Avaliação do potencial leishmanicida e antibacteriano de Annona mucosa (Jacq.) - Annonaceae cultivada in vitro e in vivo

A biodiversidade brasileira abrange plantas de importância medicinal que podem ser utilizadas na formulação de novos fármacos. Contudo, tem sido reduzida em velocidade alarmante, em função de diferentes ações antrópicas. A cultura de tecidos vegetais propicia a conservação e uso do germoplasma permitindo a obtenção de substâncias de importância medicinal. As leishmanioses são consideradas um problema de saúde pública mundial sendo a espécie Leishmania braziliensis de maior importância epidemiológica no Brasil. Recentemente tem-se registrado aumento da resistência à linha de tratamento usual. Do mesmo modo, o uso indiscriminado de antibióticos levou ao aumento de bactérias multirresistentes, que representam sério risco de infecção. A espécie Annona mucosa (Jacq.) possui substâncias, como acetogeninas e alcaloides, que apresentam atividades antiparasitária e antimicrobiana. Nesse sentido, o objetivo do trabalho foi avaliar o potencial leishmanicida e antibacteriano de extratos de A. mucosa de material produzido in vitro e in vivo. Foi proposto um protocolo de germinação in vitro, ainda não reportada para a espécie, com vistas à obtenção de plântulas axênicas. Em meio WPM foram cultivados explantes hipocotiledonares e foliares em meio MS, suplementados com PIC e diferentes concentrações de KIN, BAP ou TDZ. Os calos obtidos foram cultivados em meio líquido de mesma composição para a produção de suspensões celulares. Os materiais foram submetidos à extração metanólica e posterior fracionamento em hexano e diclorometano. Para a avaliação da atividade dos extratos sobre L. braziliensis foi usado o modelo in vitro, com a forma promastigota, e in vivo na forma amastigota, a partir do tratamento de macrófagos peritoneais de camundongos infectados com o parasito. Ambas as formas foram tratadas com os extratos por 96 e 48h, respectivamente. A atividade antimicrobiana foi avaliada por macrodiluição do extrato em Mueller-Hinton, sendo avaliado o crescimento das cepas após 16h de incubação a 48C. A germinação in vitro da espécie foi alcançada em substrato vermiculita estéril umedecido com solução de sais do meio MS, com taxa média de 85%. A maior produção de calos friáveis foi obtida em meios contendo KIN, com potencial uso para cultivo em suspensões celulares. Os extratos do material in situ e in vitro apresentaram atividade leishmanicida, apesar da toxicidade para macrófagos. Culturas de células em suspensão apresentaram potencial leishmanicida in vitro e redução da infecção em macrófagos. Os extratos do material avaliado apresentaram atividade antimicrobiana seletiva, com inibição do crescimento de Streptococcus pyogenes e Bacillus thurigiensis em diferentes concentrações avaliadas. Os métodos biotecnológicos empregados permitiram a obtenção de materiais com propriedades medicinais para as atividades leishmanicida e antibacteriana, assim como o material in vivo, constituindo este estudo o primeiro relato para as atividades propostas em A. mucosa.

Regulation of autoinducer 2 production and luxS expression in a pathogenic Edwardsiella tarda strain

Edwardsiella tarda is a bacterial pathogen that can infect both humans and animals. TX1, an Ed. tarda strain isolated from diseased fish, was found to produce autoinducer 2 (Al-2)-like activity that was growth phase dependent and modulated by growth conditions. The gene coding for the Al-2 synthase was cloned from TX1 and designated luxS(Et). LuxS(Et) was able to complement the Al-2 mutant phenotype of Escherichia coli strain DH5 alpha. Expression Of luxS(Et) correlated with Al-2 activity and was increased by glucose and decreased by elevated temperature. The effect of glucose was shown to be mediated through the cAMP-CRP complex, which repressed luxS(Et) expression. Overexpression of luxS(Et) enhanced Al-2 activity in TX1, whereas disruption of luxS(Et) expression by antisense RNA interference (i) reduced the level of Al-2 activity, (ii) impaired bacterial growth under various conditions, (iii) weakened the expression of genes associated with the type III secretion system and biofilm formation, and (iv) attenuated bacterial virulence. Addition of exogenous Al-2 was able to complement the deficiencies in the expression of TTSS genes and biofilm production but failed to rescue the growth defects. Our results (i) demonstrated that the Al-2 activity in TX1 is controlled at least in part at the level of luxS(Et) expression, which in turn is regulated by growth conditions, and that the temporal expression of luxS(Et) is essential for optimal bacterial infection and survival; and (ii) suggested the existence in Ed. tarda of a LuxS/Al-2-mediated signal transduction pathway that regulates the production of virulence-associated elements.

Regulation of autoinducer 2 production and luxS expression in a pathogenic Edwardsiella tarda strain

Edwardsiella tarda is a bacterial pathogen that can infect both humans and animals. TX1, an Ed. tarda strain isolated from diseased fish, was found to produce autoinducer 2 (Al-2)-like activity that was growth phase dependent and modulated by growth conditions. The gene coding for the Al-2 synthase was cloned from TX1 and designated luxS(Et). LuxS(Et) was able to complement the Al-2 mutant phenotype of Escherichia coli strain DH5 alpha. Expression Of luxS(Et) correlated with Al-2 activity and was increased by glucose and decreased by elevated temperature. The effect of glucose was shown to be mediated through the cAMP-CRP complex, which repressed luxS(Et) expression. Overexpression of luxS(Et) enhanced Al-2 activity in TX1, whereas disruption of luxS(Et) expression by antisense RNA interference (i) reduced the level of Al-2 activity, (ii) impaired bacterial growth under various conditions, (iii) weakened the expression of genes associated with the type III secretion system and biofilm formation, and (iv) attenuated bacterial virulence. Addition of exogenous Al-2 was able to complement the deficiencies in the expression of TTSS genes and biofilm production but failed to rescue the growth defects. Our results (i) demonstrated that the Al-2 activity in TX1 is controlled at least in part at the level of luxS(Et) expression, which in turn is regulated by growth conditions, and that the temporal expression of luxS(Et) is essential for optimal bacterial infection and survival; and (ii) suggested the existence in Ed. tarda of a LuxS/Al-2-mediated signal transduction pathway that regulates the production of virulence-associated elements.

Development of a novel DNA microarray to detect bacterial pathogens in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD)

A novel microarray was constructed with DNA PCR product probes targeting species specific functional genes of nine clinically significant respiratory pathogens, including the Gram-positive organisms (Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes), the Gram-negative organisms (Chlamydia pneumoniae, Coxiella burnetii Haemophilus spp., Legionella pneumophila, Moraxella catarrhalis, and Pseudomonas aeruginosa), as well as the atypical bacterium, Mycoplasma pneumoniae. In a "proof-of-concept" evaluation of the developed microarray, the microarray was compared with real-time PCR from 14 sputum specimens from COPD patients. All of the samples positive for bacterial species in real-time PCR were also positive for the same bacterial species using the microarray. This study shows that a microarray using PCR probes is a potentially useful method to monitor the populations of bacteria in respiratory specimens and can be tailored to specific clinical needs such as respiratory infections of particular patient populations, including patients with cystic fibrosis and bronchiectasis. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

The nature of innate and adaptive interleukin-17A responses in sham or bacterial inoculation

Streptococcus pyogenes is the causative agent of numerous diseases ranging from benign infections (pharyngitis and impetigo) to severe infections associated with high mortality (necrotizing fasciitis and bacterial sepsis). As with other bacterial infections, there is considerable interest in characterizing the contribution of interleukin-17A (IL-17A) responses to protective immunity. We here show significant il17a up-regulation by quantitative real-time PCR in secondary lymphoid organs, correlating with increased protein levels in the serum within a short time of S. pyogenes infection. However, our data offer an important caveat to studies of IL-17A responsiveness following antigen inoculation, because enhanced levels of IL-17A were also detected in the serum of sham-infected mice, indicating that inoculation trauma alone can stimulate the production of this cytokine. This highlights the potency and speed of innate IL-17A immune responses after inoculation and the importance of proper and appropriate controls in comparative analysis of immune responses observed during microbial infection.

Lancefield group C and G streptococci in human infection : molecular typing, virulence and antimicrobial susceptibility

Tese de doutoramento, Ciências e Tecnologias da Saúde (Microbiologia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Engineering new strategies to improve pharmacokinetics of therapeutic proteins

Tese de doutoramento, Farmácia (Biotecnologia Farmacêutica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Routine use of point-of-care tests: usefulness and application in clinical microbiology.

Point-of-care (POC) tests offer potentially substantial benefits for the management of infectious diseases, mainly by shortening the time to result and by making the test available at the bedside or at remote care centres. Commercial POC tests are already widely available for the diagnosis of bacterial and viral infections and for parasitic diseases, including malaria. Infectious diseases specialists and clinical microbiologists should be aware of the indications and limitations of each rapid test, so that they can use them appropriately and correctly interpret their results. The clinical applications and performance of the most relevant and commonly used POC tests are reviewed. Some of these tests exhibit insufficient sensitivity, and should therefore be coupled to confirmatory tests when the results are negative (e.g. Streptococcus pyogenes rapid antigen detection test), whereas the results of others need to be confirmed when positive (e.g. malaria). New molecular-based tests exhibit better sensitivity and specificity than former immunochromatographic assays (e.g. Streptococcus agalactiae detection). In the coming years, further evolution of POC tests may lead to new diagnostic approaches, such as panel testing, targeting not just a single pathogen, but all possible agents suspected in a specific clinical setting. To reach this goal, the development of serology-based and/or molecular-based microarrays/multiplexed tests will be needed. The availability of modern technology and new microfluidic devices will provide clinical microbiologists with the opportunity to be back at the bedside, proposing a large variety of POC tests that will allow quicker diagnosis and improved patient care.

Structure d'une tagatose-1,6-bisphosphate aldolase de classe I : étude d'une apparente perte de stéréospécificité

La tagatose-1,6-biphosphate aldolase de Streptococcus pyogenes est une aldolase de classe I qui fait montre d'un remarquable manque de spécificité vis à vis de ses substrats. En effet, elle catalyse le clivage réversible du tagatose-1,6-biphosphate (TBP), mais également du fructose-1,6-biphosphate (FBP), du sorbose-1,6-biphosphate et du psicose-1,6-biphosphate, quatre stéréoisomères, en dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et en glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P). Afin de mettre à jour les caractéristiques du mécanisme enzymatique, une étude structurale de la TBP aldolase de S. pyogenes, un pathogène humain extrêmement versatile, a été entreprise. Elle a permis la résolution de la structure native et en complexe avec le DHAP, a respectivement 1.87 et 1.92 Å de résolution. Ces mêmes structures ont permis de se représenter plus clairement le site actif de l'enzyme en général, et les résidus catalytiques en particulier. Le trempage des cristaux de TBP aldolase dans une solution saturante de DHAP a en outre permis de piéger un authentique intermédiaire iminium, ainsi que sa géométrie particulière en atteste. Des expériences d'échange de proton, entreprises afin d'évaluer le stéréoisomérisme du transfert de proton catalytique, ont également permis de faire une intéressante découverte : la TBP aldolase ne peut déprotoner le coté pro-R du C3 du DHAP, mais peut le protonner. Ce résultat, ainsi que la comparaison de la structure du complexe TBP aldolase-DHAP avec la structure du complexe FBP aldolase de muscle de lapin- DHAP, pointe vers un isomérisme cis-trans autour du lien C2-C3 de la base de Schiff formée avec le DHAP. De plus, la résolution de ces deux structures a permis de mettre en évidence trois régions très mobiles de la protéine, ce qui pourrait être relié au rôle postulé de son isozyme chez S. pyogenes dans la régulation de l’expression génétique et de la virulence de la bactérie. La cristallographie par rayons X et la cinétique enzymatique ont ainsi permis d'avancer dans l'élucidation du mécanisme et des propriétés structurales de cette enzyme aux caractéristiques particulières.

La tagatose-1,6-bisphosphate aldolase et la fructose-1,6-bisphosphate aldolase de classe I : mécanisme et stéréospécificité

La tagatose-1,6-biphosphate aldolase de Streptococcus pyogenes est une aldolase qui fait preuve d'un remarquable manque de spécificité vis à vis de ses substrats. En effet, elle catalyse le clivage réversible du tagatose-1,6-bisphosphate (TBP), mais également du fructose-1,6-bisphosphate (FBP), du sorbose-1,6-bisphosphate et du psicose-1,6-bisphosphate, quatre stéréoisomères, en dihydroxyacétone phosphate (DHAP) et en glycéraldéhyde-3-phosphate (G3P). Aldolase de classe I, qui donc catalyse sa réaction en formant un intermédiaire covalent obligatoire, ou base de Schiff, avec son susbtrat, la TBP aldolase de S. pyogenes partage 14 % d’identité avec l’enzyme modèle de cette famille, la FBP aldolase de muscle de mammifère. Bien que le mécanime catalytique de la FBP aldolase des mammifères ait été examiné en détails et qu’il soit approprié d’en tirer des renseignements quant à celui de la TBP aldolase, le manque singulier de stéréospécificité de cette dernière tant dans le sens du clivage que celui de la condensation n’est toujours pas éclairci. Afin de mettre à jour les caractéristiques du mécanisme enzymatique, une étude structurale de la TBP aldolase de S. pyogenes, un pathogène humain extrêmement versatile, a été entreprise. Elle a permis la résolution des structures de l’enzyme native et mutée, en complexe avec des subtrats et des inhibiteurs compétitifs, à des résolutions comprises entre 1.8 Å et 2.5 Å. Le trempage des cristaux de TBP aldolase native et mutante dans une solution saturante de FBP ou TBP a en outre permis de piéger un authentique intermédiaire covalent lié à la Lys205, la lysine catalytique. La determination des profils pH de la TBP aldolase native et mutée, entreprise afin d'évaluer l’influence du pH sur la réaction de clivage du FBP et TBP et ìdentifier le(s) résidu(s) impliqué(s), en conjonction avec les données structurales apportées par la cristallographie, ont permis d’identifier sans équivoque Glu163 comme résidu responsable du clivage. En effet, le mode de liaison sensiblement différent des ligands utilisés selon la stéréochimie en leur C3 et C4 permet à Glu163, équivalent à Glu187 dans la FBP aldolase de classe I, d’abstraire le proton sur l’hydroxyle du C4 et ainsi d’amorcer le clivage du lien C3-C4. L’étude du mécanimse inverse, celui de la condensation, grâce par exemple à la structure de l’enzyme native en complexe avec ses substrats à trois carbones le DHAP et le G3P, a en outre permis d’identifier un isomérisme du substrat G3P comme possible cause de la synthèse des isomères en C4 par cette enzyme. Ce résultat, ainsi que la decouverte d’un possible isomérisme cis-trans autour du lien C2-C3 de la base de Schiff formée avec le DHAP, identifié précedemment, permet de cerner presque complètement les particularités du mécanisme de cette enzyme et d’expliquer comment elle est capable de synthétiser les quatres stéréoisomères 3(S/R), 4(S/R). De plus, la résolution de ces structures a permis de mettre en évidence trois régions très mobiles de la protéine, ce qui pourrait être relié au rôle postulé de son isozyme chez S. pyogenes dans la régulation de l’expression génétique et de la virulence de la bactérie. Enfin, la résolution de la structure du mutant Lys229→Met de la FBP aldolase de muscle en complexe avec la forme cyclique du FBP, de même que des études cristallographiques sur le mutant équivalent Lys205→Met de la TBP aldolase de S. pyogenes et des expériences de calorimétrie ont permis d’identifier deux résidus particuliers, Ala31 et Asp33 chez la FBP aldolase, comme possible cause de la discrimination de cette enzyme contre les substrats 3(R) et 4(S), et ce par encombrement stérique des substrats cycliques. La cristallographie par rayons X et la cinétique enzymatique ont ainsi permis d'avancer dans l'élucidation du mécanisme et des propriétés structurales de cette enzyme aux caractéristiques particulières.

Uso de lisados bacterianos en la prevención de la infección respiratoria recurrente en pediatría. Revisión sistemática de la literatura

Las infecciones respiratorias altas y bajas son una causa común de morbimortalidad infantil. Se ha propuesto el uso de los lisados bacterianos para prevenir las infecciones recurrentes sin embargo su uso aún se considera controversial. Metodología: Se realizó una revisión sistemática de la literatura. La búsqueda se realizó a través de las bases de datos PUBMED, Embase, Ovid, LiLaCS y Cochrane library plus. Se incluyeron metanálisis publicados en idiomas inglés y español, entre los años 1998 y 2012. Se realizó una evaluación de calidad siguiendo la estrategia Quorum y un análisis cualitativo y cuantitativo de los resultados. Resultados: Se incluyeron 4 revisiones sistemáticas de la literatura con metanálisis. Fue apreciable la disminución de las recurrencias de las infecciones respiratorias relacionadas con el uso de los lisados bacterianos. Los lisados bacterianos disminuyen la necesidad de uso de antibióticos. No se encontró evidencia sobre el uso de los lisados sobre desenlaces como la necesidad de intervenciones adicionales, tiempo de hospitalización, costo relacionado con la atención en salud. No se reportaron eventos adversos de importancia. Conclusión: Los lisados bacterianos son eficaces en disminuir la recurrencia de las infecciones respiratorias en pacientes en edad pediátrica.

Arcanobacterium hippocoleae sp. nov., from the vagina of a horse

A polyphasic taxonomic study was performed on a previously unidentified gram-positive, facultatively anaerobic, diphtheroid-shaped organism isolated from a vaginal discharge of a horse. Comparative 16S rRNA gene sequencing demonstrated that the strain was a member of the genus Arcanobacterium, but sequence divergence values of >4% with described species of this genus (viz: Arcanobacterium haemolyticum, Arcanobacterium bernardiae, Arcanobacterium phocae, Arcanobacterium pluranimalium and Arcanobacterium pyogenes) demonstrated that the isolate represented a novel species. The unknown bacterium was readily distinguished from other Arcanobacterium species by biochemical tests. Based on phylogenetic and phenotypic evidence, it is proposed that the unknown bacterium be classified as Arcanobacterium hippocoleae sp. nov. The type strain of A. hippocoleae is CCUG 44697T (= CIP 106850T).

Isolation of Actinomyces hyovaginalis from sheep and comparison with isolates obtained from pigs

Actinomyces hyovaginalis, an organism initially described from pigs, was recovered from nine sheep and a moufflon. Further strains of A. hyovaginalis were recovered from five samples from pigs over the same period. 16S rRNA sequencing and extensive phenotyping demonstrated high similarity between the ovine and porcine isolates; however differences with respect to erythritol, adonitol and l-arabitol fermentation were detected. Ovine isolates were made from various sample sites including abscesses and highlight the importance of the accurate identification of the various coryneform isolates which affect sheep. A. hyovaginalis can be added to the growing list of coryneforms which can cause disease in sheep including Corynebacterium pseudotuberculosis, Trueperella pyogenes and Arcanobacterium pluranimalium.

Abcessos pulmonares em suínos abatidos industrialmente: bacteriologia, anatomopatologia e relação entre portas de entrada e lesões macroscópicas.

Os abscessos pulmonares em suínos causam severas perdas econômicas à indústria de alimentos, tanto no que se refere à redução do ganho de peso dos animais na granja, como à rejeição total ou parcial de carcaças inadequadas para o consumo humano. O presente trabalho objetivou determinar, através de uma metodologia de observação lesional detalhada, a ocorrência de abscessos pulmonares no abate, relacionando-a com diferentes portas de entrada para essas infecções. Visou ainda a comparar com os índices de ocorrência registrados no nosso meio, que são considerados baixos. As coletas foram realizadas em três matadouros-frigoríficos, junto ao Serviço de Inspeção Federal (SIF) do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), no período de março a junho 2003. Os matadouros-frigoríficos estudados localizavam-se respectivamente: Frigorífico A no Oeste do Estado de Santa Catarina (SC); Frigoríficos B e C na Região do Alto Uruguai, Estado do Rio Grande do Sul (RS). As amostras pulmonares foram provenientes de um total de 17.738 carcaças de suínos de terminação em sua maioria, além de matrizes de descarte, machos não castrados e leitões refugos. Nessas carcaças, foram detectadas 105 lesões sugestivas de abscessos, que foram encaminhadas para exames bacteriológicos e histopatológicos. A inclusão de análise histopatológica e bacteriológica buscou definir com precisão o tipo de lesão e os agentes presentes no intuito de permitir a diferenciação entre abscessos de origem bacteriana ou não, como tumores, nódulos parasíticos, mineralizações ou por fungos. No presente trabalho, as carcaças inspecionadas apresentavam diferentes lesões indicativas de portas de entrada para infecções, detectadas na linha de inspeção, que justificaram o desvio dessas para o DIF (Departamento de Inspeção Final): lesões de cauda; lesões de casco; artrites dos membros anteriores e posteriores, abscessos subcutâneos e castração mal feita. Um achado inesperado foi a ocorrência de pneumonia por aspiração de corpo estranho, baseado na presença de células gigantes multinucleares e de corpo estranho visualizados ao exame histopatológico. Abscessos pulmonares estavam presentes em 105 pulmões entre 17.738 examinados (0,59%). Os abscessos pulmonares acompanhados de lesões sugestivas de pneumonia enzoótica, sugeriram que as complicações bacterianas desse tipo de pneumonia foram as principais fontes de infecção para os agentes causadores de abscessos. A P. multocida foi a bactéria mais freqüentemente isolada em dois Frigoríficos e o A. pyogenes no terceiro. A ocorrência de mais de uma porta de entrada aumentou proporcionalmente a possibilidade de invasão bacteriana e conseqüentemente a ocorrência de abscessos pulmonares. As portas de entrada para os agentes causadores de abscessos que apareceram em maior número, no total ou de forma isolada, foram as artrites, as lesões de casco e as lesões de cauda e os abscessos subcutâneos. A partir da identificação apropriada das portas de entrada para infecções, bem como das infecções bacterianas secundárias subseqüentes às aderências pleurais e às pneumonias complicadas, pode-se estabelecer medidas preventivas e terapêuticas, no intuito de diminuir a incidência de doenças pulmonares e as perdas econômicas no âmbito da indústria de alimentos.

Faringotonsilites em crianças: visão de uma amostra de pediatras e otorrinolaringologistas

As faringotonsilites agudas são infecções das vias aéreas superiores comuns na infância. OBJETIVO: Analisar opiniões e condutas de pediatras e otorrinolaringologistas do Estado de São Paulo em relação ao diagnóstico, tratamento e prevenção das faringotonsilites e suas complicações em crianças. MATERIAL E MÉTODOS: Selecionamos aleatoriamente 1370 pediatras e 1000 otorrinolaringologistas do Estado de São Paulo. Aos especialistas foi enviado questionário por correio. DESENHO do ESTUDO: Estudo transversal. RESULTADOS: 95,8% dos pediatras e 91,5% dos otorrinos não solicitam rotineiramente exames para diagnóstico laboratorial das faringotonsilites agudas na criança. Os antimicrobianos mais prescritos pelos pediatras nas faringotonsilites bacterianas foram: penicilina por via oral durante 10 dias (33,6%) e penicilina benzatina em dose única (19,7%). Os antimicrobianos mais prescritos pelos otorrinos para tratamento foram: penicilina por via oral durante 10 dias (35,4%) e penicilina por via oral durante 7 dias (25,7%). A medida de prevenção das faringotonsilites bacterianas considerada muito eficaz por mais da metade dos pediatras e otorrinos foi a cirurgia de tonsilectomia. A faringotonsilite de repetição foi o principal motivo para os otorrinos indicarem cirurgia de tonsilectomia aos escolares e adolescentes (49,3% e 53,4%, respectivamente). CONCLUSÕES: É necessário uniformizar condutas de pediatras e otorrinos para diagnóstico e tratamento das faringotonsilites em crianças.