Antibioticoterapia Intravenosa domiciliaria mediante bomba de perfusión continua de la sobreinfección respiratoria por Pseudomonas aeruginosa en el paciente con enfermedad pulmonar obstructiva crónica.

La malaltia pulmonar obstructiva crónica (MPOC) té una prevalença elevada al nostra medi i un gran impacte econòmic. La sobreinfecció respiratoria en els pacients MPOC avançats, es bàsicament, per Pseudomonas. L´antibioticoteràpia domiciliaria endovenosa en aquest tipus de sobreinfecció es de gran importància. La forma d´administració de l´antibiòtic es mitjançant bombes d´infusió continues i bombes d´infusió intermitents. Es tracta d´un estudi comparatiu dels dos tipus de bombes d´infusió per l´erradicació de Pseudomonas aeruginosa en el pacient MPOC.

Pseudomonas aeruginosa: study of Antibiotic Resistance and Molecular Typing in Hospital Infection Cases in a Neonatal Intensive Care Unit from Rio de Janeiro City, Brazil

This study had the objective of to analyze the demographic and bacteriologic data of 32 hospitalized newborns in an neonatal intensive care unit of a public maternity hospital in Rio de Janeiro city, Brazil, seized by Pseudomonas aeruginosa sepsis during a period ranged from July 1997 to July 1999, and to determine the antimicrobial resistance percentage, serotypes and pulsed field gel electrophoresis (PFGE) patterns of 32 strains isolated during this period. The study group presented mean age of 12.5 days, with higher prevalence of hospital infection in males (59.4%) and vaginal delivery (81.2%), than females (40.6%) and cesarean delivery (18.8%), respectively. In this group, 20 (62.5%) patients received antimicrobials before positive blood cultures presentation. A total of 87.5% of the patients were premature, 62.5% presented very low birth weight and 40.6% had asphyxia. We detected high antimicrobial resistance percentage to b-lactams, chloramphenicol, trimethoprim/sulfamethoxazole and tetracycline among the isolated strains. All isolated strains were classified as multi-drug resistant. Most strains presented serotype O11 while PFGE analysis revealed seven distinct clones with isolation predominance of a single clone (75%) isolated from July 1997 to June 1998.

Positive control of swarming, rhamnolipid synthesis, and lipase production by the posttranscriptional RsmA/RsmZ system in Pseudomonas aeruginosa PAO1.

In Pseudomonas aeruginosa, the small RNA-binding, regulatory protein RsmA is a negative control element in the formation of several extracellular products (e.g., pyocyanin, hydrogen cyanide, PA-IL lectin) as well as in the production of N-acylhomoserine lactone quorum-sensing signal molecules. RsmA was found to control positively the ability to swarm and to produce extracellular rhamnolipids and lipase, i.e., functions contributing to niche colonization by P. aeruginosa. An rsmA null mutant was entirely devoid of swarming but produced detectable amounts of rhamnolipids, suggesting that factors in addition to rhamnolipids influence the swarming ability of P. aeruginosa. A small regulatory RNA, rsmZ, which antagonized the effects of RsmA, was identified in P. aeruginosa. Expression of the rsmZ gene was dependent on both the global regulator GacA and RsmA, increased with cell density, and was subject to negative autoregulation. Overexpression of rsmZ and a null mutation in rsmA resulted in quantitatively similar, negative or positive effects on target genes, in agreement with a model that postulates titration of RsmA protein by RsmZ RNA.

Characterization of tumor antigen specific CD8+ T cells and semi-invariant Vα24/Vβ11 NKT cells in tumor invaded liver

Summary: Detailed knowledge on tumor antigen expression and specific immune cells is required for a rational design of immunotherapy for patients with tumor invaded liver. In this study, we confirmed that Cancer/Testis (CT) tumor-associated antigens are frequently expressed in hepatocellular carcinoma (HCC) and searched for the presence of CD8+ T cells specific for these antigens. In 2/10 HLA-A2+ patients with HCC, we found that MAGE-A10 and/or SSX-2 specific CD8+ T cells naturally responded to the disease, since they were enriched in tumor lesions but not in non-tumoral liver. Isolated T cells specifically and strongly killed tumor cells in vitro, suggesting that these CTL were selected in vivo for high avidity antigen recognition, providing the rational for specific immunotherapy of HCC, based on immunization with CT antigens such as MAGE-Al 0 and SSX-2. Type 1 NKT cells express an invariant TCR α chain (Vα24.1α18, paired with Vβ11 in human) and share a specific reactivity to αGalactosylceramide (αGC) presented by CD1d. These cells can display paradoxical immuno-regulatory properties including strong anti-tumor effects upon αGC administration in murine models. To understand why NKT cells were not sufficiently protective against tumor development in patients with tumor invaded liver, we characterized the diversity of Vα24/Vβ11 NKT cells in healthy donors (HD) and cancer patients: NKT cells from HD and patients were generally diverse in terms of TCR β chain (Vβ11) variability and NKT cells from HD showed a variable recognition of αGC loaded CD 1 d multimers. Vα24/ Vβ11 NKT cells can be divided in 3 populations, the CD4, DN (CD4-/CD8-) and CD8 NKT cell subsets that show distinct ability of cytokine production. In addition, our functional analysis revealed that DN and CD8 subsets displayed a higher cytolytic potential and a weaker IFNγ release than the CD4 NKT cell subset. NKT cell subsets were variably represented in the blood of HD and cancer patients. However, HD with high NKT cell frequencies displayed an enrichment of the DN and CD8 subsets, and few of them were suggestive of an oligoclonal expansion in vivo. Comparable NKT cell frequencies were found between blood, non-tumoral liver and tumor of patients. In contrast, we identified a gradual enrichment of CD4 NKT cells from blood to the liver and to the tumor, together with a decrease of DN and CD8 NKT cell subsets. Most patient derived NKT cells were unresponsive upon αGalactosylceramide stimulation ex vivo; NKT cells from few patients displayed a weak responsiveness with different cytokine polarization. The NKT cell repertoire was thus different in tumor tissue, suggesting that CD4 NKT cells infiltrating tumors may be detrimental for protection against tumors and instead may favour the tumor growth/recurrence as recently reported in mice. Résumé en français scientifique : Afin de développer le traitement des patients porteurs d'une tumeur dans le foie par immunothérapie, de nouvelles connaissances sont requises concernant l'expression d'antigènes par les tumeurs et les cellules immunitaires spécifiques de ces antigènes. Nous avons vérifié que des antigènes associés aux tumeurs, tels que les antigènes « Cancer-Testis » (CT), sont fréquemment exprimés par le carcinome hepatocéllulaire (CHC). La recherche de lymphocytes T CD8+ spécifiques (CTL) de ces antigènes a révélé que des CTL spécifiques de MAGE-A10 et/ou SSX-2 ont répondu naturellement à la tumeur chez 2/10 patients étudiés. Ces cellules étaient présentes dans les lésions tumorales mais pas dans le foie adjacent. De plus, ces CTL ont démontré une activité cytolytique forte et spécifique contre les cellules tumorales in vitro, ce qui suggère que ces CTL ont été sélectionnés pour une haute avidité de reconnaissance de l'antigène in vivo. Ces données fournissent une base pour l'immunothérapie spécifique du CHC, en proposant de cibler les antigènes CT tels que MAGE-A10 ou SSX-2. Les cellules NKT de type 1 ont une chaîne α de TCR qui est invariante (chez l'homme, Vα24Jα18, apparié avec Vβ11) et reconnaissent spécifiquement l'αGalactosylceramide (αGC) présenté par CD1d. Ces cellules ont des propriétés immuno¬régulatrices qui peuvent être parfois contradictoires et leur activation par l'αGC induit une forte protection anti-tumorale chez la souris: Afin de comprendre pourquoi ces cellules ne sont pas assez protectrices contre le développement des tumeurs dans le foie chez l'homme, nous avons étudié la diversité des cellules NKT Vα24/Vβ11 d'individus sains (IS) et de patients cancéreux. Les cellules NKT peuvent être sous-divisées en 3 populations : Les CD4, DN (CD4- /CD8-) ou CDS, qui ont la capacité de produire des cytokines différentes. Nos analyses fonctionnelles ont aussi révélé que les sous-populations DN et CD8 ont un potentiel cytolytique plus élevé et une production d'IFNγ plus faible que la sous-population CD4. Ces sous-populations sont représentées de manière variable dans le sang des IS ou des patients. Cependant, les IS avec un taux élevé de cellules NKT ont un enrichissement des sous- populations DN ou CDS, et certains suggèrent qu'il s'agit d'une expansion oligo-clonale in vivo. Les patients avaient des fréquences comparables de cellules NKT entre le sang, le foie et la tumeur. Par contre, la sous-population CD4 était progressivement enrichie du sang vers le foie et la tumeur, tandis que les sous-populations DN ou CD8 était perdues. La plupart des cellules NKT des patients ne réagissaient pas lors de stimulation avec l'αGC ex vivo et les cellules NKT de quelques patients répondaient faiblement et avec des polarisations de cytokines différentes. Ces données suggèrent que les cellules NKT CD4, prédominantes dans les tumeurs, sont inefficaces pour la lutte anti-tumorale et pourraient même favoriser la croissance ou la récurrence tumorale. Donc, une mobilisation spécifique des cellules NKT CD4 négatives par immunothérapie pourrait favoriser l'immunité contre des tumeurs chez l'homme. Résumé en français pour un large public Au sein des globules blancs, les lymphocytes T expriment un récepteur (le TCR), qui est propre à chacun d'entre eux et leur permet d'accrocher de manière très spécifique une molécule appelée antigène. Ce TCR est employé par les lymphocytes pour inspecter les antigènes associés avec des molécules présentatrices à la surface des autres cellules. Les lymphocytes T CD8 reconnaissent un fragment de protéine (ou peptide), qui est présenté par une des molécules du Complexe Majeur d'Histocompatibilité de classe I et tuent la cellule qui présente ce peptide. Ils sont ainsi bien adaptés pour éliminer les cellules qui présentent un peptide issu d'un virus quand la cellule est infectée. D'autres cellules T CD8 reconnaissent des peptides comme les antigènes CT, qui sont produits anormalement par les cellules cancéreuses. Nous avons confirmé que les antigènes CT sont fréquemment exprimés par le cancer du foie. Nous avons également identifié des cellules T CD8 spécifiques d'antigènes CT dans la tumeur, mais pas dans le foie normal de 2 patients sur 10. Cela signifie que ces lymphocytes peuvent être naturellement activés contre la tumeur et sont capables de la trouver. De plus les lymphocytes issus d'un patient ont démontré une forte sensibilité pour reconnaître l'antigène et tuent spécifiquement les cellules tumorales. Les antigènes CT représentent donc des cibles intéressantes qui pourront être intégrés dans des vaccins thérapeutiques du cancer du foie. De cette manière, les cellules T CD8 du patient lui-même pourront être induites à détruire de manière spécifique les cellules cancéreuses. Un nouveau type de lymphocytes T a été récemment découvert: les lymphocytes NKT. Quand ils reconnaissent un glycolipide présenté par la molécule CD1d, ils sont capables, de manière encore incomprise, d'initier, d'augmenter, ou à l'inverse d'inhiber la défense immunitaire. Ces cellules NKT ont démontré qu'elles jouent un rôle important dans la défense contre les tumeurs et particulièrement dans le foie des souris. Nous avons étudié les cellules NKT de patients atteints d'une tumeur dans le foie, afin de comprendre pourquoi elles ne sont pas assez protectrice chez l'homme. Les lymphocytes NKT peuvent être sous-divisés en 3 populations: Les CD4, les DN (CD4-/CD8-) et les CD8. Ces 3 classes de NKT peuvent produire différents signaux chimiques appelés cytokines. Contrairement aux cellules NKT DN ou CDS, seules les cellules NKT CD4 sont capables de produire des cytokines qui sont défavorables pour la défense anti-tumorale. Par ailleurs nous avons trouvé que les cellules NKT CD4 tuent moins bien les cellules cancéreuses que les cellules NKT DN ou CD8. L'analyse des cellules NKT, fraîchement extraites du sang, du foie et de la tumeur de patients a révélé que les cellules NKT CD4 sont progressivement enrichies du sang vers le foie et la tumeur. La large prédominance des NKT CD4 à l'intérieur des tumeurs suggère que, chez l'homme, ces cellules sont inappropriées pour la lutte anti-tumorale. Par ailleurs, la plupart des cellules NKT de patients n'étaient pas capables de produire des cytokines après stimulation avec un antigène. Cela explique également pourquoi ces cellules ne protègent pas contre les tumeurs dans le foie.

Biocontrol by phenazine-1-carboxamide-producing Pseudomonas chlororaphis PCL1391of tomato root rot caused by Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici

Seventy bacterial isolates from the rhizosphere of tomato were screened for antagonistic activity against the tomato foot and root rot-causing fungal pathogen Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici. One isolate, strain PCL1391, appeared to be an efficient colonizer of tomato roots and an excellent biocontrol strain in an F. oxysporum/tomato test system. Strain PCL1391 was identified as Pseudomonas chlororaphis and further characterization showed that it produces a broad spectrum of antifungal factors (AFFs), including a hydrophobic compound, hydrogen cyanide, chitinase(s), and protease(s). Through mass spectrometry and nuclear magnetic resonance, the hydrophobic compound was identified as phenazine-1-carboxamide (PCN). We have studied the production and action of this AFF both in vitro and in vivo. Using a PCL1391 transposon mutant, with a lux reporter gene inserted in the phenazine biosynthetic operon (phz), we showed that this phenazine biosynthetic mutant was substantially decreased in both in vitro antifungal activity and biocontrol activity. Moreover, with the same mutant it was shown that the phz biosynthetic operon is expressed in the tomato rhizosphere. Comparison of the biocontrol activity of the PCN-producing strain PCL1391 with those of phenazine-1-carboxylic acid (PCA)-producing strains P. fluorescens 2-79 and P. aureofaciens 30-84 showed that the PCN-producing strain is able to suppress disease in the tomato/F. oxysporum system, whereas the PCA-producing strains are not. Comparison of in vitro antifungal activity of PCN and PCA showed that the antifungal activity of PCN was at least 10 times higher at neutral pH, suggesting that this may contribute to the superior biocontrol performance of strain PCL1391 in the tomato/F. oxysporum system.

Identification of small RNAs in Pseudomonas species

Summary: Bacterial small RNAs (sRNAs) are transcripts most of which have regulatory functions. Sequence and secondary structure elements enable numerous sRNAs to interact with mRNAs or with regulatory proteins resulting in diverse regulatory effects on virulence, iron storage, organization of cell envelope proteins or stress response. sRNAs having high affinity for RsmA-like RNA-binding proteins are important for posttranscriptional regulation in various Gram-negative bacteria. In Pseudomonas spp., the GacS/GacA two component system positively controls the production of such sRNAs. They titrate RsmA-like proteins and thus overcome translational repression due to these proteins. As a consequence, secondary metabolites can be produced that are implicated in the biocontrol capacity of P. fluorescens or in the virulence of P. aeruginosa. A genome-wide search carried out in P. aeruginosa PAO1 and in closely related Pseudomonas spp. resulted in the identification of 15 genes coding for sRNAs. Eight of these are novel, the remaining seven have previously been observed. Among them, the 1698 sRNA gene was expressed under GacA control, whereas the transcription of 1887 sRNA gene was transcribed under the control of the anaerobic regulator Anr in an oxygen-limited environment. Overexpression of 1698 sRNA in P. fluorescens strain CHAO did not affect the expression of the GacA-regulated hcnA gene (first gene of the operon coding for HCN synthase), indicating that 1698 sRNA is probably not part of the secondary metabolite regulation pathway. The expression of 1698 sRNA was positively regulated by RpoS in both P. aeruginosa PAO 1 and P. ,fluorescens CHAO and appeared to be modulated temporarily by oxidative stress conditions. However, the effect of 1698 sRNA on oxidative stress survival has not yet been established. Hfq protein interacted with 1698 sRNA in vitro and improved 1698 sRNA expression in vivo in P. aeruginosa. In P. fluorescens, GacA and Hfq were both required for expression of rpoS and GacA showed a positively control on the hfq expression; therefore, at least in this organism, GacA control of 1698 sRNA expression may act indirectly via Hfq and RpoS. Different methods were employed to find abase-pairing target for 1698 sRNA. In a proteomic analysis carried out in P. aeruginosa, positive regulation by 1698 sRNA was observed for Soda, the iron-associated superoxide dismutase, an enzyme involved in oxidative stress resistance. A sequence complementary with 1698 sRNA was predicted to be located in the 5' leader of soda mRNA. However, base-pairing between soda mRNA and 1698 sRNA remains to be proven. In conclusion, this work has revealed eight novel sRNAs and novel functions of two sRNAs in Pseudomonas spp. Résumé Les petits ARNs non-codants (sRNAs) produits par les bactéries sont des transcrits ayant pour la plupart des activités régulatrices importantes. Leurs séquences nucléotidiques ainsi que leurs structures secondaires permettent aux sRNAs d'interagir soit avec des RNA messagers (mRNAs), de sorte à modifier l'expression des protéines pour lesquelles ils codent, soit avec des protéines régulatrices liant des rnRNAs, ce qui a pour effet de modifier l'expression de ces mRNAs. Des sRNAs sont impliqués dans diverses voies de régulation, telles que celles qui régissent la virulence, le stockage du fer, l'organisation des protéines de l'enveloppe bactérienne ou la réponse au stress. Chez les Pseudomonas spp., le système à deux composantes GacS/GacA contrôle la production de métabolites secondaires. Ceux-ci sont engagés dans l'établissement du biocontrôle, chez P. fluorescens, ou. de la virulence, chez P. aeruginosa. La régulation génique dirigée par le système GacS/GacA fait intervenir les sRNAs du type RsmZ, capables de contrecarrer l'action au niveau traductionnel exercée par les protéines régulatrices du type RsmA. Une recherche au niveau du génome a été menée chez P. aeruginosa PAO1 de même que chez des espèces qui lui sont étroitement apparentées, débouchant sur la mise en évidence de 15 gènes codant pour des sRNAs. Parmi ceux-ci, huit ont été découverts pour la première fois et sept confirment des travaux publiés. L'expression du gène du sRNAs 1698 s'avère être régulée par GacA, vraisemblablement de manière indirecte. La transcription du gène du sRNA 1887 montre une dépendance envers Anr, régulateur de l'anaérobiose, et envers une carence en oxygène. La surexpression du sRNA 1698 chez P. fluorescens CHAO n'affecte pas l'expression de hcnA, un gène du régulon GacA, laissant supposer que le sRNA n'intervient pas dans la régulation des métabolites secondaires. Chez P. aeruginosa PAOI et chez P. fluorescens CHAO, RpoS, le facteur sigma du stress, est nécessaire à l'expression du sRNA 1698, et la concentration de ce dernier est modulée par des conditions de stress oxydatif. Toutefois, un effet du sRNA 1698 quant à la survie suite au stress oxydatif n'a pas été établi. Par ailleurs, l'interaction entre le sRNA 1698 et Hfq, la protéine chaperone de RNAs, in vitro ainsi qu'un rôle positif de Hfq pour l'expression du sRNA 1698 in vivo ont été démontrés chez P. aeruginosa. L'induction de l'expression par GacA de rpoS et de hfq a été confirmée chez P. fluorescens CHAO, suggérant que la régulation par GacA du sRNA 1698 pourrait se faire par l'intermédiaire de RpoS et Hfq. Diverses méthodes ont été employées pour identifier un transcrit qui puisse être apparié par le sRNA 1698. Une analyse de protéome chez P. aeruginosa montre que l'expression de Soda, la superoxyde dismutase associée au fer, est positivement régulée par le sRNA 1698. Soda est une enzyme impliquée dans la résistance au stress oxydatif. Une séquence de complémentarité avec le sRNA 1698 a bien été prédite sur le leader 5' du mRNA de soda. Cependant, l'appariement entre le sRNA et son transcrit cible est encore à prouver. En conclusion, ce travail a dévoilé huit nouveaux sRNAs et de nouvelles fonctions pour deux sRNAs chez les Pseudomonas.

Predominance of Nonculturable Cells of the Biocontrol Strain Pseudomonas fluorescens CHA0 in the Surface Horizon of Large Outdoor Lysimeters.

The persistence of the biocontrol agent Pseudomonas fluorescens CHA0 in the surface horizon of 12 large outdoor lysimeters planted with winter wheat, Phacelia tanacetifolia followed by spring wheat, or maize was monitored for 1 year. Soil was inoculated with a spontaneous rifampin-resistant mutant (CHA0-Rif) of CHA0, and the strain was studied by using colony counts, Kogure's direct viable counts, and total counts (immunofluorescence). The number of culturable cells of the inoculant decreased progressively from 8 to 2 log CFU/g of soil or lower. However, culturable cells of CHA0-Rif accounted for less than 1% of the total cells of the inoculant 8 months after release in autumn. Since viable but nonculturable cells represented less than a quarter of the latter, most cells of CHA0-Rif in soil were thus inactive-dormant or dead at that time. Nonculturable cells of the inoculant were predominant also in the surface horizon of the lysimeters inoculated in the spring, and a significant fraction of them were viable. Results suggest that the occurrence of nonculturable cells of CHA0-Rif was influenced by climatic factors (water availability and soil temperature) and the abundance of roots in soil. The fact that the inoculant persisted as mixed populations of cells of different physiological states, in which nonculturable cells were predominant, needs to be taken into account when assessing the autecology of wild-type or genetically modified pseudomonads released into the soil ecosystem.

Small RNAs as regulators of primary and secondary metabolism in Pseudomonas species.

Small RNAs (sRNAs) exert important functions in pseudomonads. Classical sRNAs comprise the 4.5S, 6S, 10Sa and 10Sb RNAs, which are known in enteric bacteria as part of the signal recognition particle, a regulatory component of RNA polymerase, transfer-messenger RNA (tmRNA) and the RNA component of RNase P, respectively. Their homologues in pseudomonads are presumed to have analogous functions. Other sRNAs of pseudomonads generally have little or no sequence similarity with sRNAs of enteric bacteria. Numerous sRNAs repress or activate the translation of target mRNAs by a base-pairing mechanism. Examples of this group in Pseudomonas aeruginosa are the iron-repressible PrrF1 and PrrF2 sRNAs, which repress the translation of genes encoding iron-containing proteins, and PhrS, an anaerobically inducible sRNA, which activates the expression of PqsR, a regulator of the Pseudomonas quinolone signal. Other sRNAs sequester RNA-binding proteins that act as translational repressors. Examples of this group in P. aeruginosa include RsmY and RsmZ, which are central regulatory elements in the GacS/GacA signal transduction pathway, and CrcZ, which is a key regulator in the CbrA/CbrB signal transduction pathway. These pathways largely control the extracellular activities (including virulence traits) and the selection of the energetically most favourable carbon sources, respectively, in pseudomonads.