Caracterização de estirpes de Streptococcus agalactiae provenientes de colonização de tratos genitourinário e gastrointestinal da mulher grávida

Streptococcus agalactiae, ou Streptococcus do grupo B, é actualmente, o principal responsável pelo desenvolvimento de infecção neonatal, seja de início precoce (nos primeiros 7 dias de vida) ou tardio (entre os 7 dias e os 3 meses de vida). O principal factor de risco ao desenvolvimento de doença neonatal precoce é a colonização rectovaginal da mulher grávida. No presente estudo foram caracterizados 179 isolados provenientes de colonização dos tratos genitourinário e gastrointestinal da mulher grávida, obtidos no Hospital Garcia de Orta (Almada) entre 2007 e 2010. A colonização vaginal da mulher grávida neste período foi de 12%, e os serótipos mais prevalententemente detectados foram os serótipos Ia, V, IV, II e III, o que está de acordo com outros estudos efectuados em Portugal, à excepção do serótipo IV que tem sido pouco detectado na Europa. Todos os isolados se revelaram susceptíveis à penicilina, ofloxacina e vancomicina e, apenas 11.8% se revelaram susceptíveis a todos os antibióticos testados. A resistência à tetraciclina, eritromicina e clindamicina, de 2007 a 2010, foi de 86.8%, 14.6% e 9.7%, respectivamente. Não foi encontrado nenhum fenótipo de resistência à eritromicina dominante. Neste estudo o serótipo capsular mais associado à resistência à eritromicina foi o serótipo Ia, seguido pelos serótipos III, V e II. Verificou-se a presença de uma associação entre o serótipo Ia, o fenótipo M e a presença do gene mef(A). Os isolados com fenótipo cMLSB apresentaram o gene erm(B) e o gene erm(A) [erm(TR)] foi detectado em todos os isolados de fenótipo iMLSB, em ambos os casos com diversos serótipos. Os isolados pertencentes à mesma grávida foram considerados geneticamente relacionados com base na técnica de PFGE, excepto em dois casos em que as duas mulheres grávidas aparentemente estavam colonizadas por mais do que uma estirpe. Observou-se uma grande heterogeneidade populacional entre os isolados caracterizados. Relativamente à resistência aos macrólidos, a origem foi multiclonal e não derivada da disseminação de um único clone. Mais estudos epidemiológicos longitudinais são necessários para complementar os já existentes e, conhecer a evolução das estirpes de S. agalactiae em circulação, não só a nível nacional, mas em todo o mundo. Desta forma será possível definir a melhor estratégia para a criação de uma vacina adequada à variabilidade populacional de S. agalactiae.

Studies of the assembly of the Streptococcus pneumoniae capsular polysaccharide

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology.

Choque séptico puerperal por Streptococcus β-hemolítico e síndrome de Waterhouse-Friderichsen

É relatado caso excepcional de puérpera de 15 anos com choque séptico pelo Streptococcus beta-hemolítico do grupo A e síndrome de Waterhouse-Friderichsen, observado à necropsia. São revistos aspectos do diagnóstico, patogênese e evolução da infecção (sepse) puerperal associada à hemorragia e insuficiência das supra-renais.

Insights into the epidemiology of drug-resistant Streptococcus pneumoniae and closely-related streptococci in the era of conjugate vaccines

In Portugal, the introduction of the seven-valent pneumococcal conjugate vaccine (PCV7) has led to significant changes in the population structure of Streptococcus pneumoniae. However, the levels of antimicrobial resistance have not decreased and have been a matter of concern. (...)

Molecular epidemiology and virulence factors in Streptococcus agalactiae

Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - PhD Project (SFRH/BD/48231/2008: PTDC/SAU-MII/105114/2008 and DAAD scholarship/2010)

Rational manipulation of mRNA folding free energy allows rheostat control of pneumolysin production by Streptococcus pneumoniae

Rational manipulation of mRNA folding free energy allows rheostat control of pneumolysin production by Streptococcus pneumoniae

Cheese whey: a cost-effective alternative for hyaluronic acid production by Streptococcus zooepidemicus

This study focuses on the optimization of cheese whey formulated media for the production of hyaluronic acid HA by Streptococcus zooepidemicus. Culture media containing whey (W; 2.1 g/L) or whey hydrolysate (WH; 2.4 g/L) gave the highest HA productions. Both W and WH produced high yields on protein consumed, suggesting cheese whey is a good nitrogen source for S. zooepidemicus production of HA. Polysaccharide concentrations of 4.0 g/L and 3.2 g/L were produced in W and WH in a further scale-up to 5 L bioreactors, confirming the suitability of the low-cost nitrogen source. Cheese whey culture media provided high molecular weight (> 3000 kDa) HA products. This study revealed replacing the commercial peptone by the low-cost alternative could reduce HA production costs by up to a 70%compared to synthetic media.

Producción de ácido Itacónico por Aspergillus terreus y de Ácido Hialurónico por Streptococcus equi subsp. equi en Biorreactores de Tanque Agitado. Production of Itaconic Acid by Aspergillus terreus and of Hyaluronic Acid by Sreptococcus equi subsp. equi in Stirred Tank Bioreactors.

El proyecto aborda el problema general de establecer una metodología para el cambio de escala de la producción de metabolitos en biorreactores de tanque agitado.En el desarrollo de procesos de producción de metabolitos a partir de microorganismos, el cambio de escala es particularmente complejo, dado que los microorganismos experimentan un continuo cambio en sus rutas metabólicas durante el período de producción. Esto hace que en el proceso del cambio de escala, las mayores dificultades se encuentren en el desarrollo del inóculo y problemas ocasionados por modificaciones en las características de transferencia de calor, masa y momento.Dentro de este contexto general se definen dos objetivos específicos. Estos son: el estudio de la producción de ácido itacónico por Aspergillus terreus y el de la producción de ácido hialurónico por Streptococcus equi. subsp. equi, con la finalidad de desarrollar una metodología de trabajo experimental y teórica que permita sistematizar el estudio del factibilidad técnico-económica de plantas de producción, vinculando la investigación del procesos a escala de laboratorio con la producción a mayor escala.La hipótesis de trabajo es que el estudio de la producción de Aspergillus terreus y de Streptococcus equi en un biorreactor de tanque agitado a escala de laboratorio permitirá establecer los parámetros que contribuirán a realizar el cambio de escala de su producción y esto será verificado experimentalmente.Los trabajos se realizarán utilizando un biorreactor a escala de laboratorio especialmente diseñado para este tipo de trabajo. Los resultados experimentales se interpretarán con técnicas estadísticas y matemáticas de diferente complejidad a efectos de establecer los criterios de cambio de escala y luego se realizarán experiencias en un biorreactor piloto con el objeto de verificar la metodología seleccionada.El desarrollo del proyecto permitirá:1.- obtener información técnica útil sobre la producción de ácido itacónico, el que tiene importantes aplicaciones en la industria del plástico. La producción por medio del Aspergillus terreus MJL05 se realizará utilizando glicerol como fuente de carbono, el que constituye el principal subproducto en los procesos de manufactura de biodiesel. De este modo se podrá analizar la factibilidad técnica de una ruta alternativa para emplear este subproducto.2.- obtener información técnica útil sobre la producción de ácido hialurónico, biopolímero de alto valor agregado con importantes aplicaciones en medicina, y contribuir así a realizar el cambio de escala de su producción.

Dinámica poblacional de Streptococcus mutans en niños de edad escolar de la provincia de Córdoba. Population dynamics of Streptococcus mutans in school age children in the province of Córdoba

La caries dental es una enfermedad infecciosa, crónica y trasmisible, que se caracteriza por la desmineralización de los tejidos duros del diente, producida por la acción de los ácidos resultantes de la actividad metabólica del biofilm desarrollado sobre los dientes. Si bien, la etiología de la caries sería polimicrobiana, los estreptococos del grupo mutans son señalados como los principales protagonistas en el inicio de la lesión cariosa. En la pared celular se destacan proteínas que participan en procesos de adhesión, agregación y co-agregación, además de polisacáridos que muestran distintas especificidades antigénicas, lo que permite distinguir cuatro serotipos: c, e, f y k. Es escasa la información de las características antigénicas de las cepas circulantes de estreptococos del grupo mutans y se desconoce la relación de las mismas con la actividad de caries. En este estudio nuestros objetivos son identificar y caracterizar fenotípica y genotípicamente las cepas de estreptococos del grupo mutans circulantes en la provincia de Córdoba. La población de estudio estará constituida por escolares, urbano–marginales de la capital y del interior de la provincia. Se determinarán los serotipos de las mismas a través de de amplificaciones por PCR de tipo multiplex y luego se secuenciarán 8 genes a través de la técnica de tipado multilocus, con el fin de realizar estudios de sistemática molecular, y de estimar la estructura genética de S. mutans. Una vez que se hayan caracterizado los patrones de diversidad y distribución geográfica de S. mutans del centro de Argentina, se intentará dilucidar cómo se relacionan la diversidad genética con la experiencia de caries de los niños del estudio. Se analizarán de forma conjunta nuestros resultados con los publicados por otros autores. De esta forma se logrará una mejor comprensión de los factores históricos y ecológicos que han moldeado su distribución y aportar conocimientos a la sistemática del grupo “mutans” en relación a otras bacterias del género Streptococcus. Dental caries is an infectious, chronic and transmissible disease, characterized by demineralization of the hard tissues of the teeth, produced by the action of acids resulting from the metabolic activity of biofilm developed on the teeth. Although the etiology of caries would be polymicrobial, the streptococci of the mutans group are identified as the major responsible in the initiation of the carious lesion. In the cell wall there are proteins involved in adhesion, aggregation and co-aggregation processes, as well as polysaccharides that present different antigenic specificities, which allow the distinction of four serotypes c, e, f and k. There is little information about the antigenic characteristics of the Streptococcus mutans strains and the relationship of those characteristics with the caries activity is unknown. In the present study our goals are to identify and characterize the phenotypic and genotypic strains of streptococci of the mutans group circulating in the province of Cordoba. The study population will consist of urban and rural scholar children from Cordoba city and from the interior of the province. In order to study the molecular systematic, and the genetic structure of S. mutans, different serotypes will be determined by multiplex PCR amplifications and eight genes will be sequenced by using the multilocus typing technique. Once the diversity and the geographical distribution patterns of S. mutans from the center of Argentina is characterized, we will attempt to clarify how the genetic diversity is related with the caries experience in the children of the study. Our results will be analyzed together with those published by other authors. This will achieve a better understanding of the historical and ecological factors that shaped the bacteria’s distribution and will contribute to the knowledge of the systematic of the mutans group in relation to other bacteria of the genus Streptococcus.

Endocardite infecciosa por Streptococcus bovis em paciente com carcinoma colônico

Descrevemos o caso de uma paciente de 66 anos de idade, com endocardite infecciosa por Streptococcus bovis e adenocarcinoma colônico, que desenvolveu insuficiência aórtica grave aguda. Foi submetida à cirurgia de troca valvar aórtica e posteriormente à ressecção tumoral (hemicolectomia direita). É importante ressaltar a necessidade de complementação do estudo do cólon, mesmo em indivíduos assintomáticos, quando diagnosticamos endocardite infecciosa por S. bovis.

Efeito da penicilina G a cada três semanas sobre o surgimento de Streptococcus viridans resistentes à penicilina na microflora oral

FUNDAMENTO: Penicilina G benzatina a cada 3 semanas é o protocolo padrão para a profilaxia secundária para febre reumática recorrente. OBJETIVO: Avaliar o efeito da penicilina G benzatina em Streptococcus sanguinis e Streptococcus oralis em pacientes com doença valvular cardíaca, devido à febre reumática com recebimento de profilaxia secundária. MÉTODOS: Estreptococos orais foram avaliados antes (momento basal) e após 7 dias (7º dia) iniciando-se com penicilina G benzatina em 100 pacientes que receberam profilaxia secundária da febre reumática. Amostras de saliva foram avaliadas para verificar a contagem de colônias e presença de S. sanguinis e S. oralis. Amostras de saliva estimulada pela mastigação foram serialmente diluídas e semeadas em placas sobre agar-sangue de ovelhas seletivo e não seletivo a 5% contendo penicilina G. A identificação da espécie foi realizada com testes bioquímicos convencionais. Concentrações inibitórias mínimas foram determinadas com o Etest. RESULTADOS: Não foram encontradas diferenças estatísticas da presença de S. sanguinis comparando-se o momento basal e o 7º dia (p = 0,62). No entanto, o número existente de culturas positivas de S. oralis no 7º dia após a Penicilina G benzatina apresentou um aumento significativo em relação ao valor basal (p = 0,04). Não houve diferença estatística existente entre o momento basal e o 7º dia sobre o número de S. sanguinis ou S. oralis UFC/mL e concentrações inibitórias medianas. CONCLUSÃO: O presente estudo mostrou que a Penicilina G benzatina a cada 3 semanas não alterou a colonização por S. sanguinis, mas aumentou a colonização de S. oralis no 7º dia de administração. Portanto, a susceptibilidade do Streptococcus sanguinis e Streptococcus oralis à penicilina G não foi modificada durante a rotina de profilaxia secundária da febre reumática utilizando a penicilina G. (Arq Bras Cardiol. 2012; [online].ahead print, PP.0-0)

Molecular characterization of a Streptococcus gallolyticus genomic island encoding a pilus involved in endocarditis.

Background. Streptococcus gallolyticus is a causative agent of infective endocarditis associated with colon cancer. Genome sequence of strain UCN34 revealed the existence of 3 pilus loci (pil1, pil2, and pil3). Pili are long filamentous structures playing a key role as adhesive organelles in many pathogens. The pil1 locus encodes 2 LPXTG proteins (Gallo2178 and Gallo2179) and 1 sortase C (Gallo2177). Gallo2179 displaying a functional collagen-binding domain was referred to as the adhesin, whereas Gallo2178 was designated as the major pilin. Methods. S. gallolyticus UCN34, Pil1(+) and Pil1(-), expressing various levels of pil1, and recombinant Lactococcus lactis strains, constitutively expressing pil1, were studied. Polyclonal antibodies raised against the putative pilin subunits Gallo2178 and Gallo2179 were used in immunoblotting and immunogold electron microscopy. The role of pil1 was tested in a rat model of endocarditis. Results. We showed that the pil1 locus (gallo2179-78-77) forms an operon differentially expressed among S. gallolyticus strains. Short pilus appendages were identified both on the surface of S. gallolyticus UCN34 and recombinant L. lactis-expressing pil1. We demonstrated that Pil1 pilus is involved in binding to collagen, biofilm formation, and virulence in experimental endocarditis. Conclusions. This study identifies Pil1 as the first virulence factor characterized in S. gallolyticus.

Role of penicillin-binding proteins in Streptococcus gordonii

Résumé Streptococcus gordonii est une bactérie colonisatrice naturelle de la cavité buccale de l'homme. Bien que normalement commensale, elle peut causer des infections graves, telles que des bactériémies ou des endocardites infectieuses. La pénicilline étant un des traitements privilégiés dans de tels cas, l'augmentation rapide et globale des résistances à cet antibiotique devient inquiétante. L'étude de la physiologie et des bases génétiques de ces résistances chez S. gordonii s'avère donc importante. Les cibles moléculaires privilégiées de la pénicilline G et des β-lactames sont les penicilllin-binding proteins (PBPs). Ces enzymes associées à la membrane ont pour rôle de catalyser les réactions de transpeptidation et de transglycosylation, qui constituent les dernières étapes de la biosynthèse du peptidoglycan (PG). Elles sont définies comme classe A ou B selon leur capacité d'assurer soit les deux réactions, soit uniquement la transpeptidation. Les β-lactames inhibent le domaine transpeptidase de toutes les PBPs, entraînant l'inhibition de la synthèse du PG, l'inhibition de la croissance, et finalement la mort cellulaire. Chez les streptocoques, les PBPs sont aussi les premiers déterminants de la résistance à la pénicilline. De plus, elles sont impliquées dans la morphologie bactérienne, en raison de leur rôle crucial dans la formation du PG. Le but de ce travail était de caractériser les PBPs de S. gordonii et d'étudier leurs fonctions dans la vie végétative de la bactérie ainsi que durant le développement de la résistance à la pénicilline. Premièrement, des mutants auxquels il manque une ou deux PBP(s) ont été construits. Leur étude - au niveau physiologique, biochimique et morphologique - a montré le caractère essentiel ou dispensable de chaque protéine, ainsi que certaines de leurs fonctions potentielles. Deuxièmement, des mutants résistants à la pénicilline ont été générés. Leur caractérisation a montré l'importance des mutations dans les PBPs ainsi que dans d'autres gènes encore inconnus, de même que le rôle crucial des PBPs de classe A dans le développement de la résistance à la pénicilline. Des expériences supplémentaires sur des isolats résistants ont aussi prouvé que la résistance a un coût en terme de fitness, coût que S. gordonii parvient à compenser par des mécanismes d'adaptation. Finalement, les promoteurs des gènes des PBPs ont été déterminés et leur expression a été étudiée grâce au gène de luciférase. Il a ainsi été montré que la résistance à la pénicilline entraîne non seulement des altérations au niveau des protéines, mais aussi au niveau de la régulation des gènes. De plus, la pénicilline génère directement des modifications dans l'expression de PBPs spécifiques. Summary Streptococcus gordonii is a normal inhabitant of the human oral cavity and a pioneer colonizer of teeth. Although usually considered as a commensal, this organism can cause life-threatening infections such as bacteraemia or endocarditis. Since penicillin is one of the preferential treatments for such pathologies, the rapid and general increase of antibiotic resistance in the overall population becomes an issue. Thus, studying the physiologic and genetic bases of such a resistance in S. gordonii is of interest. The primary molecular targets of penicillin G and other β-lactams are the so called penicillin-binding proteins (PBPs). These are membrane-associated proteins that catalyze the last steps in peptidoglycan (PG) biosynthesis, namely transpeptidation and transglycosylation. Depending on their capacity to catalyze either reactions or only transpeptidation, they are considered as class A or class B PBPs, respectively. β-lactam antibiotics inhibit the transpeptidase domain of both of these classes of enzymes, resulting in inhibition of PG assembly, inhibition of bacterial growth, and ultimately leading to cell death. In streptococci, PBPs are also the primary determinants of penicillin-resistance. Moreover, because of their crucial role in PG formation, they are implicated in fundamental aspects of cell morphology. The goal of this work was thus to characterize S. gordonii PBPs and to explore their functions in terms of vegetative life and penicillin-resistance development. First, single and double PBP-inactivated mutants were generated and their effect on the bacterial physiology, cell wall biochemistry and ultrastructural morphology was assessed. This demonstrated the essentiality or dispensability of each protein for bacterial life. Second, penicillin-resistant mutants were generated by cyclic exposure to increasing concentrations of the drug. Characterization of these mutants pointed out the importance of both PBP and non-PBP mutations, as well as the crucial role of the class A PBPs in the development of penicillin-resistance. Further experiments on resistant isolates demonstrated the fitness cost of this resistance, but also the capacity of S. gordonii to adapt and regain the fitness of the wild-type. Finally, the promoters of PBP genes were determined and their expression was monitored using luciferase fusions. This showed that penicillin-resistance, in addition to modifications at the level of the protein, also triggered genetic alterations. Moreover, penicillin itself generated modifications in the expression of specific PBPs.

The effect of subminimal inhibitory concentrations of penicillin on growth rate and haemolysin activity of group G Streptococcus

The influence of the subminimal inhibitory concentrations (1/3 and 1/4 of the MIC) of penicillin on growth rate and on haemolysin production of a strain of group G Streptococcus was studied. It was shown that 1/3 of the MIC almost completely inhibited the bacterial growth, but it was not able to inhibit haemolysin activity in the culture supernate. The generation time of bacteria grown in 1/4 of the MIC was approximately twice longer than that of the control culture. In all cultures, the haemolysin, after being produced (or liberated), reached a peak and decreased to low levels, which could suggest that group G Streptococcus produces some end products of metabolism that are able to inhibit haemolysin activity.