Geochemistry, microbiology and phospholipid fatty acid content of ODP Site 169-1036 sediments

Phospholipid fatty acids were measured in samples of 60°-130°C sediment taken from three holes at Site 1036 (Ocean Drilling Program Leg 169) to determine microbial community structure and possible community replacement at high temperatures. Five of six samples had similar concentrations of phospholipid fatty acids (2-6 pmol/g dry weight of sediment), and biomass estimates from these measurements compare favorably with direct microscopic counts, lending support to previous microscopic measures of deep sedimentary biomass. Very long-chain phospholipid fatty acids (21 to 30 carbons) were detected in the sediment and were up to half the total phospholipid fatty acid measured; they appear to increase in abundance with temperature, but their significance is not known. Community composition from lipid analysis showed that samples contained standard eubacterial membrane lipids but no detectable archaeal lipids, though archaea would be expected to dominate the samples at high temperatures. Cluster analysis of Middle Valley phospholipid fatty acid compositions shows that lipids in Middle Valley sediment samples are similar to each other at all temperatures, with the exception of very long-chain fatty acids. The data neither support nor deny a shift to a high-temperature microbial community in hot cores, so at the present time we cannot draw conclusions about whether the microbes observed in these hot sediments are active.

Molecular immune responses of the mosquito Anopheles gambiae to bacteria and malaria parasites

Immune responses of the malaria vector mosquito Anopheles gambiae were monitored systematically by the induced expression of five RNA markers after infection challenge. One newly isolated marker encodes a homologue of the moth Gram-negative bacteria-binding protein (GNBP), and another corresponds to a serine protease-like molecule. Additional previously described markers that respond to immune challenge encode the antimicrobial peptide defensin, a putative galactose lectin, and a putative serine protease. Specificity of the immune responses was indicated by differing temporal patterns of induction of specific markers in bacteria-challenged larvae and adults, and by variations in the effectiveness of different microorganisms and their components for marker induction in an immune-responsive cell line. The markers exhibit spatially distinct patterns of expression in the adult female mosquito. Two of them are highly expressed in different regions of the midgut, one in the anterior and the other in the posterior midgut. Marker induction indicates a significant role of the midgut in insect innate immunity. Immune responses to the penetration of the midgut epithelium by a malaria parasite occur both within the midgut itself and elsewhere in the body, suggesting an immune-related signaling process.

Determining divergence times with a protein clock: Update and reevaluation

A recent study of the divergence times of the major groups of organisms as gauged by amino acid sequence comparison has been expanded and the data have been reanalyzed with a distance measure that corrects for both constraints on amino acid interchange and variation in substitution rate at different sites. Beyond that, the availability of complete genome sequences for several eubacteria and an archaebacterium has had a great impact on the interpretation of certain aspects of the data. Thus, the majority of the archaebacterial sequences are not consistent with currently accepted views of the Tree of Life which cluster the archaebacteria with eukaryotes. Instead, they are either outliers or mixed in with eubacterial orthologs. The simplest resolution of the problem is to postulate that many of these sequences were carried into eukaryotes by early eubacterial endosymbionts about 2 billion years ago, only very shortly after or even coincident with the divergence of eukaryotes and archaebacteria. The strong resemblances of these same enzymes among the major eubacterial groups suggest that the cyanobacteria and Gram-positive and Gram-negative eubacteria also diverged at about this same time, whereas the much greater differences between archaebacterial and eubacterial sequences indicate these two groups may have diverged between 3 and 4 billion years ago.

High-resolution microPET imaging of carcinoembryonic antigen-positive xenografts by using a copper-64-labeled engineered antibody fragment

Rapid imaging by antitumor antibodies has been limited by the prolonged targeting kinetics and clearance of labeled whole antibodies. Genetically engineered fragments with rapid access and high retention in tumor tissue combined with rapid blood clearance are suitable for labeling with short-lived radionuclides, including positron-emitting isotopes for positron-emission tomography (PET). An engineered fragment was developed from the high-affinity anticarcinoembryonic antigen (CEA) monoclonal antibody T84.66. This single-chain variable fragment (Fv)-CH3, or minibody, was produced as a bivalent 80 kDa dimer. The macrocyclic chelating agent 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-N,N′,N′′, N′′′-tetraacetic acid (DOTA) was conjugated to the anti-CEA minibody for labeling with copper-64, a positron-emitting radionuclide (t1/2 = 12.7 h). In vivo distribution was evaluated in athymic mice bearing paired LS174T human colon carcinoma (CEA positive) and C6 rat glioma (CEA negative) xenografts. Five hours after injection with 64Cu-DOTA-minibody, microPET imaging showed high uptake in CEA-positive tumor (17.9% injected dose per gram ± 3.79) compared with control tumor (6.0% injected dose per gram ± 1.0). In addition, significant uptake was seen in liver, with low uptake in other tissues. Average target/background ratios relative to neighboring tissue were 3–4:1. Engineered antibody fragments labeled with positron-emitting isotopes such as copper-64 provide a new class of agents for PET imaging of tumors.

Ascorbate recycling in human neutrophils: Induction by bacteria

Ascorbate (vitamin C) recycling occurs when extracellular ascorbate is oxidized, transported as dehydroascorbic acid, and reduced intracellularly to ascorbate. We investigated microorganism induction of ascorbate recycling in human neutrophils and in microorganisms themselves. Ascorbate recycling was determined by measuring intracellular ascorbate accumulation. Ascorbate recycling in neutrophils was induced by both Gram-positive and Gram-negative pathogenic bacteria, and the fungal pathogen Candida albicans. Induction of recycling resulted in as high as a 30-fold increase in intracellular ascorbate compared with neutrophils not exposed to microorganisms. Recycling occurred at physiologic concentrations of extracellular ascorbate within 20 min, occurred over a 100-fold range of effector/target ratios, and depended on oxidation of extracellular ascorbate to dehydroascorbic acid. Ascorbate recycling did not occur in bacteria nor in C. albicans. Ascorbate did not enter microorganisms, and dehydroascorbic acid entry was less than could be accounted for by diffusion. Because microorganism lysates reduced dehydroascorbic acid to ascorbate, ascorbate recycling was absent because of negligible entry of the substrate dehydroascorbic acid. Because ascorbate recycling occurs in human neutrophils but not in microorganisms, it may represent a eukaryotic defense mechanism against oxidants with possible clinical implications.

A chromosomal locus required for copper resistance, competitive fitness, and cytochrome c biogenesis in Pseudomonas fluorescens.

A chromosomal locus required for copper resistance and competitive fitness was cloned from a strain of Pseudomonas fluorescens isolated from copper-contaminated agricultural soil. Sequence analysis of this locus revealed six open reading frames with homology to genes involved in cytochrome c biogenesis in other bacteria, helC, cycJ, cycK, tipB, cycL, and cycH, with the closest similarity being to the aeg-46.5(yej) region of the Escherichia coli chromosome. The proposed functions of these genes in other bacteria include the binding, transport, and coupling of heme to apocytochrome c in the periplasm of these Gram-negative bacteria. Putative heme-binding motifs were present in the predicted products of cycK and cycL, and TipB contained a putative disulfide oxidoreductase active site proposed to maintain the heme-binding site of the apocytochrome in a reduced state for ligation of heme. Tn3-gus mutagenesis showed that expression of the genes was constitutive but enhanced by copper, and confirmed that the genes function both in copper resistance and production of active cytochrome c. However, two mutants in cycH were copper-sensitive and oxidase-positive, suggesting that the functions of these genes, rather than cytochrome c oxidase itself, were required for resistance to copper.

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.

Functional properties of sodium and calcium caseinate antimicrobial active films containing carvacrol

Active edible films were prepared by adding carvacrol into sodium caseinate (SC) and calcium caseinate (CC) matrices plasticized with two different glycerol concentrations (25 and 35 wt%) prepared by solvent casting. Functional characterisation of these bio-films was carried out by determination of some of their physico-chemical properties, such as colour, transparency, oxygen barrier, wettability, dye permeation properties and antibacterial effectiveness against Gram negative and Gram positive bacteria. All films exhibited good performance in terms of optical properties in the CIELab space showing high transparency. Carvacrol was able to reduce CC oxygen permeability and slightly increased the surface hydrophobicity. Dye diffusion experiments were performed to evaluate permeation properties. The diffusion of dye through films revealed that SC was more permeable than CC. The agar diffusion method was used for the evaluation of the films antimicrobial effectiveness against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Both SC and CC edible films with carvacrol showed inhibitory effects on both bacteria.

Structure of circulin B and implications for antimicrobial activity of the cyclotides

The solution structure of one of the first members of the cyclotide family of macrocyclic peptides to be discovered, circulin B has been determined and compared with that of circulin A and related cyclotides. Cyclotides are mini-proteins derived from plants that have the characteristic features of a head-to-tail cyclised peptide backbone and a knotted arrangement of their three disulfide bonds. First discovered because of their uterotonic or anti-HIV activity, they have also been reported to have activity against a range of Gram positive and Gram negative bacteria as well as fungi. The aim of the current study was to develop structure-activity relationships to rationalise this antimicrobial activity. Comparison of cyclotide structures and activities suggests that the presence and location of cationic residues may be a requirement for activity against Gram negative bacteria. Understanding the topological differences associated with the antimicrobial activity of the cyclotides is of significant interest and potentially may be harnessed for pharmaceutical applications.

Looking beyond the negatives: A time period analysis of positive cognitions, negative cognitions, and working alliance in cognitive-behavior therapy for panic disorder

Time period analysis was used in an international sample of clients ( N = 106) to demonstrate that cognitive - behavioral therapy (CBT) for panic disorder is associated with specific changes in both negative and positive cognitions during the treatment period. In the first 6 weeks of the treatment phase, working alliance failed to predict changes in panic severity, whereas changes in panic self-efficacy and catastrophic misinterpretation of bodily sensations predicted rapid symptom relief. In the last 6 weeks of treatment, higher doses of CBT were associated with further changes in positive and negative cognitions. The findings can be interpreted as suggesting that the role of the working alliance in CBT for panic disorder is to facilitate cognitive change.

Induction of inflammatory cytokines and nitric oxide in J774.2 cells and murine macrophages by lipoteichoic acid and related cell wall antigens from Staphylococcus epidermidis

Staphylococcus epidermidis causes infections associated with medical devices including central venous catheters, orthopaedic prosthetic joints and artificial heart valves. This coagulase-negative Staphylococcus produces a conventional cellular lipoteichoic acid (LTA) and also releases a short-glycerophosphate-chain-length form of LTA (previously termed lipid S) into the medium during growth. The relative pro-inflammatory activities of cellular and short-chain-length exocellular LTA were investigated in comparison with peptidoglycan and wall teichoic acid from S. epidermidis and LPS from Escherichia coli O111. The ability of these components to stimulate the production of proinflammatory cytokines [interleukin (IL)-1β, IL-6 and tumour necrosis factor (TNF)-α] and nitric oxide was investigated in a murine macrophage-like cell line (J774.2), and in peritoneal and splenic macrophages. On a weight-for-weight basis the short-chain-length exocellular LTA was the most active of the S. epidermidis products, stimulating significant amounts of each of the inflammatory cytokines and nitric oxide, although it was approximately 100-fold less active than LPS from E. coli. By comparison the full-chain-length cellular LTA and peptidoglycan were less active and the wall teichoic acid had no activity. As an exocellular product potentially released from S. epidermidis biofilms, the short-chain-length exocellular LTA may act as the prime mediator of the host inflammatory response to device-related infection by this organism and act as the Gram-positive equivalent of LPS in Gram-negative sepsis. The understanding of the role of short-chain-length exocellular LTA in Gram-positive sepsis may lead to improved treatment strategies. © 2005 SGM.

Automated synthesis and evaluation of potential new anti-microbial agents

A series of N1-benzylideneheteroarylcarboxamidrazones was prepared in an automated fashion, and tested against Mycobacterium fortuitum in a rapid screen for antimycobacterial activity. Many of the compounds from this series were also tested against Mycobacterium tuberculosis, and the usefulness as M.fortuitum as a rapid, initial screen for anti-tubercular activity evaluated. Various deletions were made to the N1-benzylideneheteroarylcarboxamidrazone structure in order to establish the minimum structural requirements for activity. The N1-benzylideneheteroarylcarbox-amidrazones were then subjected to molecular modelling studies and their activities against M.fortuitum and M.tuberculosis were analysed using quantitative structure-analysis relationship (QSAR) techniques in the computational package TSAR (Oxford Molecular Ltd.). A set of equations predictive of antimycobacterial activity was hereby obtained. The series of N1-benzylidenehetero-arylcarboxamidrazones was also tested against a multidrug-resistant strain of Staphylococcus aureus (MRSA), followed by a panel of Gram-positive and Gram-negative bacteria, if activity was observed for MRSA. A set of antimycobacterial N1-benzylideneheteroarylcarboxamidrazones was hereby discovered, the best of which had MICs against m. fortuitum in the range 4-8μgml-1 and displayed 94% inhibition of M.tuberculosis at a concentration of 6.25μgml-1. The antimycobacterial activity of these compounds appeared to be specific, since the same compounds were shown to be inactive against other classes of organisms. Compounds which were found to be sufficiently active in any screen were also tested for their toxicity against human mononuclear leucocytes. Polyethylene glycol (PEG) was used as a soluble polymeric support for the synthesis of some fatty acid derivatives, containing an isoxazoline group, which may inhibit mycolic acid synthesis in mycobacteria. Both the PEG-bound products and the cleaved, isolated products themselves were tested against M.fortuitum and some low levels of antimycobacterial activity were observed, which may serve as lead compounds for further studies.

Association between sciatica and Propionibacterium acnes

We hypothesised that the inflammation seen around the nerve root in patients with sciatica may be caused by microbial infection. We used a newly developed serological test to diagnose deep-seated infections caused by low virulent gram-positive microorganisms. 43 of 140 (31%) patients with sciatica tested positive. Intervertebral disc material from a further 36 patients with severe sciatica who had undergone microdiscectomy was cultured for the presence of microorganisms. 19 of these patients (53%) had positive cultures after long-term incubation. Propionibacterium acnes was isolated from 16 of the 19 (84%) positive samples. Low virulent microorganisms, in particular P acnes, might be causing a chronic low-grade infection in the lower intervertebral discs of patients with severe sciatica. These microorganisms could have gained access to the spinal disc after previous minor trauma.

Improving the Lexicon of Positive/Negative Words and Bigrams for Sentiment Analysis

Report published in the Proceedings of the National Conference on "Education in the Information Society", Plovdiv, May, 2013

Biodiversity of the surface microbial consortia from Limburger, Reblochon, Livarot, Tilsit, and Gubbeen cheeses

Comprehensive collaborative studies from our laboratories reveal the extensive biodiversity of the microflora of the surfaces of smear-ripened cheeses. Two thousand five hundred ninety-seven strains of bacteria and 2,446 strains of yeasts from the surface of the smear-ripened cheeses Limburger, Reblochon, Livarot, Tilsit, and Gubbeen, isolated at three or four times during ripening, were identified; 55 species of bacteria and 30 species of yeast were found. The microfloras of the five cheeses showed many similarities but also many differences and interbatch variation. Very few of the commercial smear microorganisms, deliberately inoculated onto the cheese surface, were reisolated and then mainly from the initial stages of ripening, implying that smear cheese production units must have an adventitious "house" flora. Limburger cheese had the simplest microflora, containing two yeasts, Debaryomyces hansenii and Geotrichum candidum, and two bacteria, Arthrobacter arilaitensis and Brevibacterium aurantiacum. The microflora of Livarot was the most complicated, comprising 10 yeasts and 38 bacteria, including many gram-negative organisms. Reblochon also had a very diverse microflora containing 8 yeasts and 13 bacteria (excluding gram-negative organisms which were not identified), while Gubbeen had 7 yeasts and 18 bacteria and Tilsit had 5 yeasts and 9 bacteria. D. hansenii was by far the dominant yeast, followed in order by G. candidum, Candida catenulata, and Kluyveromyces lactis. B. aurantiacum was the dominant bacterium and was found in every batch of the 5 cheeses. The next most common bacteria, in order, were Staphylococcus saprophyticus, A. arilaitensis, Corynebacterium casei, Corynebacterium variabile, and Microbacterium gubbeenense. S. saprophyticus was mainly found in Gubbeen, and A. arilaitensis was found in all cheeses but not in every batch. C. casei was found in most batches of Reblochon, Livarot, Tilsit, and Gubbeen. C. variabile was found in all batches of Gubbeen and Reblochon but in only one batch of Tilsit and in no batch of Limburger or Livarot. Other bacteria were isolated in low numbers from each of the cheeses, suggesting that each of the 5 cheeses has a unique microflora. In Gubbeen cheese, several different strains of the dominant bacteria were present, as determined by pulsed-field gel electrophoresis, and many of the less common bacteria were present as single clones. The culture-independent method, denaturing gradient gel electrophoresis, resulted in identification of several bacteria which were not found by the culture-dependent (isolation and rep-PCR identification) method. It was thus a useful complementary technique to identify other bacteria in the cheeses. The gross composition, the rate of increase in pH, and the indices of proteolysis were different in most of the cheeses.