Mechanism of action of cyclic antimicrobial peptides

This PhD thesis is the result of the combination of experimental and computational techniques with the aim of understanding the mechanism of action of de novo cyclic decapeptides with high antimicrobial activity. By experimental techniques the influence of the replacement of the phenylalanine for tryptophan residue in their antimicrobial activity was tested and the stability in human serum was also analyzed, in order to evaluate their potential therapeutic application as antitumor agents. On the other hand, the interaction amongst the peptide BPC194 c(KKLKKFKKLQ), the best candidate from the whole library of cyclic peptides, and a model anionic membrane was simulated. The results showed a structure-function relationship derived from the stable conformation of the peptides involved in the membrane permeabilization. As a result, a rational design was performed being BPC490 the peptide with best antimicrobial activity compared with the best active peptide from the original library.

Antibioresistência em piómetra canina

Este estudo teve como objectivos, determinar quais são as entidades microbiológicas envolvidas no Complexo Hiperplasia Quística Endometrial - Piómetra, e eventualmente responsáveis por este tipo de patologia em Portugal, estabelecendo uma comparação com estudos prévios publicados que reflectem a realidade de outros países; determinar e documentar a ocorrência de fenómenos de resistência bacteriana para antibióticos utilizados por rotina, para terapia de situações clínicas de piómetra, no norte de Portugal; e ainda com base nos aspectos anteriores, concluir acerca do uso empírico e racional de antibióticos em situações de piómetra, identificando assim os agentes que não são eficazes no combate à infecção. As entidades envolvidas nesta patologia, são na sua maioria Escherichia coli, sendo isolada de 58% da população em estudo. No entanto, foram isoladas outras bactérias em menor número de amostras, que não tinham sido previamente identificadas como infectantes neste tipo de patologia. Pode destacar-se Peptostreptococcus anaerobius, Enterobacter aerogenes e Bacteroides fragilis. Embora com base numa amostra populacional estatisticamente não significativa, demonstrou-se no presente estudo, a ocorrência de resistência a antibióticos por parte dos microorganismos envolvidos nos quadros clínico de piómetra. Duas culturas revelaram-se multiresistentes, o que representa uma séria condicionante para sucesso terapêutico, e que pode apresentar repercussões a nível de Saúde Pública. Dos antibióticos que estavam descritos como eficazes, e que no presente estudo se demonstraram ineficazes no combate à infecção, destacam-se; a amoxicilina, a associação de amoxicilina e ácido clavulânico, a ampicilina, a cefalexina, a cefalotina, a cefazolina, a cefoxitina, a penicilina G e as sulfonamidas potenciadas.

Mecanismos de Resistência aos Antibióticos

Este trabalho aborda como principal tema os mecanismos de resistência aos antibióticos. Em primeiro lugar, refere-se às bases genéticas desta resistência, em que os genes que conferem esta resistência estão contidos em plasmídeos R, A transmissão horizontal de genes por conjugação. A resistência pode ser intrínseca, se a bactéria possuir características estruturais ou enzimáticas que levam à resistência a um determinado antibiótico, ou, na maioria das vezes, adquirida. A resistência adquirida refere-se a quatro grandes grupos, a alteração da permeabilidade ou do local de acção do antibiótico, bombas de efluxo e o mecanismo enzimático da degradação ou inactivação do antibiótico. Diversas organizações, tanto nacionais, como o Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, como internacionais como a OMS, têm tido um desempenho essencial no combate à resistência bacteriana, nomeadamente na descrição de estratégias. No entanto é necessário a contribuição dos governantes, dos profissionais de saúde bem como da sociedade em geral.

Doença periodontal no cão caraterização da doença periodontal no hospital veterinário montenegro : estudo 50 casos : periodo : 1 de setembro a 1 de março de 2012

As doenças periodontais perfazem 75% das alterações odontológicas em humanos e diversos estudos epidemiológicos mostram que esta afeção acomete cerca de 85% de cães acima dos três anos de idade. A doença periodontal trata-se de uma doença de origem infeciosa causada por bactérias, pela alteração da capacidade de resposta imunológica do hospedeiro à infeção e tem uma relação documentada com fatores predisponentes, tais como a idade, raça, formato da cabeça, obesidade e dieta. Tem como principal agente causador de doença a placa bacteriana associada à falta de higienização ou profilaxia dentária regular. Assumindo que a cavidade oral pode atuar como foco de infeção, a doença periodontal traduz-se pela inflamação da gengiva (gengivite), e a destruição de tecidos que suportam e protegem o dente (periodontite). Além da elevada carga bacteriana local, as bactérias presentes em lesões da cavidade oral podem entrar na circulação sanguínea e atingir outros órgãos, pelo fenómeno de anacorese, causando infeções sistémicas graves. Têm sido efetuadas várias pesquisas sobre a etiologia e patogenia da doença periodontal, mas são escassos os trabalhos concentrados na orientação, sensibilização e percepção dos proprietários na profilaxia e controlo da doença. O desconhecimento da importância deste tema é um factor que tem vindo a dificultar a adopção de medidas profiláticas, tornando-se assim necessário incluir o proprietário na teia relacional epidemiológica da doença periodontal. Esta é uma condição necessária para a aquisição de novas posturas clínicas no que diz respeito ao controlo da doença e consequente diminuição de intervenções médicas ou cirúrgicas com finalidades terapêuticas.

Mecanismos de resistência a antibióticos

Os antibióticos são usados com o intuíto de prevenir ou tratar uma infeção bacteriana. No entanto, o seu uso abusivo favorece a seleção de estirpes resistentes, contribuindo para o aumento das populações resistentes. Os mecanismos de resistência bacterianos são geralmente adquiridos, por transferência de genes entre estirpes bacterianas promovida por plasmídeos, fagos ou elementos transponíveis. Também podem ocorrer por mutação do ADN, no entanto este mecanismo genético é pouco representativo. A aquisição de novos mecanismos de resistência diminui ou inibe a acção do antibiótico. Por outro lado a bactéria também apresenta uma resistência intrínseca a algumas bacterias ou seja uma resistência natural, onde os genes de resistência existem no genoma da estirpe selvagem e são transmitidos às gerações seguintes no código genético. São exemplos destas resistências a alteração da permeabilidade na membrana da bactéria, as bombas de efluxo, a produção enzimática e a alteração do local de acção na bactéria. A resistência das bactérias aos antibioticos é um problema mundial sério, que coloca em risco a saúde pública. Organizações internacionais como a OMS têm criado nos últimos anos guidelines com o objectivo de diminuir as resistências das bactérias aos antibióticos. É fundamental uma participação activa de todos os profissionais de saúde no sentido de melhorar a prescrição e dispensa de antibióticos.

Patogénese de infecções causadas por bactérias da flora endógena

A flora microbiana humana cujos elementos major são bactérias, tem sido caracterizada como uma componente essencial do corpo humano. A sua importância baseia-se no seu envolvimento benéfico numa variedade de funções metabólicas, imunitárias e antimicrobianas. Os resultados destas funções incluem a homeostasia do organismo humano. Contudo, a flora microbiana humana tem sido associada com o desenvolvimento de numerosas infecções denominadas por infecções endógenas tais como as infecções orais. Estas infecções são comuns nos hospedeiros comprometidos, o que contribui para o aumento do seu significado clínico. Nesta dissertação foi feita uma abordagem à patogénese bacteriana assim como aos passos do processos infecciosos e aos factores de virulência. Foi também feita a associação destes à susceptibilidade do hospedeiro com o propósito de compreender os seus contributos para o desenvolvimento das infecções endógenas. Por outro lado, foram exploradas algumas consequências sistémicas infecciosas (endocardite infecciosa) e não infecciosas (aterosclerose) de infecções orais causadas pela flora bacteriana oral.

Fagoterapia como alternativa ao uso dos antibióticos convencionais

Nas últimas décadas, a investigação de antibióticos com novos mecanismos de acção, tem vindo a ser motivada pela contínua emergência de estirpes bacterianas multirresistentes. No entanto, nos últimos anos esse desenvolvimento tem vindo a abrandar, o que representa um grave problema de saúde pública. Antes da era dos antibióticos a fagoterapia representava a terapêutica de primeira linha no tratamento de infecções bacterianas. Como a ausência de recursos impossibilitava a compreensão dos mecanismos de acção moleculares do fago, a fagoterapia era apenas sustentada pelo conhecimento empírico. A ausência de conhecimento associada ao início da era dos antibióticos foram condições suficientes para que a terapêutica fágica fosse posta de parte, à excepção de alguns países da Europa do Leste. De acordo com a literatura disponibilizada por estes países, vários têm sido os casos de sucesso no tratamento de infecções bacterianas, incluindo infecções causadas por estirpes multirresistentes aos antibióticos convencionais. No entanto, contrariamente aos ensaios clínicos, a maioria destes estudos omite informação crítica que impossibilita a interpretação dos respectivos resultados. Actualmente, as novas ferramentas oferecidas pelos avanços biotecnológicos possibilitam não só a compreensão do mecanismo de infecção bacteriana como também permitem compreender melhor a interacção entre os bacteriófagos e o organismo humano. Como tal, no futuro, a fagoterapia pode ser considerada uma alternativa efectiva para solucionar os casos críticos de multirresistência bacteriana aos antibióticos convencionais.

Avaliação da relação entre contagens de células somáticas e os agentes mais prevalentes de mastite em explorações leiteiras da região de entre Douro e Vouga

Quando um microrganismo patogénico invade a glândula mamária, através do canal do teto, pode ocorrer infecção intramamária, desencadeando uma resposta inflamatória – a mastite. Esta possui diversas etiologias, sendo normalmente de origem bacteriana. Na resposta inflamatória, actuam as células somáticas presentes no leite. O presente estudo teve como principal objectivo avaliar a relação entre as contagens de células somáticas e os agentes causadores de mastite em amostras de leite. Foram utilizados dados referentes aos resultados de análises de leite para diagnóstico de mastite realizadas em amostras de explorações de Entre Douro e Vouga. Os resultados consistem em identificação dos agentes e respectivo antibiograma, CCS, sendo ainda registado o objectivo da análise (Secagem ou Tratamento). Determinaram-se as prevalências dos agentes, avaliando de seguida a relação entre as seguintes variáveis: agentes e CCS; CCS e objectivo da análise; e entre agentes e objectivo da análise. Concluiu-se que os Staphylococcus coagulase-negativa são os mais prevalentes, 14,5%, seguindo, Streptococcus uberis, 7,6%; Escherichia coli, 6,3%; Lactococcus garviae, 5,8% e Staphylococcus aureus, 4,1%. Concluiu-se ainda, a existência de diferenças estatisticamente significativas nas análises realizadas, confirmando a relação entre as demais variáveis.

Estudo da susceptibilidade aos antimicrobianos de estirpes de brucella suis

A brucelose é uma zoonose de distribuição mundial e representa um importante problema de saúde pública em muitos países em desenvolvimento. Preocupante é, também, a emergência da resistência bacteriana aos antimicrobianos, a nível mundial. Do nosso conhecimento, em Portugal, não existem estudos publicados sobre a susceptibilidade in vitro de Brucella spp a antimicrobianos. O presente estudo teve como objectivo a avaliação da susceptibilidade aos antimicrobianos de Brucella suis e sua comparação com estirpes de Brucella melitensis e Brucella abortus. Para tal, foi determinada em 89 estirpes bacterianas (75 de B. suis, 11 de B. melitensis e 3 de B. abortus) a Concentração Mínima Inibitória para a tetraciclina, doxiciclina, estreptomicina, gentamicina, trimetoprim, sulfametoxazol, rifampicina e polimixina-B. A maioria das estirpes em estudo mostrou ser suscetível à tetraciclina, doxiciclina, gentamicina, estreptomicina e rifampicina. Detectaram-se diferenças significativas na susceptibilidade entre as várias espécies e biovares à polimixina-B. Uma estirpe de campo de B. suis biovar 2 revelou um comportamento atípico em relação à estreptomicina, gentamicina e rifampicina. Sugere-se, como trabalho futuro, o estudo mais aprofundado desta estirpe, a nível molecular, para detecção de genes responsáveis pelo seu comportamento face aos antimicrobianos em questão. Os resultados obtidos poderão servir como base de dados e de comparação por parte de outros autores, em estudos futuros.

The impact of genome defense on mobile elements in Microbotryum

Repeat induced point mutation (RIP), a mechanism causing hypermutation of repetitive DNA sequences in fungi, has been described as a ‘genome defense’ which functions to inactivate mobile elements and inhibit their deleterious effects on genome stability. Here we address the interactions between RIP and transposable elements in the Microbotryum violaceum species complex. Ten strains of M. violaceum, most of which belong to different species of the fungus, were all found to contain intragenomic populations of copia-like retrotransposons. Intragenomic DNA sequence variation among the copia-like elements was analyzed for evidence of RIP. Among species with RIP, there was no significant correlation between the frequency of RIP-induced mutations and inferred transposition rate based on diversity. Two strains of M. violaceum, from two different plant species but belonging to the same fungal lineage, contained copia-like elements with very low diversity, as would result from a high transposition rate, and these were also unique in showing no evidence of the hypermutation patterns indicative of the RIP genome defense. In this species, evidence of RIP was also absent from a Class II helitron-like transposable element. However, unexpectedly the absolute repetitive element load was lower than in other strains.

A two-locus forensic match probability for subdivided populations

A two-locus match probability is presented that incorporates the effects of within-subpopulation inbreeding (consanguinity) in addition to population subdivision. The usual practice of calculating multi-locus match probabilities as the product of single-locus probabilities assumes independence between loci. There are a number of population genetics phenomena that can violate this assumption: in addition to consanguinity, which increases homozygosity at all loci simultaneously, gametic disequilibrium will introduce dependence into DNA profiles. However, in forensics the latter problem is usually addressed in part by the careful choice of unlinked loci. Hence, as is conventional, we assume gametic equilibrium here, and focus instead on between-locus dependence due to consanguinity. The resulting match probability formulae are an extension of existing methods in the literature, and are shown to be more conservative than these methods in the case of double homozygote matches. For two-locus profiles involving one or more heterozygous genotypes, results are similar to, or smaller than, the existing approaches.

Messenger RNA expression of Pabpnl1 and Mbd3l2 genes in oocytes and cleavage embryos

Objective: To identify genes specifically expressed in mammalian oocytes using an in silico subtraction, and to characterize the mRNA patterns of selected genes in oocytes, embryos, and adult tissues. Design: Comparison between oocyte groups and between early embryo stages. Setting: Laboratories of embryo manipulation and molecular biology from Departamento de Genetica (FMRP) and Departamento de Ciencias Basicas (FZEA) - University of Sao Paulo. Sample(s): Oocytes were collected from slaughtered cows for measurements, in vitro fertilization, and in vitro embryo culture. Somatic tissue, excluding gonad and uterus tissue, was collected from male and female cattle. Main Outcome Measure(s): Messenger RNA levels of poly(A)-binding protein nuclear-like 1 (Pabpnl1) and methyl-CpG-binding domain protein 3-like 2 (Mbd3l2). Result(s): Pabpnl1 mRNA was found to be expressed in oocytes, and Mbd3l2 transcripts were present in embryos. Quantification of Pabpnl1 transcripts showed no difference in levels between good-and bad-quality oocytes before in vitro maturation (IVM) or between good-quality oocytes before and after IVM. However, Pabpnl1 transcripts were not detected in bad-quality oocytes after IVM. Transcripts of the Mbd3l2 gene were found in 4-cell, 8-cell, and morula-stage embryos, with the highest level observed in 8-cell embryos. Conclusion(s): Pabpnl1 gene expression is restricted to oocytes and Mbd3l2 to embryos. Different Pabpnl1 mRNA levels in oocytes of varying viability suggest an important role in fertility involving the oocyte potential for embryo development. (Fertil Steril (R) 2010; 93: 2507-12. (C) 2010 by American Society for Reproductive Medicine.)

Cytotype-specific ISSR profiles and karyotypes in the Neotropical genus Eigenmannia (Teleostei: Gymnotiformes)

The genus Eigenmannia (Teleostei: Gymnotiformes), a widely distributed fish genus from the Neotropical region, presents very complex morphological patterns and many taxonomic problems. It is suggested that this genus harbors a species complex that is hard to differentiate using only morphological characteristics. As a result, many species of Eigenmannia may be currently gathered under a common name. With the objective of providing new tools for species characterization in this group, an analysis of the polymorphism of DNA inter-simple sequence repeats (ISSR), obtained by single primer amplification reaction (SPAR), combined with karyotype identification, was carried out in specimens sampled from populations of the Upper Parana, So Francisco and Amazon river basins (Brazil). Specific ISSR patterns generated by primers (AAGC)(4) and (GGAC)(4) were found to characterize the ten cytotypes analyzed, even though the cytotypes 2n = 38 and 2n = 38 XX:XY, from the Upper Parana basin, share some ISSR amplification patterns. The geographical distribution of all Eigenmannia specimens sampled was inferred, showing the cytotype 2n = 31/2n = 32 as the most frequent and largely distributed in the Upper Parana basin. The cytotype 2n = 34 was reported for the first time in the genus Eigenmania, restricted to the So Francisco basin. Polymorphic ISSR patterns were also detected for each cytotype. Considering our results and the data reported previously in the literature, it is suggested that many of the forms of Eigenmannia herein analyzed might be regarded as different species. This work reinforces the importance of employing diverse approaches, such as molecular and cytogenetic characterization, to address taxonomic and evolutionary issues.

Astyanax bockmanni Vari and Castro, 2007: an ambiguous karyotype in the Astyanax genus

Despite the widespread distribution of Astyanax bockmanni in streams from Upper Parana River system in central, southeastern, and southern Brazil, just recently, it has been identified as a distinct Astyanax species. Cytogenetic studies were performed in two populations of this species, revealing conservative features. A. bockmanni shows 2n = 50 chromosomes, a karyotypic formula composed of 10 M + 12SM + 12ST + 16A and multiple Ag-NORs. Eight positive signals in subtelocentric/acrocentric chromosomes were identified by fluorescent in situ hybridization (FISH) with 18S rDNA probes. After FISH with 5S rDNA probes, four sites were detected, comprising the interstitial region of a metacentric pair and the terminal region on long arms of another metracentric pair. Little amounts of constitutive heterochromatin were observed, mainly distributed at distal region in two chromosomal pairs. Additionally, heterochromatin was also located close to the centromeres in some chromosomes. No positive signals were detected in the chromosomes of A. bockmanni by FISH with the As-51 satellite DNA probe. The studied species combines a set of characteristics previously identified in two different Astyanax groups. The chromosomal evolution in the genus Astyanax is discussed.

Cytochrome-b variation in Apis mellifera samples and its association with COI-COII patterns

Five Mbo I (Mbo-A, Mbo-M, Mbo-C(1), Mbo-C(2) and Mbo-C(3)) and Hinf I (Hinf-1 to Hinf-5) patterns were observed in Apis mellifera samples after restriction of a 485 bp fragment of the mitochondrial cytochrome-b (cyt-b) gene. Associating the cyt-b Restriction fragment length polymorphism (RFLP) pattern of each sample to its respective previously established COI-COII (Dra I sites) pattern, five restriction patterns (Mbo-C(1), Mbo-C(2), Mbo-C(3), Hinf-1 and Hinf-4) were observed in samples of maternal origin associated to the evolutionary branch C. No deletions or insertions were observed and the nucleotide substitution rate was estimated at 5.4%. Higher nucleotide diversity was observed among the branch C-haplotypes when compared with A and M lineages. Further studies are needed to confirm if the cyt-b + COI-COII haplotypes help to assign certain phylogeographic patterns to the branch C and to clarify phylogenetic relationships among A. mellifera subspecies.