia de pós-operatório em classe funcional I. O gradiente transvalvar aórtico máximo, ao ecocardiograma, variou de zero a 30 mmhg, com média de 10,9 ± 9,2 mmhg. Cinco pacientes não apresentavam nenhum grau de refluxo pelo homoenxerto, 11 (61,1%) tinham refluxo mínimo e dois apresentavam refluxo leve. O tempo de circulação extracorpórea variou de 130 a 220 (média de 183,9 ± 36,7) minutos. O tempo de pinçamento da aorta variou de 102 a 168 (média de 139,14 ± 25,10) minutos. O sangramento no pós-operatório variou 210 a 1220 ml, com média de 511,4 ± 335,1 ml e não houve reoperações. O tempo de intubação orotraqueal variou de 2h e 50min a 17 h com média de 9,14 ± 3,6 h. CONCLUSÃO: O homoenxerto aórtico criopreservado pode ser utilizado rotineiramente com baixa morbi-mortalidade hospitalar.