New methods for detecting antibiotic resistant bacteria and preventing their spread

Methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA) bacteria have emerged in the early 1980's in numerous health care institutions around the world. The main transmission mechanism within hospitals and healthcare facilities is through the hands of health care workers. Resistant to several antibiotics, the MRSA is one of the most feared pathogens in the hospital setting since it is very difficult to eradicate with the standard treatments. There are still a limited number of anti-MRSA antibiotics but the first cases of resistance to these compounds have already been reported and their frequency is likely to increase in the coming years. Every year, the MRSA infections result in major human and financial costs, due to the high associated mortality and expenses related to the required care. Measures towards a faster detection of resistant bacteria and establishment of appropriate antibiotic treatment parameters are fundamental. Also as part as infection prevention, diminution of bacteria present on the commonly touched surfaces could also limit the spread and selection of antibiotic resistant bacteria. During my thesis, projects were developed around MRSA and antibiotic resistance investigation using innovative technologies. The thesis was subdivided in three main parts with the use of atomic force microscopy AFM for antibiotic resistance detection in part 1, the importance of the bacterial inoculum size in the selection of antibiotic resistance in part 2 and the testing of antimicrobial surfaces creating by sputtering copper onto polyester in part 3. In part 1 the AFM was used two different ways, first for the measurement of stiffness (elasticity) of bacteria and second as a nanosensor for antibiotic susceptibility testing. The stiffness of MRSA with different susceptibility profiles to vancomycin was investigated using the stiffness tomography mode of the AFM and results have demonstrated and increased stiffness in the vancomycin resistant strains that also paralleled with increased thickness of the bacterial cell wall. Parts of the AFM were also used to build a new antibiotic susceptibility-testing device. This nano sensor was able to measure vibrations emitted from living bacteria that ceased definitively upon antibiotic exposure to which they were susceptible but restarted after antibiotic removal to which they were resistant, allowing in a matter of minute the assessment of antibiotic susceptibility determination. In part 2 the inoculum effect (IE) of vancomycin, daptomycin and linezolid and its importance in antibiotic resistance selection was investigated with MRSA during a 15 days of cycling experiment. Results indicated that a high bacterial inoculum and a prolonged antibiotic exposure were two key factors in the in vitro antibiotic resistance selection in MRSA and should be taken into consideration when choosing the drug treatment. Finally in part 3 bactericidal textile surfaces were investigated against MRSA. Polyesters coated after 160 seconds of copper sputtering have demonstrated a high bactericidal activity reducing the bacterial load of at least 3 logio after one hour of contact. -- Au cours des dernières décennies, des bactéries multirésistantes aux antibiotiques (BMR) ont émergé dans les hôpitaux du monde entier. Depuis lors, le nombre de BMR et la prévalence des infections liées aux soins (IAS) continuent de croître et sont associés à une augmentation des taux de morbidité et de mortalité ainsi qu'à des coûts élevés. De plus, le nombre de résistance à différentes classes d'antibiotiques a également augmenté parmi les BMR, limitant ainsi les options thérapeutiques disponibles lorsqu'elles ont liées a des infections. Des mesures visant une détection plus rapide des bactéries résistantes ainsi que l'établissement des paramètres de traitement antibiotiques adéquats sont primordiales lors d'infections déjà présentes. Dans une optique de prévention, la diminution des bactéries présentes sur les surfaces communément touchées pourrait aussi freiner la dissémination et l'évolution des bactéries résistantes. Durant ma thèse, différents projets incluant des nouvelles technologies et évoluant autour de la résistance antibiotique ont été traités. Des nouvelles technologies telles que le microscope à force atomique (AFM) et la pulvérisation cathodique de cuivre (PCC) ont été utilisées, et le Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (SARM) a été la principale BMR étudiée. Deux grandes lignes de recherche ont été développées; la première visant à détecter la résistance antibiotique plus rapidement avec l'AFM et la seconde visant à prévenir la dissémination des BMR avec des surfaces crées grâce à la PCC. L'AFM a tout d'abord été utilisé en tant que microscope à sonde locale afin d'investiguer la résistance à la vancomycine chez les SARMs. Les résultats ont démontré que la rigidité de la paroi augmentait avec la résistance à la vancomycine et que celle-ci corrélait aussi avec une augmentation de l'épaisseur des parois, vérifiée grâce à la microscopie électronique. Des parties d'un AFM ont été ensuite utilisées afin de créer un nouveau dispositif de test de sensibilité aux antibiotiques, un nanocapteur. Ce nanocapteur mesure des vibrations produites par les bactéries vivantes. Après l'ajout d'antibiotique, les vibrations cessent définitivement chez les bactéries sensibles à l'antibiotique. En revanche pour les bactéries résistantes, les vibrations reprennent après le retrait de l'antibiotique dans le milieu permettant ainsi, en l'espace de minutes de détecter la sensibilité de la bactérie à un antibiotique. La PCC a été utilisée afin de créer des surfaces bactéricides pour la prévention de la viabilité des BMR sur des surfaces inertes. Des polyesters finement recouverts de cuivre (Cu), connu pour ses propriétés bactéricides, ont été produits et testés contre des SARMs. Une méthode de détection de viabilité des bactéries sur ces surfaces a été mise au point, et les polyesters obtenus après 160 secondes de pulvérisation au Cu ont démontré une excellente activité bactéricide, diminuant la charge bactérienne d'au moins 3 logio après une heure de contact. En conclusion, l'utilisation de nouvelles technologies nous a permis d'évoluer vers de méthodes de détection de la résistance antibiotique plus rapides ainsi que vers le développement d'un nouveau type de surface bactéricide, dans le but d'améliorer le diagnostic et la gestion des BMR.

Ambulatory blood pressure measurement and antihypertensive therapy.

The traditional basis for assessing the effect of antihypertensive therapy is the blood pressure reading taken by a physician. However, several recent trials have been designed to evaluate the blood pressure lowering effect of various therapeutic agents during the patients' normal daytime activities, using a portable, semi-automatic blood pressure recorder. The results have shown that in a given patient, blood pressure measured at the physician's office often differs greatly from that prevailing during the rest of the day. This is true both in treated and untreated hypertensive patients. The difference between office and ambulatory recorded pressures cannot be predicted from blood pressure levels measured by the physician. Therefore, a prospective study was carried out in patients with diastolic blood pressures that were uncontrolled at the physician's office despite antihypertensive therapy. The purpose was to evaluate the response of recorded ambulatory blood pressure to treatment adjustments aimed at reducing office blood pressure below a pre-set target level. Only patients with high ambulatory blood pressures at the outset appeared to benefit from further changes in therapy. Thus, ambulatory blood pressure monitoring can be used to identify those patients who remain hypertensive only when facing the physician, despite antihypertensive therapy. Ambulatory monitoring could thus help to evaluate the efficacy of antihypertensive therapy and allow individual treatment.

La gigantomachie de Lousanna-Vidy suivie de considérations sur la transmission du motif de l'anguipède

Considérations méthodologiques Nous avons limité aux précisions indispensables à la compréhension de notre propos les considérations sur la gigantomachie en général. Nous renvoyons aux études signalées plus haut (supra, p. 7, n. 2), principalement pour ce qui concerne les géants avant leur transformation en anguipèdes à partir de l'époque hellénistique. Notre recherche de parallèles reposera sur quelques oeuvres d'art encore existantes : les sculptures décorant les plus importantes d'entre elles feront dès lors figure d'archétype, même si, bien sûr, rien ne permet d'exclure qu'il en ait existé de plus significatives. Parmi les nombreux monuments aujourd'hui disparus, respectivement parmi ceux qui seraient encore à découvrir, il s'en trouvait sans doute qui auraient été susceptibles de servir de modèle pour les sculptures ornant le fanum de Lousonna, duquel bien peu de restes nous sont parvenus. A l'exception de quelques renvois ponctuels, notre démarche s'est appuyée exclusivement sur du matériel et des informations déjà publiés. Pour la reconstitution des bas-reliefs de Lousonna, nous nous sommes inspiré généralement de sculptures hellénistiques et romaines dont l'ornementation présentait des similitudes avec les fragments à notre disposition ; la plupart des parallèles sont mentionnés dans le Lexicon Iconographicum Mythologiae Classicae. L'examen des volumes du Corpus Signorum Imperii Romani et de quelques autres recueils nous a permis de faire des propositions pour les cas restés en suspens. A une exception près, l'échantillonnage aéré formé à partir d'ensembles sculptés qui devaient avoir les mêmes caractéristiques que le matériel que nous tenterons d'identifier : ils comportaient des monstres anguipèdes avec les jambes se terminant par la tête du serpent, remontant au plus tard à la fin de la période romaine et produits dans un atelier gréco-romain. Afin de recréer avec le plus de vraisemblance possible l'environnement du fanum de Lousonna, nous avons recherché des édifices de caractéristiques semblables dans les catalogues de temples gallo-romains dressés par P. D. HORNE et A. C. KING (1980), respectivement I. FAUDUET et P. ARCELIN (1993). Tant l'absence presque complète de restes architecturaux susceptibles d'être rapportés à l'édifice religieux que la nature somme toute modeste du vicus lémanique nous ont fait opter pour une variante minimaliste, se limitant finalement à la structure supportant la gigantomachie devant un temple sans aucune décoration. Pour tenter de préciser les modalités de la transmission du thème des géants, nous envisagerons trois cheminements possibles : la tradition orale, la transmission littéraire et, enfin, la représentation iconographique, qu'il s'agisse de monuments, d'objets mobiliers ou même des quelques rares illustrations de textes antiques. Sauf indication contraire, les textes anciens sont cités dans les traductions des Belles-Lettres, des Sources chrétiennes ou de la Loeb Classical Library dont la liste figure à la page 161. La version française des textes dont aucune traduction n'était disponible est généralement due à François Mottas (traduction F.M.). Nous ne reportons les dates de naissance des auteurs ou des artistes mentionnés que lorsqu'elles sont utiles à la compréhension de notre exposé. En plus du rôle qu'ont pu jouer les oeuvres d'art disparues au cours des deux derniers millénaires, divers facteurs ont dû assurer la constitution et la mise au point d'un imaginaire de plus en plus élaboré des gigantomachies. La mémoire a certes sa part dans l'inspiration des artistes qui réalisèrent les sculptures de la cité lémanique; mais si un mythe ou le récit d'un événement peuvent s'être transmis de bouche à oreille au cours des siècles, certaines ressemblances dans l'attitude des personnages sont trop frappantes, même en tenant compte de ces gestes qu'il n'existe qu'une seule façon de représenter: il n'est dès lors pas possible d'imaginer que la transmission des détails des scènes se serait pratiquée uniquement par voie orale. Si le voyage touristique; tel que nous l'entendons de nos jours, n'a pas existé, les personnes susceptibles d'avoir ramené des informations de leurs déplacements à travers l'Empire sont plus nombreuses qu'on ne le croirait au premier abord. Fonctionnaires allant prendre leur charge ou en mission dans une contrée voisine; soldats, parmi lesquels des mercenaires gaulois; pèlerins ayant visité de grands sanctuaires, comme celui d'Esculape à Pergame, emplacement de la gigantomachie la plus impressionnante, ou d'autres lieux de culte; jeunes fortunés ayant étudié à Athènes; commerçants accompagnés par des muletiers ou des portefaix acheminant leurs marchandises; membres de corporations ou artisans exerçant des métiers itinérants; esclaves, dont l'exportation devait représenter une source de revenus intéressante pour les commerçants romains; en dernier lieu, sans parler des artistes eux-mêmes, ces arpenteurs-géomètres chargés de toutes sortes de relevés qui accompagnaient les empereurs lors de leurs déplacements (infra, p. 36). Il faudra cependant rester prudent quant à l'affirmation d'une connaissance visuelle directe que les sculpteurs de Lousonna auraient eue des réalisations antiques avec lesquelles nous mettrons la gigantomachie en parallèle. Même si elle n'a toujours pas pu être prouvée, la circulation de cahiers de modèles semble bel et bien assurée: dans un atelier, les maîtres ont forcément passé leurs croquis à leurs successeurs et ceci s'est peut-être répété pour plusieurs générations d'artisans. Sans parler des monnaies, d'autres moyens de transmission peuvent encore être mentionnés : éventuelles éditions illustrées de textes antiques, motifs gravés sur des gemmes ou représentés sur des récipients décorés... Une observation s'impose ici : la plupart des monuments que nous utiliserons pour notre reconstitution existaient encore lors de l'érection de notre gigantomachie. Une fois les bas-reliefs de Lousonna reconstitués, restait donc à combler l'absence de toute étude sur la survie de la gigantomachie à travers les âges et à préciser l'emploi qui en serait fait à la Renaissance. Divers recueils d'ouvrages consacrés à la mythologie et remontant à cette période nous ont permis de décrire les modalités de la reprise du récit de la guerre des géants; en l'absence de toute synthèse sur ceux-ci dans la peinture de la Renaissance, c'est en partant de l'examen des nombreux travaux consacrés au Palazzo del Te à Mantoue que nous avons pu établir un lien entre les représentations de géants peintes durant la première moitié du 16ème siècle, au cours duquel la gigantomachie était redevenue un sujet d'actualité. Le monument de la bourgade lémanique comporte encore neuf personnages et constitue, avec celui d'Yzeures-sur-Creuse, l'exemplaire le plus complet découvert dans la partie occidentale de l'Empire romain : il méritait bien d'être à l'origine d'une telle démarche.

Evaluation of Chagas' disease transmission through breast-feeding

On hundred milk or colostrum samples from 78 mothers with chronic Chagas' disease were parasitologically studied for Trypanosoma cruzi infection by means of direct examination and inoculation of mice. The mice were submitted to direct bllod examination three times a week. At the end of 45 days, xenodiagnosis and indirect immunofluorescent test (IFAT) for T. cruzi antibodies were carried out in the animals. No parasitized sample was observed even though five mothers had parasitemia at milk collection. In addition, 97 breast-fed children of chronic chagasic mothers, born free of infection, were tested for IgG antibodies to T. cruzi using IFAT. No case of T. cruzi infection was detected. The authors conclude that breast-feeding should not be avoided for children for chronic chagasic women. However, as these mothers had intermittent parasitemia, they should avoid nursing when there is nipple bleeding.

Rapid detection by transmission electron microscopy of mycoplasma contamination in sera and cell cultures

Transmission electon microscopy has been employed for the rapid detection of mycoplasma in sera and cell cultures. High speed centrifugation of sera or low speed centrifugation of cell debris, followed by negative staining of the resuspended pellet, detected mycoplasma contamination more frequently than a culture method followed by direct fluorescence (DAPI), which was used as a control procedure. The appearance of the mycoplasma cell border and content gives some information about particle viability.

Genetics: biased transmission of genomes according to parents of origin.

A new study shows that wood ant queens selectively pass the maternally-inherited half of their genome to their daughters and the paternally-inherited half to their sons. This system, which most likely evolved from ancestral hybridization, creates distinct genetic lineages.

Automatic measurement of key ski jumping phases and temporal events with a wearable system.

We propose a new method, based on inertial sensors, to automatically measure at high frequency the durations of the main phases of ski jumping (i.e. take-off release, take-off, and early flight). The kinematics of the ski jumping movement were recorded by four inertial sensors, attached to the thigh and shank of junior athletes, for 40 jumps performed during indoor conditions and 36 jumps in field conditions. An algorithm was designed to detect temporal events from the recorded signals and to estimate the duration of each phase. These durations were evaluated against a reference camera-based motion capture system and by trainers conducting video observations. The precision for the take-off release and take-off durations (indoor < 39 ms, outdoor = 27 ms) can be considered technically valid for performance assessment. The errors for early flight duration (indoor = 22 ms, outdoor = 119 ms) were comparable to the trainers' variability and should be interpreted with caution. No significant changes in the error were noted between indoor and outdoor conditions, and individual jumping technique did not influence the error of take-off release and take-off. Therefore, the proposed system can provide valuable information for performance evaluation of ski jumpers during training sessions.

Epidemiologia de la leishmaniasis tegumentaria en merida, Venezuela. I. Diversidade y dispersion de especies flebotominas en tres pisos altitudinales y su possible rôle en la transmission de enfermedad

Como parte de un estudio epidemiológico sobre leishmaniasis en el Estado Mérida, Venezuela, se presenta la diversidad y dispersión de las especies flebotominas identificadas en 15 localidades ubicadas en 3 pisos altitudinales entre los 175 y los 1.960 m.s.n.m. De 7.126 espécimes capturados (5.132 hombres y 1.994 femenino) se registran 24 especies de Lutzomyia, reconociéndose 10 de las llmadas antropofílicas. Se detalla la distribución de las especies en cada piso altitudinal y en el domicilio humano, el peridomicilio y el ambiente silvestre. Se discute el posible papel que juegan las diferentes especies en la transmisión de la leishmaniasis tegumentaria en cada piso altitudinal en particular y en la región andino-venezolana, en general.

ZigBee aplicado a la transmisión de datos de sensores biomédicos

Pensado en un ámbito de tecnología médica, el propósito principal es el de realizar un seguido de medidas en diferentes partes del cuerpo para establecer unos valores máximos que nos permitan detectar cuando un paciente empieza a padecer estrés. Para ello se necesita un proceso de medición y otro de transmisión de los datos. Es aquí donde aparece el trabajo realizado en el proyecto. “ZigBee aplicado a la transmisión de datos de sensores biomédicos” está pensado para realizar la tarea de transmisión de los datos desde que el sensor realiza la medida hasta que los datos son monitorizados y almacenados. En la memoria del proyecto podremos encontrar el estudio realizado al medio de transmisión inalámbrico utilizado (ZigBee), el análisis del kit eZ430-RF2500 compatible con el medio, y finalmente la implementación del proyecto. Todo este trabajo finalizará con la recepción satisfactoria de los datos medidos por nuestro sensor biomédico (oxímetro) en el aplicativo personal programado con Visual Basic.

Adolescent Drug Abuse Diagnosis (ADAD) vs. Health of Nation Outcome Scale for Children and Adolescents (HoNOSCA) in clinical outcome measurement.

BACKGROUND: The Adolescent Drug Abuse Diagnosis (ADAD) and Health of Nation Outcome Scales for Children and Adolescents (HoNOSCA) are both measures of outcome for adolescent mental health services. AIMS: To compare the ADAD with HoNOSCA; to examine their clinical usefulness. METHODS: Comparison of the ADAD and HoNOSCA outcome measures of 20 adolescents attending a psychiatric day care unit. RESULTS: ADAD change was positively correlated with HoNOSCA change. HoNOSCA assesses the clinic's day-care programme more positively than the ADAD. The ADAD detects a group for which the mean score remains unchanged whereas HoNOSCA does not. CONCLUSIONS: A good convergent validity emerges between the two assessment tools. The ADAD allows an evidence-based assessment and generally enables a better subject discrimination than HoNOSCA. HoNOSCA gives a less refined evaluation but is more economic in time and possibly more sensitive to change. Both assessment tools give useful information and enabled the Day-care Unit for Adolescents to rethink the process of care and of outcome, which benefited both the institution and the patients.

HIV-1 drug resistance transmission networks in southwest Switzerland.

To determine viral subtypes and resistance mutations to antiretroviral treatment (ART) in untreated HIV-1 acutely infected subjects from Southwest Switzerland. Clinical samples were obtained from the HIV primary infection cohort from Lausanne. Briefly, pol gene was amplified by nested PCR and sequenced to generate a 1?kb sequence spanning protease and reverse transcriptase key protein regions. Nucleotide sequences were used to assess viral genotype and ART resistance mutations. Blood specimens and medical information were obtained from 30 patients. Main viral subtypes corresponded to clade B, CRF02_AG, and F1. Resistant mutations to PIs consisted of L10V and accessory mutations 16E and 60E present in all F1 clades. The NNRTI major resistant mutation 103N was detected in all F1 viruses and in other 2 clades. Additionally, we identified F1 sequences from other 6 HIV infected and untreated individuals from Southwest Switzerland, harboring nucleotide motifs and resistance mutations to ART as observed in the F1 strains from the cohort. These data reveal a high transmission rate (16.6%) for NNRTI resistant mutation 103N in a cohort of HIV acute infection. Three of the 5 resistant strains were F1 clades closely related to other F1 isolates from HIV-1 infection untreated patients also coming from Southwest Switzerland. Overall, we provide strong evidence towards an HIV-1 resistant transmission network in Southwest Switzerland. These findings have relevant implications for the local molecular mapping of HIV-1 and future ART surveillance studies in the region.

Study of a population of Biomphalaria tenagophila (Orbigny, 1835) and of schistosomiasis transmission in "Alto da Boa Vista", Rio de Janeiro

The present study was performed using data from a Biomphalaria tenagophila population located in a water cress garden in the Alto da Boa Vista region representing an isolated focal point of schistosomiasis in the city of Rio de Janeiro. The density and age structure of this B. tenagophila population and its rate of intection by Schistosoma mansoni were studied for a period of 15 months. The snail population showed seasonal variation in density, with a decrease in number of individual at the begining of the rainy season. At the end of this season, the population consisted mainly of adults (92.8% in May 1985 and 82.8% in April 1986). The population growth curve was logistic and of sigmoidal configuration. Shiscotoma mansoni cercariae were eliminated over a short period of time (March, April and May 1986). The release of cercariae of S. mansoni and of birds seems to depend on environmental temperature, which during certain months would show a daily variation of up to 13ºC, with the lower thermal limit approaching the limit value for sporocyte development.

On the characterisation and measurement of the welfare effects of income mobility from an ex-ante perspective

The paper employs a rank-dependent formulation of the social welfare function with time-separable utilities to evaluate the economic consequences of income mobility from an ex-ante perspective. The resultant class of measures can be decomposed not only in terms of structural and exchange mobility but also in terms of vertical and horizontal mobility, thereby encompassing two of the main approaches in the literature. We illustrate our measurement framework by comparing mobility in the USA and Germany using data from the Cross-National Equivalent File 1980-2005. We find that the pattern of income mobility in the USA was both less pro-poor and more horizontally inequitable than in Germany, but that the latter did not translate into higher levels of exchange mobility given higher levels of absolute inequality and the vertical stance of the growth process.

Measurement of 13CO2 in expired air as an index of compliance to a high carbohydrate diet naturally enriched in 13C.

The aim of this study was to determine whether breath 13CO2 measurements could be used to assess the compliance to a diet containing carbohydrates naturally enriched in 13C. The study was divided into two periods: Period 1 (baseline of 4 days) with low 13C/12C ratio carbohydrates. Period 2 (5 days) isocaloric diet with a high 13C/12C ratio (corn, cane sugar, pineapple, millet) carbohydrates. Measurements were made of respiratory gas exchange by indirect calorimetry, urinary nitrogen excretion and breath 13CO2 every morning in post-absorptive conditions, both in resting state and during a 45-min low intensity exercise (walking on a treadmill). The subjects were 10 healthy lean women (BMI 20.4 +/- 1.7 kg/m2, % body fat 24.4 +/- 1.3%), the 13C enrichment of oxidized carbohydrate and breath 13CO2 were compared to the enrichment of exogenous dietary carbohydrates. At rest the enrichment of oxidized carbohydrate increased significantly after one day of 13C carbohydrate enriched diet and reached a steady value (103 +/- 16%) similar to the enrichment of exogenous carbohydrates. During exercise, the 13C enrichment of oxidized carbohydrate remained significantly lower (68 +/- 17%) than that of dietary carbohydrates. The compliance to a diet with a high content of carbohydrates naturally enriched in 13C may be assessed from the measurement of breath 13CO2 enrichment combined with respiratory gas exchange in resting, postabsorptive conditions.

Transmission of macro-liquidity shocks to liquidity-sorted stock portfolios’ returns: The role of the financial crisis

This study examines the impact of macro-liquidity shocks on the returns of UK stock portfolios sorted on the basis of a series of micro-liquidity measures. The macro-liquidity shocks are extracted on the meeting days of the Bank of England Monetary Policy Committee relative to market expectations embedded in futures contracts on the 3-month LIBOR during the period June 1999- December 2009. We report definitive evidence that these shocks are transmitted to the cross-section of liquidity-sorted portfolios, with most liquid stocks playing a very active role. Our results emphatically document that the shocks-returns relationship has reversed its sign during the recent financial crisis; the standard inverse relationship between interest rate surprises and portfolios’ returns before the crisis has turned into positive during the crisis. This finding confirms the inability of interest rate cuts to boost returns in the shortrun during the crisis, because these were perceived by market participants as a signal of a deteriorating economic outlook.