Optische Mikroskopie an elektrostatisch stabilisierten kolloidalen Suspensionen unter dem Einfluss geladener Wände - ausgewählte Gleichgewichts- und Nichtgleichgewichtsphänomene

Das Verhalten kolloidaler Suspensionen unter räumlich beschränkter Geometrie ist von großer Bedeutung für die statistische Physik wie auch für die Technologie. Von speziellem Interesse sind Modellsysteme geladener kolloidaler Sphären aufgrund ihrer langreichweitigen und veränderbaren Wechselwirkungen. In dieser Arbeit wurde ein experimenteller Aufbau für die optische mikroskopische Untersuchung solcher, zwischen ebenen Wänden beschränkter Systeme realisiert. Anhand von Piezo-Aktuatoren kann die Zellgeometrie flexibel und präzise eingestellt werden. Unter Verwendung eines Pumpkreislaufs mit einer Ionentauschersäule können kolloidale Suspensionen unter stark entsalzten Bedingungen effizient präpariert werden. Anhand dieses Aufbaus wurde zunächst das Gleichgewichtsphasendiagramm monodisperser geladener kolloidaler Sphären zwischen parallelen Wänden untersucht. Es wurden quantitative Resultate für den Grenzfall starker Entsalzung erzielt, welche mit theoretischen Grundzustandsvorhersagen übereinstimmen. In Doppellagensystemen konnte die Existenz transienter kolloidaler Moiré-Rotationsmuster demonstriert werden, welche besondere zweidimensionale Kristallstrukturen mit komplexer Basis darstellen. Es wurden ferner Nichtgleichgewichtsphänomene untersucht, welche durch Gradienten von lokal freigesetzten Elektrolyten verursacht werden. Durch hauptsächlich diffusioosmotischen Partikeltransport entlang einer einzelnen geladenen Substratoberfläche konnten die Bildung kristalliner Ordnung sowie komplexe, selbstorganisierte Bewegungszustände in einem verdünnten kolloidalen Monolagenfluid bei kleinen Reynolds-Zahlen induziert werden. Interessante Perspektiven für die zukünftige Verwendung des experimentellen Aufbaus ergeben sich aus Beobachtungen verschiedener weiterer Phänomene.

Campylobacter spp., Yersinia enterocolitica, and Salmonella enterica and their simultaneous occurrence in German fattening pig herds and their environment.

Campylobacter spp., Salmonella enterica, and Yersinia enterocolitica are common causes of foodborne infections in humans with pork as a potential source. Monitoring programs at farm level are, to date, only implemented for S. enterica, while epidemiological knowledge of the other two pathogens is still lacking. This study aimed to assess the pathogen load (in the pigs' environment) in fattening pig herds, their simultaneous occurrence, and the occurrence of Campylobacter spp. and Y. enterocolitica in herds in different Salmonella risk categories. In 50 fattening pig herds in northern Germany, four pooled fecal samples and 10 swab samples from the pigs' direct environment (pen walls, nipple drinkers), indirect environment (hallways, drive boards), and flies and rodent droppings were collected from each herd and submitted for cultural examination. Campylobacter spp. were detected in 38.1% of fecal, 32.7% of direct environment, 5.3% of indirect environment, and 4.6% of flies/pests samples collected, and Y. enterocolitica in 17.1, 8.1, 1.2, and 3.1% and S. enterica in 11.2, 7.7, 4.1, and 1.5%, respectively. For Campylobacter spp., Y. enterocolitica, and S. enterica, 80, 48, and 32% of herds were positive, respectively; 22 herds were positive for both Campylobacter spp. and Y. enterocolitica, 12 for Campylobacter spp. and S. enterica, and 7 for Y. enterocolitica and S. enterica. There was no significant association between the pathogens at herd level. Campylobacter spp. and Y. enterocolitica were found more often in samples from the low Salmonella risk category (odds ratio, 0.51; confidence interval, 0.36 to 0.73, and 0.3, 0.17 to 0.57), and this was also the case for Y. enterocolitica at herd level (odds ratio, 0.08; confidence interval, 0.02 to 0.3). This study provides evidence that the pigs' environment should be accounted for when implementing control measures on farms against Campylobacter spp. and Y. enterocolitica. An extrapolation from the current Salmonella monitoring to the other two pathogens does not seem feasible.

Equine parasite control under prescription-only conditions in Denmark - Awareness, knowledge, perception, and strategies applied.

Due to widespread development of anthelmintic resistance in equine parasites, recommendations for their control are currently undergoing marked changes with a shift of emphasis toward more coprological surveillance and reduced treatment intensity. Denmark was the first nation to introduce prescription-only restrictions of anthelmintic drugs in 1999, but other European countries have implemented similar legislations over recent years. A questionnaire survey was performed in 2008 among Danish horse owners to provide a current status of practices and perceptions with relation to parasite control. Questions aimed at describing the current use of coprological surveillance and resulting anthelmintic treatment intensities, evaluating knowledge and perceptions about the importance of various attributes of parasite control, and assessing respondents' willingness to pay for advice and parasite surveillance services from their veterinarians. A total of 1060 respondents completed the questionnaire. A large majority of respondents (71.9%) were familiar with the concept of selective therapy. Results illustrated that the respondents' self-evaluation of their knowledge about parasites and their control associated significantly with their level of interest in the topic and their type of education (P<0.0001). The large majority of respondents either dewormed their horses twice a year and/or performed two fecal egg counts per horse per year. This approach was almost equally pronounced in foals, horses aged 1-3 years old, and adult horses. The respondents rated prevention of parasitic disease and prevention of drug resistance as the most important attributes, while cost and frequent fecal testing were rated least important. Respondents' actual spending on parasite control per horse in the previous year correlated significantly with the amount they declared themselves willing to spend (P<0.0001). However, 44.4% declared themselves willing to pay more than what they were spending. Altogether, results indicate that respondents were generally familiar with equine parasites and the concept of selective therapy, although there was some confusion over the terms small and large strongyles. They used a large degree of fecal surveillance in all age groups, with a majority of respondents sampling and/or treating around twice a year. Finally, respondents appeared willing to spend money on parasite control for their horses. It is of concern that the survey suggested that foals and young horses are treated in a manner very similar to adult horses, which is against current recommendations. Thus, the survey illustrates the importance of clear communication of guidelines for equine parasite control.

Increasing mean arterial blood pressure in sepsis: effects on fluid balance, vasopressor load and renal function.

INTRODUCTION: The objective of this study was to evaluate the effects of two different mean arterial blood pressure (MAP) targets on needs for resuscitation, organ dysfunction, mitochondrial respiration and inflammatory response in a long-term model of fecal peritonitis. METHODS: Twenty-four anesthetized and mechanically ventilated pigs were randomly assigned (n = 8/group) to a septic control group (septic-CG) without resuscitation until death or one of two groups with resuscitation performed after 12 hours of untreated sepsis for 48 hours, targeting MAP 50-60 mmHg (low-MAP) or 75-85 mmHg (high-MAP). RESULTS: MAP at the end of resuscitation was 56 ± 13 mmHg (mean ± SD) and 76 ± 17 mmHg respectively, for low-MAP and high-MAP groups. One animal each in high- and low-MAP groups, and all animals in septic-CG died (median survival time: 21.8 hours, inter-quartile range: 16.3-27.5 hours). Norepinephrine was administered to all animals of the high-MAP group (0.38 (0.21-0.56) mcg/kg/min), and to three animals of the low-MAP group (0.00 (0.00-0.25) mcg/kg/min; P = 0.009). The high-MAP group had a more positive fluid balance (3.3 ± 1.0 mL/kg/h vs. 2.3 ± 0.7 mL/kg/h; P = 0.001). Inflammatory markers, skeletal muscle ATP content and hemodynamics other than MAP did not differ between low- and high-MAP groups. The incidence of acute kidney injury (AKI) after 12 hours of untreated sepsis was, respectively for low- and high-MAP groups, 50% (4/8) and 38% (3/8), and in the end of the study 57% (4/7) and 0% (P = 0.026). In septic-CG, maximal isolated skeletal muscle mitochondrial Complex I, State 3 respiration increased from 1357 ± 149 pmol/s/mg to 1822 ± 385 pmol/s/mg, (P = 0.020). In high- and low-MAP groups, permeabilized skeletal muscle fibers Complex IV-state 3 respiration increased during resuscitation (P = 0.003). CONCLUSIONS: The MAP targets during resuscitation did not alter the inflammatory response, nor affected skeletal muscle ATP content and mitochondrial respiration. While targeting a lower MAP was associated with increased incidence of AKI, targeting a higher MAP resulted in increased net positive fluid balance and vasopressor load during resuscitation. The long-term effects of different MAP targets need to be evaluated in further studies.

Estimación de escenarios de contaminación por coliformes fecales en una microcuenca de la Pampa Ondulada de Argentina mediante el empleo de un modelo predictivo

Se evaluó la dinámica de contaminación biológica en una microcuenca con uso ganadero de la Pampa Ondulada de Argentina, mediante el coeficiente de partición bacteriano (BactKdQ) del modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Se simularon escenarios de contaminación para dos cargas ganaderas (0,5 y 1 equivalente vaca por ha), utilizando dos valores de BactKdQ: el propuesto por el SWAT (175 m3 Mg-1) y uno real medido in situ (10 m3 Mg-1). Para el escenario real se corroboró la íntima relación entre los eventos de precipitaciones - escurrimientos y la contaminación biológica de los cursos de agua. Los valores reales de BactKdQ, aún siendo bajos, incidieron de forma significativa en la dinámica de transporte de coliformes fecales. Por ende, es de interés la inclusión de parámetros como el BactKdQ medidos localmente y no de aquellos que el modelo SWAT incluye por defecto. Además, se pudo observar una importante concentración de coliformes fecales en la microcuenca, señalándola como un ambiente de alto riesgo de contaminación biológica, ya que para esta aplicación del SWAT todos los niveles guías fueron sobrepasados. Este trabajo destaca la relevancia de la utilización de modelos computacionales como soporte de decisiones productivas y ambientales.

(Appendix A) Organic facies at DSDP Hole 93-603B

The Palynology of two sections recovered during Leg 93 drilling by the Deep Sea Drilling Project in the continental rise along the western margin of the North Atlantic is reported. In Hole 603B at Site 603, the dinoflagellate stratigraphy indicates that the interval from Cores 603B-82 to 603B-26 ranges in age from late Berriasian to Santonian. The BlakeBahama Formation ranges from late Berriasian to Aptian. The Hatteras Formation ranges from Aptian to Cenomanian, although the uppermost part may be Turonian. Dinoflagellate evidence from the middle part of the Plantagenet Formation indicates an age from late Coniacian or early Santonian to Santonian within the interval of Cores 603B-28 to 603B-26. Magnetic polarity evidence of the stratigraphy of the Early Cretaceous for the western North Atlantic indicates a reliable correlation with the dinoflagellate zonation. The stratigraphic sequence of palynologically defined organic facies in carbonaceous claystone lithologies in Hole 603B shows that organic stratigraphic units consisting predominantly of fecal-pellet-derived, pelagic organic matter (xenomorphic facies) alternate with units consisting predominantly of terrigenous organic matter (tracheal and exinitic facies), corresponding to that described from other sites in the North Atlantic. A terrigenous organic facies is identified for the first time from the Plantagenet Formation. The claystone organic facies and major lithofacies are closely correlated. The tracheal and exinitic facies occur in carbonaceous terrigenous claystones and claystone turbidites associated with sandstone/siltstone terrigenous turbidites. The xenomorphic facies occurs in claystones within pelagic limestones lacking any turbidites, and in blackish, noncalcareous claystones which correlate in age with the marine-carbon-rich sapropels which are widespread in the North Atlantic Cenomanian. This facies also occurs with an admixture of terrigenous organic particles in the Blake-Bahama Formation, but the mixture is consistent with the submarine fan setting of this interval. The concentration of refractory organic matter (carbonized particles) in the micrinitic and carbonized tracheal facies is considered to be the result, at least in part, of the oxidation of sediment buried below a surface slowly accumulating pelagic clays below the carbonate compensation depth. The progressive increase in number of dinoflagellate species per stage through the Early Cretaceous (except for the late Barremian-Aptian) may have resulted indirectly from the generally progressive rise in global sea level during this time. At Site 605, the dinoflagellate stratigraphy across the Cretaceous/Tertiary boundary is remarkably close to that published from the Maestrichtian and Danian of Denmark. The Maestrichtian/Danian boundary is placed precisely within Section 605-66-1 by dinoflagellate evidence, agreeing with that predicted by other microfossils. The new dinoflagellate-cyst-based genus, Pierceites and its new species P. schizocystis, and the new combination P. ( = Trithyrodinium) pentagonum (May) are proposed. Diacanthum hollisteri Habib, type species of Diacanthum, is emended to accommodat e cysts with the archeopyle formulas P3'', 2P2''-3'', 2P3''-4'', and 3P2''-3''-4''.

234Th and particulate fluxes in the Kara Sea in October 1993

The mean residence time of 234Th associated with suspended matter in the Kara Sea was calculated from distributions of dissolved and suspended 234Th. Integral particulate fluxes at different levels were estimated for two stations. The flux increases only in the pycnocline; below it changes insignificantly. Two maxima of differential fluxes are noted in vertical profiles: in the surface layer where primary production is maximal, and in the interface layer where zooplankton realizing active transport of suspended matter is usually concentrated. Differential fluxes were determined at 10 stations; their space distribution is controlled by primary production, which depends usually on turbidity of river water in estuaries.

Geochemistry at DSDP Holes 80-550 amd 80-548

At Sites 548 and 550 of DSDP Leg 80 several condensed sedimentary sections contain various types of polymetallic crusts. The relationships between mineralogic and geochemical data in the sections have been studied in the context of the biostratigraphic and sedimentologic results. The diagenetic evolution during periods of low accumulation rate varies according to depth and sedimentary environment. At Site 548 on the continental margin, the phosphatic and manganiferous crusts are similar to those related to upwelling influences before Late Cretaceous deposition. At Site 550 the upper Paleocene cherts, deposited directly on oceanic crust, are overlain by pelagic brown clays containing diagenetic manganiferous concretions characterized by very high Sr and Ba contents. The origin of these small nodules is probably related to the authigenesis of fecal pellets. The upper Eocene indurated section is made up of authigenic zeolites, clays, and Fe-Mn phases and is similar to the volcanic-sedimentary deposits described in deep basins and seamounts of the Pacific. These crusts and a polynucleated nodule within the overlying sediments have geochemical characteristics (high Ni, Co, and Cu contents) similar to those formed in the deep ocean under volcanic influences during periods of low sedimentation rates or sedimentary hiatuses. Volcaniclastic material is ubiquitous and peculiarly abundant in Eocene sections and can be related to the volcanic formation of Iceland in the North Atlantic.

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.

Limnologia, balneabilidade e impactos ambientais: uma análise temporal e espacial na represa do Lobo (Broa), Itirapina/Brotas - SP

Considerando a importância da represa do Lobo, os indícios de eutrofização encontrados na área e tendo a recreação como seu principal uso, buscou-se, neste trabalho, avaliar a qualidade da água nos rios tributários e na represa, e sua adequação a balneabilidade. Para os afluentes do sistema, estimando-se, ainda, a contribuição dos mesmos ao aporte de materiais à represa, foram amostrados o córrego do Geraldo, a confluência dos córregos Água Branca e Limoeiro, o rio Itaqueri (antes da mineradora), o ribeirão do Lobo, o córrego das Perdizes, avaliando-se parâmetros físicos, químicos e biológicos da água e a vazão dos rios, em dois períodos (agosto/setembro e dezembro) de 2002. Os resultados, com base no índice de estado trófico, indicam que a maioria dos tributários, com exceção do córrego Água Branca (eutrófico), é oligotrófico. Na represa o estudo teve avaliações mensais para alguns parâmetros (nutrientes totais e dissolvidos, clorofila total e material em suspensão) e semanais para outros (pH, condutividade elétrica, temperatura da água, oxigênio dissolvido e coliformes fecais) ao longo de um ano (dezembro de 2001 a dezembro de 2002), em nove pontos, abrangendo a região de foz do rio Itaqueri, córrego do Geraldo e ribeirão do Lobo, quatro pontos distribuídos na praia do balneário Santo Antônio e um ponto a jusante da represa. A foz do rio Itaqueri apresentou-se meso-eutrófica no período, enquanto os outros pontos avaliados, oligotróficos. Apesar da condição favorável apresentada, a análise temporal dos dados (com estudos realizados nos últimos 30 anos), mostra uma evidente e preocupante alteração nas condições originárias desse sistema, indicando um evidente processo de eutrofização do reservatório, associado aos usos e ocupação da bacia hidrográfica (resíduos domiciliares, turismo, agricultura e pecuária). Em relação a balneabilidade os principais pontos de contaminação fecal na represa são as entradas dos tributários, enquanto o corpo da represa foi considerado excelente em todo o período amostrado. O córrego Água Branca, como corpo receptor do esgoto de Itirapina, é o mais comprometido dos corpos de água avaliados, além de ser o principal contribuinte de nutrientes e coliformes fecais para a represa do Lobo, através do rio Itaqueri.

Detecção de Enterococcus resistentes a vancomicina em criações comerciais de ovinos e caprinos das regiões centro-leste e nordeste do Estado de São Paulo

As exigências das condições higiênico-sanitárias na produção de animais de interesse zootécnico vêm aumentando progressivamente dada à necessidade de aliar-se produtividade a produtos de alta qualidade para atender a mercados consumidores cada vez mais exigentes. Nesse sentido, a utilização de antimicrobianos, tanto na profilaxia como na terapêutica, permanece como estratégia de controle para vários microrganismos patogênicos, de importância não apenas para a produção animal como também para a saúde humana, ainda que restrições ao uso indiscriminado desses produtos têm se intensificado. Não obstante, o uso excessivo desses produtos está associado à seleção de microrganismos resistentes nas áreas de produção. Por outro lado, investigações sobre circulação de cepas resistentes em rebanhos animais, até então restritas a populações humanas, ainda permanecem limitadas no Brasil. Bactérias do gênero Enterococcus, integrantes usuais da microbiota gastrointestinal animal e humana, são indicadoras ambientais de contaminação fecal e tem-se tornado objeto de preocupação em saúde pública e veterinária dada a ocorrência de cepas resistentes à vancomicina (VRE). O presente trabalho teve como objetivo isolar, quantificar e caracterizar VRE presentes em amostras fecais de ovinos oriundos de pequenas propriedades das regiões centro-leste e nordeste do estado de São Paulo. Para tanto, 132 amostras fecais foram coletadas diretamente do reto dos animais ou do piso das instalações. As amostras foram semeadas em ágar m-Enterococcus e subcultivadas em Ágar Bile Esculina acrescido de 6 µg/mL de vancomicina (ABEV), para confirmação de Enterococcus spp e detecção de cepas resistentes. Procedeu-se igualmente a observação da morfologia, características tintoriais, bioquímicas e moleculares. O número máximo de Enterococcus spp. encontrado foi de 2,6 × 105 e 1,70 × 105 UFC/g de fezes do ambiente e dos animais, respectivamente. Na caracterização bioquímica espécies mais prevalentes foram: Enterococcus faecalis e Vagococcus fluvialis. No ABEV, houve crescimento de colônias VRE em 33 das 84 amostras de ovinos-caprinos e em 21 das 48 amostras ambientais, representando, respectivamente 46,7% e 29,3% das amostras analisadas. A análise por multiplex PCR das 54 cepas VRE obtidas indicaram que 23 (43%), 22 (41%), 2 (3,5%) e 2 (3,5%) foram positivas, respectivamente, para os genes vanC2/C3, vanC1, vanA e vanB, sendo que para 5,3% dos isolados nenhum produto foi amplificado, sugerindo a possível ocorrência de genes dos demais grupos van conhecidos entre os isolados. Os resultados obtidos indicam, de forma inédita no país, a circulação de VRE em propriedades produtoras de ovinos e caprinos, sem ocorrência de manifestações clínicas aparentes nos animais, porém com possíveis riscos à saúde dos produtores e profissionais envolvidos, bem como a eventuais consumidores.

Dificuldades no diagnóstico de fibrose quística : dois casos clínicos

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Net community production, Thorium-234 activity and particle flux during the Southern Ocean iron fertilization experiment LOHAFEX

A closed eddy core in the Subantarctic Atlantic Ocean was fertilized twice with two tons of iron (as FeSO4), and the 300 km**2 fertilized patch was studied for 39 days to test whether fertilization enhances downward particle flux into the deep ocean. Chlorophyll a and primary productivity doubled after fertilization, and photosynthetic quantum yield (FV/FM) increased from 0.33 to >0.40. Silicic acid (<2 µmol/L) limited diatoms, which contributed <10% of phytoplankton biomass. Copepods exerted high grazing pressure. This is the first study of particle flux out of an artificially fertilized bloom with very low diatom biomass. Net community production (NCP) inside the patch, estimated from O2:Ar ratios, averaged 21 mmol POC/m**2/d, probably ±20%. 234Th profiles implied constant export of ~6.3 mmol POC/m**2/d in the patch, similar to unfertilized waters. The difference between NCP and 234Th-derived export partly accumulated in the mixed layer and was partly remineralized between the mixed layer and 100 m. Neutrally buoyant sediment traps at 200 and 450 m inside and outside the patch caught mostly <1.1 mmol POC/m**2/d, predominantly of fecal origin; flux did not increase upon fertilization. Our data thus indicate intense flux attenuation between 100 and 200 m, and probably between the mixed layer and 100 m. We attribute the lack of fertilization-induced export to silicon limitation of diatoms and reprocessing of sinking particles by detritus feeders. Our data are consistent with the view that nitrate-rich but silicate-deficient waters are not poised for enhanced particle export upon iron addition.

Fatores de virulência, resistência ao estresse osmótico e susceptibilidade de isolados de Candida tropicalis oriundos de ambiente costeiro do nordeste brasileiro

Several studies have been developed regarding health risks associated with the recreational use of beaches contaminated with domestic sewage. These wastes contain various microorganisms, including Candida tropicalis, etiologic agent of both superficial infections such as systemic, as well as indicator of fecal contamination for the environment. In this context, the objective of this study was to characterize C. tropicalis isolates from the sandy beach of Ponta Negra, Natal, Rio Grande do Norte, Brazil, regarding the expression of in vitro virulence factors, adaptation to osmotic stress and susceptibility to antifungal drugs. We analyzed 62 environmental isolates of C. tropicalis and observed a great variation between them for the various virulence factors evaluated. In general, environmental isolates were more adherent to CEBH than C. tropicalis ATCC13803 reference strain, besides the fact they were also highly biofilm producers. In relation to morphogenesis, most isolates presented wrinkled phenotype in Spider medium (34 isolates, 54.8 %). When assessing enzyme activity, most isolates had higher proteinase production than C. tropicalis ATCC13803 reference strain. In addition, 35 isolates (56.4 %) had high hemolytic activity (hemolysis index > 55). With regard to C. tropicalis resistance to osmotic stress, 85.4% of the isolates were able to grow in a liquid medium containing 15% sodium chloride, corroborating to high survival capacity described for this yeast at marine environment. Finally, with regard to sensitivity to antifungal drugs, it was observed high resistance to the azoles tested, with the occurrence of the "Low-high" phenomenon and similar effect to the paradoxical growth which occurs to the echinocandins. For the three azoles tested we verified that 15 strains were resistant (24.2 %). Some strains were also resistant to amphotericin B (14 isolates, 22.6 %), while all of them were sensitive for the echinocandins tested. Therefore, our results demonstrate that C. tropicalis isolated from the sand of northeast of Brazil can fully express virulence attributes and showed a high persistence capacity on the coastal environment, in addition of being significantly resistant to most applied antifungals in current clinical practice. This constitutes a potential health risk to visitors of this environment, especially immunocompromised individuals and those with extreme age range.

Influência da pressão e da vazão de concentrado sobre o desempenho de ultrafiltração no pós-tratamento de esgotos

Despite the numerous advantages resulting from the use of membrane filters technology, intrinsic limitations fouling process become relevant to its applicability. The control of operating conditions is an important tool to mitigate fouling and achieve good levels of efficiency. In this sense, the objective of this study was to investigate the effect of transmembrane pressure and concentrate flow in the performance of ultrafiltration, applied to the post-treatment of domestic sewage. The process was evaluated and optimized by varying the pressure (0.5 and 1.5 bar) and the concentrate flow (300 and 600 L/h), using a 22 factorial design, in order to investigate the effects on the permeate flow and quality of effluents generated at each operating condition. We evaluated the following quality indicators for permeate: pH, electrical conductivity, total suspended solids, turbidity, calcium and Chemical Oxygen Demand (COD). In all tests, we observed marked reduction in the permeate flux at the early stages, followed by a slow decline that lasted until it reaches a relatively constant level, around 120 minutes of filtration. The increased pressure resulted in a higher initial permeate flux, but the decrease of the flow with time is greater for tests at higher pressure, indicating a more pronounced fouling process. On the other hand, increasing the concentrate flow resulted in a slower decline in permeate flux with the filtration time. Regarding the quality of permeate, the transmembrane pressure of 0,5 bar was the one that allowed better results, and was statistically confirmed through the two-way ANOVA test with repeated measures, significant effect of pressure on the turbidity of the permeate. The concentrate flow, in turn, showed no significant influence on any of the quality parameters. Thus, we conclude that, from an economic and environmental point of view, it is more interesting to operate ultrafiltration membrane system with a lower concentrate flow associated with a low transmembrane pressure, since under these conditions will produce less waste, and the permeate will present lower concentrations of the analyzed constituent, especially lower turbidity.