In vivo survival of teicoplanin-resistant Staphylococcus aureus and fitness cost of teicoplanin resistance.

Glycopeptide resistance, in a set of in vitro step-selected teicoplanin-resistant mutants derived from susceptible Staphylococcus aureus SA113, was associated with slower growth, thickening of the bacterial cell wall, increased N-acetylglucosamine incorporation, and decreased hemolysis. Differential transcriptome analysis showed that as resistance increased, some virulence-associated genes became downregulated. In a mouse tissue cage infection model, an inoculum of 10(4) CFU of strain SA113 rapidly produced a high-bacterial-load infection, which triggered MIP-2 release, leukocyte infiltration, and reduced leukocyte viability. In contrast, with the same inoculum of the isogenic glycopeptide-resistant derivative NM67, CFU initially decreased, resulting in the elimination of the mutant in three out of seven cages. In the four cages in which NM67 survived, it partially regained wild-type characteristics, including thinning of the cell wall, reduced N-acetylglucosamine uptake, and increased hemolysis; however, the survivors also became teicoplanin hypersusceptible. The elimination of the teicoplanin-resistant mutants and selection of teicoplanin-hypersusceptible survivors in the tissue cages indicated that glycopeptide resistance imposes a fitness burden on S. aureus and is selected against in vivo, with restoration of fitness incurring the price of resistance loss.

Étude du rôle spécifique du système à deux composantes PhoBR et du système Pst (phosphate specific transport) dans la virulence d’une souche pathogène aviaire de Escherichia coli (APEC)

Les souches d’Escherichia coli pathogènes aviaires (APEC) sont responsables d’infections respiratoires et de septicémies chez la volaille. Le régulon Pho est contrôlé conjointement par le système à deux composantes PhoBR et par le système de transport spécifique du phosphate (Pst). Afin de déterminer l’implication de PhoBR et du système Pst dans la pathogenèse de la souche APEC O78 χ7122, différentes souche mutantes phoBR et pst ont été testées pour divers traits de virulence in vivo et in vitro. Les mutations menant à l’activation constitutive du régulon Pho rendaient les souches plus sensibles au peroxyde d’hydrogène et au sérum de lapin comparativement à la souche sauvage. De plus, l’expression des fimbriae de type 1 était affectée chez ces souches. L’ensemble des mutants Pho-constitutifs étaient aussi significativement moins virulents que la souche sauvage dans un modèle de coinfection de poulet, incluant les souches avec un système Pst fonctionnel. De plus, l’inactivation du régulateur PhoB chez un mutant Pst restaure la virulence. Par ailleurs, l’inactivation de PhoB n’affecte pas la virulence de la souche χ7122 dans notre modèle. De manière intéressante, le degré d’atténuation des souches mutantes corrèle directement avec le niveau d’activation du régulon Pho. Globalement, les résultats indiquent que l’activation du régulon Pho plutôt que le transport du phosphate via le système Pst joue un rôle majeur dans l’atténuation des APEC.

Évaluation du lavage articulaire avec des salines hypertoniques dans le traitement de l’arthrite septique chez le veau

L’arthrite septique chez les bovins est une affection le plus souvent d’origine bactérienne qui est une cause de boiterie fréquente associée à des pertes économiques importantes. Le traitement, qui doit être initié le plus rapidement possible, s’appuie sur l’utilisation combinée d’anti-inflammatoires non stéroïdiens, d’un ou de plusieurs lavages articulaires ainsi que d’antibiotiques administrés de façon systémique pour un minimum de 3 semaines. Cette durée d’administration constitue une difficulté pour les élevages dits biologiques pour lesquels un cahier des charges strict limite un recours prolongé aux antibiotiques. Ainsi le traitement efficace de diverses conditions infectieuses et celui de l’arthrite septique en particulier dans ces élevages peut être compromis. L’objectif de ce travail est de s’appuyer sur les propriétés antimicrobiennes des solutions de saline hypertonique (SSH) pour limiter l’utilisation des antibiotiques dans les cas d’arthrite septique chez les veaux en intégrant ces solutions pour le lavage des articulations infectées. Notre première étude a consisté à déterminer la sécurité d’emploi de deux concentrations de SSH (une commerciale à 7.2% et une maison à 15%) dans des articulations supposées saines chez le veau. Une synovite sévère associée à des signes cliniques caractéristiques d’atteintes articulaires a été observé lors de l’utilisation de SSH 15%. Son utilisation clinique comme solution de lavage articulaire est par conséquent déconseillée. Concernant la SSH 7.2%, malgré une synovite d’intensité variable, nous n’avons pas noté des signes cliniques caractéristiques d’atteintes articulaires. Son utilisation dans un contexte expérimental d’infection articulaire nous a paru réaliste. Notre seconde étude a permis d’évaluer les effets du lavage articulaire avec de la SSH 7.2% dans un modèle expérimental d’infection à Escherichia coli. Trois groupes de traitement ont été constitués. Dans le premier groupe (traitement standard), un lavage était effectué avec du lactate de Ringer (LRS) et les veaux recevaient une administration biquotidienne de ceftiofur par voie intraveineuse pour 21 jours. Dans le deuxième groupe (LRS), un lavage était effectué avec du LRS et aucun antibiotique n’était administré. Enfin dans le troisième groupe (SSH), un lavage était effectué avec de la SSH 7.2% sans qu’aucun antibiotique ne soit administré. Tous les veaux ont reçu du kétoprofen quotidiennement pendant 3 jours. L’inoculation s’est fait au jour 1 et les traitements ont débuté au jour 2. L’efficacité des traitements a été établie sur des critères cliniques, bactériologiques et cytologiques. Dans le modèle que nous avons utilisé, les trois groupes de traitements ont conduits à une guérison clinique et bactériologique satisfaisante (absence de boiterie, de douleur et de croissance bactérienne dans le liquide articulaire en fin d’étude). La guérison cytologique n’a quant à elle pas été jugée satisfaisante avec des moyennes de comptage et de pourcentage en neutrophiles tout groupe confondu bien supérieures aux valeurs normales (11.39x109/l de neutrophiles représentant 74.73% des leucocytes en fin d’étude). Le traitement avec la SSH 7.2% s’est révélé être significativement plus traumatique et pas plus efficace dans l’élimination de l’infection comparativement au traitement LRS. D’autre part, le lavage articulaire au LRS s’est révélé être aussi efficace et sécuritaire que le traitement standard de l’arthrite septique qui incluait 21 jours de ceftiofur administré par voie intraveineuse. Ainsi, bien que le lavage avec de la SSH 7.2% n’est pas démontré de résultats satisfaisants qui permettrait de limiter le recours aux antibiotiques dans les filières biologiques, l’association d’un lavage au LRS avec le ketoprofen s’est révélée être une alternative possible. De nouvelles études sont requises pour confirmer ses résultats et pour déterminer le rôle respectif du lavage articulaire et du ketoprofen dans la guérison lors d’arthrite septique.

Desenvolupament d'un sistema de previsió de risc d'infecció per Stemphylium vesicarium. Avaluació, validació i implementació en parcel·les experimentals en camps comercials de perera

L'estemfiliosi de la perera és una malaltia fúngica ocasionada pel fong Deuteromicet Stemphylium vesicarium. Els símptomes característics d'aquesta malaltia són lesions necròtiques en fulles i fruits, provocant el depreciament econòmic d'aquests últims. Si les condicions climàtiques són favorables aquesta malaltia pot arribar a provocar la pèrdua total de la producció. La malaltia es localitza bàsicament en la conca mediterrània, sent les zones fructícoles de Girona a Catalunya i Emilia-Romagna a Itàlia els llocs on les pèrdues de producció són més grans. Actualment l'únic mètode de control és la cobertura permanent dels òrgans de la planta amb fungicides. Per obtenir aquesta protecció és necessari realitzar aplicacions preventives amb una cadència fixa, setmanal o quinzenal, de diferents fungicides en els arbres. Aquesta cadència d'aplicació comporta que al llarg del període vegetatiu de la perera es realitzin entre 20 i 25 aplicacions de fungicida, per cadències setmanals, o entre 10 i 13 aplicacions si la cadència és quinzenal. Aquest elevat nombre de tractaments comporta uns efectes toxicològics a nivell mediambiental i per a la salut humana, un augment del cost econòmic de la producció i en alguns casos afavorir l'aparició de resistències del patogen a determinats fungicides. Molts d' aquests tractaments es realitzen sense que les condicions ambientals siguin favorables a l'inici d'infeccions del fong, i són per tant innecessàries. Amb l'objectiu d'obtenir una eina per determinar el risc d'infeccions en funció de les condicions climàtiques i realitzar d'aquesta manera els tractaments amb fungicides només quan són necessaris, es va elaborar el Sistema pel Tractament Racionalitzat de l'Estemfiliosi de la Perera (STREP). El model consisteix en relacionar quantitativament amb la severitat de la malaltia els paràmetres climàtics de durada del període d'humectació i temperatura mitjana durant aquests períodes. En aquest treball s'ha determinat l'eficàcia en el control de la malaltia per diferents fungicides aplicats de manera preventiva amb una cadència fixa en diferents finques comercials i durant varis anys. S'ha constatat que no hi ha cap producte totalment eficaç en el control de la malaltia, sent l'eficàcia obtinguda mitjana. Aquesta eficàcia de control esta en funció del nivell de pressió de la malaltia, obtenint eficàcies inferiors quan el nivell en els testimonis no tractats és elevat. En assajos en condicions controlades s'ha determinat que els fungicides analitzats aplicats de manera curativa o postinfecciosa, quan ja s'han iniciat les infeccions, presenten una eficàcia més baixa que quan s'apliquen preventivament. El tiram és el producte amb una eficàcia més elevada en la major part de les condicions experimentals. S' ha analitzat durant 5 anys, 1992-1996, en diferents plantacions de perera de Girona, la dinàmica dels paràmetres ambientals de durada deis períodes amb humectació, la temperatura mitjana de l'aire, la temperatura mitjana durant els períodes d'humectació, la durada dels períodes amb humitat relativa superior al 90% i la pluviometria. S 'ha constatat que la humectació deguda a la rosada és la principal causa d'humectació i que és un procés lent i continu. Les durades més freqüents d'humectació han estat períodes inferiors a 12 hores i les temperatures més freqüents durant aquests períodes han estat entre 11 i 21°C. S'ha determinat també que existeixen períodes amb humitat relativa elevada però sense formació de pel·lícula d'aigua i s'ha observat que ocasionalment existeixen períodes breus d'interrupció de la humectació en que poden existir humanitats relatives elevades o baixes. La capacitat predictiva del model STREP ha estat avaluada mitjançant 42 assajos en condicions naturals i controlades, determinant que en més del 95 % dels casos avaluats les prediccions de malaltia s'han correspost amb les observades, i que només en dos casos el model ha infraestimat el nivell de risc d'infecció. Demostrant així que el model STREP és fiable en les seves prediccions. S'ha estudiat l'efecte de la humitat relativa durant els períodes interromputs d'humectació i les durades d'aquests períodes, en les infeccions produïdes pel fong. S'ha constatat que el model STREP hauria d'incorporar com a períodes separats els períodes d'humectació interromputs amb relatives elevades (>98%) s'haurien de considerar com a períodes continus. Per una altra banda s'ha comprovat que els períodes amb humitats relatives elevades sense formació d'humectació en condicions naturals no són suficients per provocar l'inici d'infeccions de S. Vesicarium. S'ha utilitzat el model STREP com a eina per guiar els tractaments fungicides en diferents parcel·les de finques comercials durant dos anys. D'aquests assajos es pot concloure que utilitzant valors de risc acumulat SA:0.4 com a llindar per a realitzar els tractaments es controla la malaltia amb una eficàcia semblant als tractaments setmanals, però amb una reducció del nombre d'aplicacions necessàries entre un 25 i un 50%. Utilitzar un llindar SA:0.6 en finques amb varietats sensibles i una pressió d'inòcul del patogen elevada presenta bons resultats però inferiors als obtinguts amb tractaments setmanals, no obstant l'estalvi de tractaments ha estat molt important (50-70%). De tots aquests resultats es conclou que el model STREP és adequat per ésser utilitzat en programes pilot a escala comercial en el control racional de l'estemfiliosi de la perera. En funció d'aquests resultats es considerarà la seva implementació en Estacions d'Avisos Fitosanitaris.

Targeting Staphylococcus aureus quorum sensing with non-peptidic small molecule inhibitors

A series of 3-oxo-C12-HSL, tetramic acid and tetronic acid analogues was synthesized to gain insights into the structural requirements for quorum sensing inhibition in Staphylococcus aureus. Compounds active against agr were non-competitive inhibitors of the auto-inducing peptide (AIP)-activated AgrC receptor, by altering the activation efficacy of the cognate AIP-1. They appeared to act as negative allosteric modulators and are exemplified by 3-tetradecanoyltetronic acid 17 which reduced nasal cell colonization and arthritis in a murine infection model.

Evidence for systemic spread of the potentially zoonotic intestinal spirochaete Brachyspira pilosicoli in experimentally challenged laying chickens

Brachyspira pilosicoli is a potentially zoonotic anaerobic intestinal spirochaete that is one of several species causing avian intestinal spirochaetosis. The aim of this study was to develop a reproducible model of infection in point-of-lay chickens and compare the virulence of two strains of B. pilosicoli in a model using experimentally challenged laying chickens. Seventeen-week-old commercial laying chickens were experimentally challenged by oral gavage with either B. pilosicoli strain B2904 or CPSp1, following an oral dose of 10 % sodium bicarbonate to neutralize acidity in the crop. Approximately 80 % of the chickens became colonized and exhibited increased faecal moisture content, reduced weight gain and delayed onset of lay. Tissues sampled at post-mortem examination were analysed to produce a quantitative output on the number of spirochaetes present and hence, the extent of colonization. The liver and spleen were colonized, and novel histopathology was observed in these tissues. The infection model we report here has potential use in studies to improve our understanding of the mechanisms by which Brachyspira elicit disease in poultry and in testing novel intervention strategies.

Interactions between nutrition and infections with Haemonchus contortus and related gastro-intestinal nematodes in small ruminants

Interactions between host nutrition and feeding behaviour are central to understanding the pathophysiological consequences of infections of the digestive tract with parasitic nematodes. The manipulation of host nutrition provides useful options to control gastrointestinal nematodes as a component of an integrated strategy. Focused mainly on the Hameonchus contortus infection model in small ruminants, this chapter (i) illustrates the relationship between quantitative (macro- and micro-nutrients) and qualitative (plant secondary metabolites) aspects of host nutrition and nematode infection, and (ii) shows how basic studies aimed at addressing some generic questions can help provide solutions, despite the considerable diversity of epidemiological situations and breeding systems.

Combination Efficacy of Voriconazole and Amphotericin B in the Experimental Disease in Immunodeficient Mice Caused by Fluconazole-resistant Cryptococcus neoformans

The therapeutic efficacy of amphotericin B and voriconazole alone and in combination with one another were evaluated in immunodeficient mice (BALB/c-SCID) infected with a fluconazole-resistant strain of Cryptococcus neoformans var. grubii. The animals were infected intravenously with 3 x 10(5) cells and intraperitoneally treated with amphotericin B (1.5 mg/kg/day) in combination with voriconazole (40 mg/kg/days). Treatment began 1 day after inoculation and continued for 7 and 15 days post-inoculation. The treatments were evaluated by survival curves and yeast quantification (CFUs) in brain and lung tissues. Treatments for 15 days significantly promoted the survival of the animals compared to the control groups. Our results indicated that amphotericin B was effective in assuring longest-term survival of infected animals, but these animals still harbored the highest CFU of C. neoformans in lungs and brain at the end of the experiment. Voriconazole was not as effective alone, but in combination with amphotericin B, it prolonged survival for the second-longest time period and provided the lowest colonization of target organs by the fungus. None of the treatments were effective in complete eradication of the fungus in mice lungs and brain at the end of the experiment.

Oral Candida albicans isolates from HIV-positive individuals have similar in vitro biofilm-forming ability and pathogenicity as invasive Candida isolates

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Monoclonal antibodies against the 43,000 da glycoprotein from Paracoccidioides brasiliensis modulate laminin-mediated fungal adhesion to epithelial cells and pathogenesis

The surface glycoprotein gp43, a highly immunogenic component of Paracoccidioides brasiliensis, is used in the serodiagnosis of paracoccidioidomycosis (PCM) and has recently been shown to specifically bind the extracellular matrix protein laminin, Binding to laminin induces the increased adhesion of the fungus to epithelial cells; a hamster testicle infection model has shown that the gp43-dependent binding of fungal cells to laminin enhances their pathogenicity in vivo. We report on the production and characterization of 12 monoclonal antibodies against the gp43 that recognize peptide sequences in the molecule detecting at least three different epitopes as well as different isoforms of this antigen. MAbs interfered in the fungal pathogenicity in vivo either by inhibiting or enhancing granuloma formation and tissue destruction, Results suggest that P. brasiliensis propagules may start infection in man by strongly adhering to human lung cells, Thus, laminin-mediated fungal adhesion to human lung carcinoma (A549) cells was much more intense than to Madin-Darby canine kidney cells (MDCK), indicating differences in binding affinity, Subsequent growth of fungi bound to the lung cells could induce the granulomatous inflammatory reaction characteristic of PCM. Both steps are greatly stimulated by laminin binding in infective cells expressing gp43.

Encefalite viral induzida pelo vírus da dengue em camundongos suíços albinos: a resposta inflamatória do sistema nervoso central do hospedeiro neonato

Para estudar a resposta imune inata produzida especificamente no interior do SNC em desenvolvimento, evitando a influencia do sistema imune, empregamos modelo de infeccao viral induzida pela inoculacao intracerebral do virus da dengue em camundongos neonatos. Oito camundongos lactentes de dois dias de idade da espécie Mus musculus e variedade suica albina foram inoculados por via intracerebral com homogenado cerebral infectado com a especie Flavivirus (DENV3 genotipo III). Outro conjunto de animais foi utilizado como controle (nao infectado) e inoculado com igual volume de homogenado cerebral nao infectante e mantidos nas mesmas condicoes dos infectados. Decorridos 7 dias apos a infeccao os camundongos doentes foram sacrificados e tiveram seus cerebros processados para imunomarcacao de astrocitos e microglias. Quantificou-se a resposta imune glial no stratum lacunosum molecular (Lac Mol), radiatum (Rad) e pyramidale (Pir) de CA1-2 do hipocampo e na camada molecular do giro denteado (GDMol) usando o fracionador optico para estimar o numero de microglias e astrocitos em animais infectados e controles. Intensa astrocitose reativa e intensa ativacao microglial foram encontradas em animais neonatos com sinais clinicos de meningoencefalite. Entretanto, embora tenham sido maiores as estimativas do numero de microglias ativadas nos infectados (Inf) do que nos animais controles (Cont) nas camadas GDMol (Inf: 738,95 } 3,07; Cont: 232,73 } 70,38; p = 0,0035), Rad (Inf: 392,49 } 44,13; Cont: 62,76 } 15,86; p = 0,0004), em relacao ao numero total de microglias (ativadas ou nao) apenas o stratum radiatum mostrou diferença significante (Inf: 6.187,49 } 291,62; Cont: 4.011,89 } 509,73; p = 0,01). Por outro lado apenas a camada molecular do giro denteado mostrou diferenca no numero de astrocitos (Inf: 8.720,17 } 903,11; Cont: 13.023,13 } 1.192,14; p = 0,02). Tomados em conjunto os resultados sugerem que a resposta imune inata do camundongo neonato a encefalite induzida pelo virus da dengue (sorotipo 3, genotipo III) esta associada a um maior aumento do numero de microglias do que de astrocitos reativos e essa mudanca e dependente da camada e da regiao investigada. As implicacoes fisiopatologicas desses achados permanecem por ser investigadas.

Estudo histológico de intestino delgado de camundongos colonizados por cepas de Escherichia coli enteropatogenicas de origem bovina

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Candida dubliniensis: prevalência na cavidade bucal de pacientes diabéticos, com câncer de mama e hansenianos e patogenicidade experimental

O objetivo deste estudo foi avaliar a presença de C. dubliniensis dentre isolados bucais de pacientes com Diabetes mellitus do tipo I (n=39) e II (n=36), hansenianos (n=38) e sob quimioterapia para o câncer de mama (n=30) e de respectivos indivíduos controle pareados quanto à idade, gênero e condições bucais. Um total de 479 isolados previamente identificados por testes fenotípicos (formação de tubo germinativo, produção de hifas/pseudohifas/clamidoconídeos, fermentação e assimilação de carboidratos) e identificadas como C. albicans/C. dubliniensis foram incluídos no estudo. A existência de C. dubliniensis dentre os isolados foi analisada usando protocolo validado de PCR multiplex. Foi também realizado estudo de patogenicidade experimental utilizando camundongos em modelo de infecção sistêmica, objetivando comparar a virulência e cinética de infecção de C. dubliniensis com outras espécies do gênero Candida. Um isolado (0.002%) de C. dubliniensis foi detectado entre os isolados do grupo controle. Esta espécie não foi encontrada dentre os isolados dos outros grupos de pacientes. C. dubliniensis foi menos virulenta para camundongos em relação a C. albicans e C. tropicalis e mais virulenta do que C. krusei. O estudo da cinética de infecção mostrou infecção persistente no rim e no fígado mesmo após 21 dias da inoculação de C. dubliniensis. Conclui-se que a detecção de C. dubliniensis dentre os isolados clínicos foi baixa e observada apenas no grupo controle. C. dubliniensis foi menos virulenta para camundongos que C. albicans e C. tropicalis e causou infecção prolongada no rim e no fígado

Leucograma e perfil bioquímico sérico de cabras com mastite experimental causada por Staphylococcus aureus e Streptococcus agalactiae

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Heparin and dextran sulfate: their role on rsv infectivity

Respiratory syncytial virus is the major cause of acute lower respiratory tract illness in infants and young children. Because there is currently no licensed vaccine for RSV, there is a substantial interest in the identification and development of RSV specific inhibitory agents. There are clinical evidences that glycosaminoglycans (GAGs) are potential inhibitors of viral infection. In this study, the performance of two GAGs (heparin and dextran sulfate) were compared for their antiviral and virucidal activities on RSV. Analysis was performed using an in vitro infection model where, previously to infection, Hep-2 cells or RSV were incubated with heparin or dextran sulfate. The presence of viral particles was analyzed by Reverse Transcriptase-Polimerase Chain Reaction (RT-PCR) and indirect immunofluorescence assays (IFA). The results showed that viral infection was more efficiently inhibited when Hep-2 cells were pre-incubated with heparin or, when viral particles were pre-incubated with dextran sulfate. Our study suggest that, in the absence of cellular death, heparin and dextran sulfate reduce RSV infection by different mechanisms, antiviral and virucidal ones, respectively. These data contribute for recent medical, microbiology and biochemical studies which suggest that the use of antiviral and virucidal compounds as more effective treatment to control virus infections.