Molecular genetics of Meckel syndrome : Ciliary genes are defective in MKS

Meckel syndrome (MKS, MIM 249000) is a severe developmental disorder that leads to death already in utero or shortly after birth. MKS diagnosis can be established by a careful ultrasound examination already at 11-14 weeks of gestation. The main features of MKS are occipital meningoencephalocele, cystic kidney dysplasia and fibrotic changes of the liver. In addition, polydactyly is frequently reported in the cases. The aim of the study was to characterize the molecular and functional defects in MKS. In this study we were able to identify two major MKS mutations in Finnish population, which cover over 90% of the cases. The first mutation is a 29 bp intronic deletion in the MKS1 gene (c.1483-7_35del) that is found in 70% of the families and the second is a C>T substitution in the coding region of CC2D2A (c.1762C>T), that is found in 20% of the MKS families. Both of these mutations result in abnormal splicing. The discovery of the disease genes has revealed that MKS is caused by primary cilia dysfunction. MKS1 gene has a conserved B9 domain, and it is found in the predicted ciliary proteome. CC2D2A protein is also found in the predicted ciliary proteome and it has a Ca2+ binding domain. The number of genes behind MKS has increased rapidly in the past years and to date, mutations have been identified in five genes (MKS1, TMEM67/MKS3, CEP290/MKS4, RPGRIP1L/MKS5 and CC2D2A/MKS6). Identification of the disease genes mutations has also revealed that MKS is an allelic disorder with other syndromes with overlapping phenotypes. Disorders that are caused by primary cilia dysfunction are collectively known as ciliopathies. Sequence analysis of all the known MKS genes in Finnish and non-Finnish families available to us, where the mutation was still unknown, revealed mutations in 14 out of the 30 families included in the study. When we collected all the reported mutations in MKS genes in different syndromes we could see that there was clearly a genotype-syndrome correlation between the mutations and the syndromes, since the same pair of mutations has never been reported in different syndromes. The basic molecular events behind MKS will not only give us information of this syndrome, but also significant novel information on early fetal development in general.

Long-term outcome and extraintestinal manifestations in congenital chloride diarrhea

The rare autosomal recessive disease congenital chloride diarrhea (CLD) is caused by mutations in the solute carrier family 26 member 3 (SLC26A3) gene on chromosome 7q22.3-31.1. SLC26A3 encodes for an apical epithelial chloride-bicarbonate exchanger, the intestinal loss of which leads to profuse chloride-rich diarrhea, and a tendency to hypochloremic and hypokalemic metabolic alkalosis. Although untreated CLD is usually lethal in early infancy, the development of salt substitution therapy with NaCl and KCl in the late 1960s made the disease treatable. While the salt substitution allows normal childhood growth and development in CLD, data on long-term outcome have remained unclarified. One of the world s highest incidences of CLD 1:30 000 to 1:40 000 occurs in Finland, and CLD is part of the Finnish disease heritage. We utilized a unique sample of Finnish patients to characterize the long-term outcome of CLD. Another purpose of this study was to search for novel manifestations of CLD based on the extraintestinal expression of the SLC26A3 gene. This study on a sample of 36 patients (ages 10-38) shows that the long-term outcome of treated CLD is favorable. In untreated or poorly treated cases, however, chronic contraction and metabolic imbalance may lead to renal injury and even to renal transplantation. Our results demonstrate a low-level expression of SLC26A3 in the human kidney. Although SLC26A3 may play a minor role in homeostasis, post-transplant recurrence of renal changes shows the unlikelihood of direct transporter modulation in the pathogenesis of CLD-related renal injury. Options to resolve the diarrheal symptoms of CLD have been limited. Unfortunately, our pilot trial indicated the inefficacy of oral butyrate as well. This study reveals novel manifestations of CLD. These include an increased risk for hyperuricemia, inguinal hernias, and probably for intestinal inflammation. The most notable finding of this study is CLD-associated male subfertility. This involves a low concentration of poorly motile spermatozoa with abnormal morphology, high seminal plasma chloride with a low pH, and a tendency to form spermatoceles. That SLC26A3 immunoexpression appeared at multiple sites of the male reproductive tract in part together with the main interacting proteins cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) and sodium-hydrogen exchanger 3 (NHE3) suggests novel sites for the cooperation of these proteins. As evidence of the cooperation, defects occurring in any of these transporters are associated with reduced male fertility. Together with a finding of high sweat chloride in CLD, this study provides novel data on extraintestinal actions of the SLC26A3 gene both in the male reproductive tract and in the sweat gland. These results provide the basis for future studies regarding the role of SLC26A3 in different tissues, especially in the male reproductive tract. Fortunately, normal spermatogenesis in CLD is likely to make artificial reproductive technologies to treat infertility and even make unassisted reproduction possible.

Expression of the receptor guanylyl cyclase C and its ligands in reproductive tissues of the rat: A potential role for a novel signaling pathway in the epididymis

Guanylyl cyclase C (GC-C) is a membrane-associated form of guanylyl cyclase and serves as the receptor for the heat-stable enterotoxin (ST) peptide and endogenous ligands guanylin, uroguanylin, and lymphoguanylin. The major site of expression of GC-C is the intestinal epithelial cell, although GC-C is also expressed in extraintestinal tissue such as the kidney, airway epithelium, perinatal liver, stomach, brain, and adrenal glands. Binding of ligands to GC-C leads to accumulation of intracellular cGMP, the activation of protein kinases G and A, and phosphorylation of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR), a chloride channel that regulates salt and water secretion. We examined the expression of GC-C and its ligands in various tissues of the reproductive tract of the rat. Using reverse transcriptase and the polymerase chain reaction, we demonstrated the presence of GC-C, uroguanylin, and guanylin mRNA in both male and female reproductive organs. Western blot analysis using a monoclonal antibody to GC-C revealed the presence of differentially glycosylated forms of GC-C in the caput and cauda epididymis. Exogenous addition of uroguanylin to minced epididymal tissue resulted in cGMP accumulation, suggesting an autocrine or endocrine activation of GC-C in this tissue. Immunohistochemical analyses demonstrated expression of GC-C in the tubular epithelial cells of both the caput epididymis and cauda epididymis. Our results suggest that the GC-C signaling pathway could converge on CFTR in the epididymis and perhaps control fluid and ion balance for optimal sperm maturation and storage in this tissue.

Familial Diarrhea Syndrome Caused by an Activating GUCY2C Mutation

BACKGROUND Familial diarrhea disorders are, in most cases, severe and caused by recessive mutations. We describe the cause of a novel dominant disease in 32 members of a Norwegian family. The affected members have chronic diarrhea that is of early onset, is relatively mild, and is associated with increased susceptibility to inflammatory bowel disease, small-bowel obstruction, and esophagitis. METHODS We used linkage analysis, based on arrays with single-nucleotide polymorphisms, to identify a candidate region on chromosome 12 and then sequenced GUCY2C, encoding guanylate cyclase C (GC-C), an intestinal receptor for bacterial heat-stable enterotoxins. We performed exome sequencing of the entire candidate region from three affected family members, to exclude the possibility that mutations in genes other than GUCY2C could cause or contribute to susceptibility to the disease. We carried out functional studies of mutant GC-C using HEK293T cells. RESULTS We identified a heterozygous missense mutation (c.2519G -> T) in GUCY2C in all affected family members and observed no other rare variants in the exons of genes in the candidate region. Exposure of the mutant receptor to its ligands resulted in markedly increased production of cyclic guanosine monophosphate (cGMP). This may cause hyperactivation of the cystic fibrosis transmembrane regulator (CFTR), leading to increased chloride and water secretion from the enterocytes, and may thus explain the chronic diarrhea in the affected family members. CONCLUSIONS Increased GC-C signaling disturbs normal bowel function and appears to have a proinflammatory effect, either through increased chloride secretion or additional effects of elevated cellular cGMP. Further investigation of the relevance of genetic variants affecting the GC-C-CFTR pathway to conditions such as Crohn's disease is warranted. (Funded by Helse Vest Western Norway Regional Health Authority] and the Department of Science and Technology, Government of India.)

Successful treatment of biofilm infections using shock waves combined with antibiotic therapy

Many bacteria secrete a highly hydrated framework of extracellular polymer matrix on suitable substrates and embed within the matrix to form a biofilm. Bacterial biofilms are observed on many medical devices, endocarditis, periodontitis and lung infections in cystic fibrosis patients. Bacteria in biofilm are protected from antibiotics and >1,000 times of the minimum inhibitory concentration may be required to treat biofilm infections. Here, we demonstrated that shock waves could be used to remove Salmonella, Pseudomonas and Staphylococcus biofilms in urinary catheters. The studies were extended to a Pseudomonas chronic pneumonia lung infection and Staphylococcus skin suture infection model in mice. The biofilm infections in mice, treated with shock waves became susceptible to antibiotics, unlike untreated biofilms. Mice exposed to shock waves responded to ciprofloxacin treatment, while ciprofloxacin alone was ineffective in treating the infection. These results demonstrate for the first time that, shock waves, combined with antibiotic treatment can be used to treat biofilm infection on medical devices as well as in situ infections.

Recomendación del Comité de Bioética del INCUCAI en el caso de las gemelas con fibrosis quística

Resumen: El siguiente texto es la transcripción literal de la recomendación del Comité de Bioética del INCUCAI, [1] elaborada a partir de la demanda del Directorio de la institución en reunión extraordinaria para analizar el requerimiento de excepción para el trasplante pulmonar con donante vivo relacionado en favor de las pacientes hermanas mellizas, M. del V. y M. O., que padecen fibrosis quística, inscriptas en lista de espera para trasplante pulmonar cadavérico. La misma fue expedida en la ciudad de Buenos Aires, el día 1 de septiembre de 2010 y firmada por las coordinadoras del Comité Lic. Roxana Fontana y Mgt. Prof. Beatriz Firmenich y por sus miembros permanentes Dra. Mirta Fernández y Dra. M. E. Barone.

Aspectos bioéticos del trasplante con donantes vivos

Resumen: El 4 de junio de 2010 se solicita al Comité de Bioética del Hospital Privado de Córdoba, Argentina, una consulta para que se analicen los aspectos éticos de un trasplante pulmonar lobar bilateral, con donante vivo relacionado para dos hermanas gemelas de 17 años con diagnóstico de fibrosis quística (Acta 172). Este caso nos permite revisar dos ejes esenciales de la constitución de la Bioética como son las funciones y actuación de los comités de Bioética en las instituciones hospitalarias, y la licitud de los trasplantes de órganos cuando hay donantes vivos. Se justificará la actuación del Comité de Bioética en este caso, analizando los puntos a tener en cuenta y los recaudos y recomendaciones que habrían de considerarse frente a esta situación planteada.

Condições mecânicas do sistema respiratório em adultos com fibrose cística: estudo pela espirometria, pletismografia e técnica de oscilações forçadas

A fibrose cística (FC) é a doença autossômica recessiva mais comum na população branca que leva à redução na expectativa de vida. A doença pulmonar é a maior causa de morbidade e mortalidade. A relevância do presente estudo se dá diante de alguns fatores: aumento drástico da sobrevida média nos últimos 60 anos na FC, a fisiopatologia pulmonar não é bem compreendida, ausência de estudos reportados na literatura, até o momento, utilizando a técnica de oscilações forçadas (TOF) exclusivamente em adultos com FC. Assim sendo os objetivos deste estudo são: analisar as alterações da mecânica respiratória em adultos com FC através da espirometria, pletismografia e TOF; correlacionar os resultados da TOF aos espirométricos e pletismográficos e avaliar a sensibilidade e especificidade da TOF nestes indivíduos. É um estudo de corte transversal descritivo, no qual foram analisados dois grupos de indivíduos: controle (n=23) e FC (n=27). Os resultados foram expressos através média desvio-padrão. As técnicas funcionais respiratórias foram realizadas na seguinte sequência: TOF, espirometria, pletismografia. Na pletismografia foram avaliados os parâmetros: CPT (capacidade pulmonar total), CRF (capacidade residual funcional) e VR (volume residual), CRF/CPT e VR/CPT, resistência (Rva) e condutância específica das vias aéreas (SGva). Na espirometria: volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1), capacidade vital forçada (CVF), fluxo expiratório entre 25% e 75% (FEF25%-75%) da CVF (FEF25%-75%) e razões VEF1/CVF (%) e FEF/CVF (%). Na TOF: propriedades resistivas do sistema respiratório- R0 (resistência no intercepto), Rm (resistência média) e S (inclinação da reta de resistência) e propriedades reativas: Cdin,sr (complacência dinâmica do sistema respiratório), Xm (reatância média), frequência de ressonância (fr); e o módulo da impedância em 4 Hz (׀Zrs4Hz׀). Na espirometria o distúrbio ventilatório obstrutivo (DVO) com CVF reduzida foi predominante, com marcante redução do FEF25%-75% no grupo FC (p<0,0001) em relação ao controle. Na pletismografia: destacou-se a elevação de VR, na presença de CPT normal e elevação da Rva e redução da SGva no grupo FC. Alterações da TOF ocorridas no grupo FC em relação ao controle: aumento de R0 e Rm (p<0,0001) e fr (p<0,0002), relacionados à obstrução das vias aéreas; redução de S (p<0,0006), Xm (p<0,0001) associadas à não-homogeneidade do sistema respiratório e Cdin,sr (p<0,0001), relacionada à redução da complacência pulmonar; aumento do módulo da impedância em 4 Hz (׀Zrs4Hz׀) (representando a carga mecânica total do sistema respiratório) resultante da interação das demais alterações da TOF citadas. Os parâmetros da TOF apresentaram correlações muito boas com a espirometria e moderadas com a pletismografia. Rm foi o único parâmetro que não se relacionou com nenhuma destas técnicas. A sensibilidade e especificidade da TOF em adultos com FC apresentaram valores elevados, sobretudo nos parâmetros reativos, em especial, Xm (85,2% e 73,9% respectivamente e área sob a curva de 0,86).

From lakes to lungs : assessing microbial activity in diverse environments

All major geochemical cycles on the Earth’s surface are mediated by microorganisms. Our understanding of how these microbes have interacted with their environments (and vice versa) throughout Earth's history, and how they will respond to changes in the future, is primarily based on studying their activity in different environments today. The overarching questions that motivate the research presented in the two parts of this thesis -- how do microorganisms shape their environment (and vice versa)? and how can we best study microbial activity in situ? -- have arisen from the ultimate goal of being able to predict microbial activity in response to changes within their environments both past and future.

Part one focuses on work related to microbial processes in iron-rich Lake Matano and, more broadly, microbial interactions with the biogeochemical cycling of iron. Primarily, we find that the chelation of ferrous iron by organic ligands can affect the role of iron in anoxic environmental systems, enabling photomixotrophic growth of anoxygenic microorganisms with ferrous iron, as well as catalyzing the oxidation of ferrous iron by denitrification intermediates. These results imply that the ability to grow photomixotrophically on ferrous iron might be more widespread than previously assumed, and that the co-occurrence of chemical and biological processes involved in the coupled biogeochemical cycling of iron and nitrogen likely dominate organic-rich environmental systems.

Part two switches focus to in situ measurements of growth activity and comprises work related to microbial processes in the Cystic Fibrosis lung, and more broadly, the physiology of slow growth. We introduce stable isotope labeling of microbial membrane fatty acids and whole cells with heavy water as a new technique to measure microbial activity in a wide range of environments, demonstrate its application in continuous culture in the laboratory at the population and single cell level, and apply the tool to measure the in situ activity of the opportunistic pathogen Staphylococcus aureus within the environment of expectorated mucus from cystic fibrosis patients. We find that the average in situ growth rates of S. aureus fall into a range of generation times between ~12 hours and ~4 days, with substantial heterogeneity at the single-cell level. These data illustrate the use of heavy water as a universal environmental tracer for microbial activity, and highlight the crucial importance of studying the physiology of slow growth in representative laboratory systems in order to understand the role of these microorganisms in their native environments.

Hidatidose policística no norte do Brasil: abordagem parasitológica e histopatológica de pacas e casos humanos

A hidatidose policística é uma zoonose causada pelo cestóide Echinococcus vogeli, amplamente distribuído no norte do Brasil. Os hospedeiros definitivos são Speothos venaticus (cachorro-vinagre) e Canis familiaris (cães domésticos), enquanto Agouti paca (paca) é hospedeiro intermediário. Tanto as pacas quanto o homem (hospedeiro acidental) desenvolvem a forma larvar (metacestóide), principalmente na superfície e no interior do fígado. Esta tese tem como objetivo geral estudar as características parasitológicas e histopatológicas de metacestóides de E. vogeli, originários de pacas e humanos da região norte do Brasil, visto o conhecimento insuficiente ou mesmo o seu desconhecimento. Os fígados e mesentérios foram obtidos de oito pacientes com hidatidose policística durante ato cirúrgico na Fundação Hospital Estadual do Acre. Pacas foram capturadas no Município de Bujari, Floresta Estadual do Antimary, Acre. Durante a necropsia das pacas, foram observadas lesões macroscópicas (massas esbranquiçadas ou amareladas, semelhantes a bolhas na superfície dos fígados). Para a análise parasitológica foram aplicadas as microscopias de luz, contraste interferencial de Normaski (DIC) e varredura laser confocal. A análise morfométrica foi realizada com o auxílio do Programa Image Pro Plus Media Cybernetics. Os órgãos de pacas e humanos foram submetidos à análise histopatológica. Os pequenos e grandes ganchos rostelares apresentaram polimorfismo morfológico, enquanto a organização dos protoescólices acompanhou o padrão descrito para Echinococcus sp. Todas as pacas apresentavam cistos hepáticos, porém em apenas duas encontramos líquido hidático, comprovados pela presença dos ganchos e protoescólices. A análise histopatológica dos tecidos hepáticos das pacas confirmou a hidatidose policística e evidenciou, pela presença de agrupamentos de ovos, a coinfecção com Calodium hepaticum. As características morfológicas dos ganchos rostelares dos casos humanos não diferiram do descrito para as pacas, entretanto, os ganchos dos helmintos provenientes do fígado foram maiores que os mesentéricos. Já em relação aos protoescólices, os mesentéricos foram maiores do que os hepáticos. Cistos mesentéricos e hepáticos apresentaram protoescólices em diferentes estágios de desenvolvimento, com coroas de ganchos, formadas por grandes e pequenos ganchos, e dois pares de ventosas, além dos corpúsculos calcários. Os cistos hepáticos apresentaram as três membranas características (adventícia, anista e germinativa), enquanto os cistos mesentéricos não apresentaram a membrana adventícia, sendo a anista aquela que mais se destacou neste órgão. No mesentério, as células mononucleares foram os principais constituintes do infiltrado leucocitário, cuja intensidade foi relacionada à capacidade proliferativa da membrana germinativa. Além de cistos hepáticos típicos de fase crônica, dependendo da resposta inflamatória, foram observados cistos na fase aguda e sub-aguda. Foi encontrado um caso de coinfecção com vírus (HIV, HCB e HCV) e outro com envolvimento da vesícula biliar. Em suma, confirma-se hidatidose policística em pacas no Acre e são apresentados novos casos de infecção humana no Acre e Amazonas. Pela primeira vez, é demonstrado polimorfismo, padrão diferente de desenvolvimento dos cistos de acordo com o órgão, coinfecção e envolvimento da vesícula biliar

Diagnóstico sorológico da infecção pulmonar por Pseudomonas aeruginosa em crianças com Fibrose Cística

A Fibrose Cística (FC) é uma doença letal, de caráter autossômico recessivo, que acomete populações de diferentes etnias. A doença caracteriza-se pelo comprometimento sistêmico das glândulas exócrinas e, na maioria dos pacientes, a doença pulmonar acaba tornando-se a patologia predominante. A infecção por P. aeruginosa é a principal causa de mortalidade dos pacientes com FC. O Sistema de Secreção Tipo III da bactéria é expresso na fase aguda da doença e é responsável por injetar proteínas citotóxicas no interior da célula eucariótica. Há um grande interesse em se investigar a resposta de anticorpos anti P. aeruginosa em pacientes com FC a fim de diagnosticar a colonização e ou infecção pulmonar antes da cultura, permitindo a antibioticoterapia preventiva, a fim de se evitar a infecção pulmonar crônica. Nesta tese, investigamos a resposta de anticorpos (IgG+IgM+IgA) contra as proteínas do SSTT de P. aeruginosa, através do Western-Blot. Participaram do estudo 51 pacientes com FC, de 1.1 a 16.8 anos acompanhados no Departamento de Pneumologia do Instituto Fernandes Figueira - FioCruz, durante um período aproximado de 2 anos. De cada paciente foram coletadas de 1 a 4 amostras de sangue, com intervalo médio de 6 meses entre as coletas. O grupo controle negativo consistiu de 28 indivíduos não fibrocísticos, de 2 a 17 anos, atendidos no Hospital Universitário Pedro Ernesto - HUPE UERJ. As proteínas do SSTT foram extraídas das cepas PAO1 e PAOΔExsA (regulador da expressão do SSTT) de P. aeruginosa. Controles positivos e negativos foram utilizados em todas as reações. Para a identificação das proteínas do SSTT na reação utilizou-se antisoro de camundongos imunizados com a proteína recombinante PcrV. Doze (75%) dos 16 pacientes fibrocísticos considerados não infectados por P. aeruginosa tiveram a primeira sorologia positiva para PopB e 15 (93,75%) para ExoS/ExoT, indicando a colonização ou infecção por P. aeruginosa. Aproximadamente 25% e 35,7% dos soros do grupo controle mostraram reatividade fraca com PopB ou ExoS/ExoT, respectivamente. O tempo decorrido entre a primeira sorologia positiva e o primeiro isolamento de P. aeruginosa nestes pacientes variou de 18 a 30 meses. Concluindo, é possível fazer o diagnóstico sorológico da infecção pulmonar por P. aeruginosa antes do isolamento da bactéria pela cultura.

Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA): tipificação do cassete cromossômico SCCmec e resistência a antimicrobianos em pacientes com fibrose cística assistidos em dois centros no Rio de Janeiro

A infecção pulmonar de etiologia bacteriana é um dos principais problemas que levam a morbi-mortalidade na fibrose cística (FC). Staphylococcus aureus se destaca como um dos micro-organismos mais frequentes e com um agravante para a terapêutica quando se apresentam resistentes à oxacilina (MRSA). Amostras MRSA podem ser classificadas tanto genotipicamente quanto fenotipicamente em MRSA adquiridas na comunidade (CA-MRSA) ou adquiridas no hospital (HA-MRSA). Fenotipicamente, essa classificação é muito controversa, podendo se basear em critérios epidemiológicos ou ainda pelo perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos. Por outro lado, a classificação genotípica consiste na determinação dos cassetes cromossômicos (SCCmec), local de inserção do gene mecA (que confere resistência a meticilina). Atualmente são reconhecidos 11 tipos de SCCmec, sendo os de tipo I ao III e VIII relacionados ao genótipo HA-MRSA e IV ao XI ao genótipo CA-MRSA. Classicamente CA-MRSA é capaz de produzir a toxina Panton-Valentine leukocidin (PVL), codificada pelos genes luk-S e luk-F que está associada à pneumonia necrotizante e infecções de tecidos moles em pacientes com FC com quadros de exacerbação pulmonar. No Brasil, raros são os trabalhos envolvendo caracterização de SCCmec em amostras de pacientes com FC. Diante disso, este estudo teve como objetivo principal a caracterização dos tipos de SCCmec e ainda a determinação do perfil de susceptibilidade a antimicrobianos em uma população de MRSA recuperada de pacientes com FC assistidos em dois centros de tratamento no Rio de Janeiro, Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE) e Instituto Fernandes Figueira (IFF). Foram estudadas 108 amostras de MRSA isoladas do período de 2008 a 2010, sendo 94 oriundas de 28 pacientes adultos atendidos no IFF e 14 de 2 pacientes adultos atendidos no HUPE. Foram encontradas altas taxas de resistência para os antimicrobianos oxacilina, cefoxitina e eritromicina. Todas as amostras foram sensíveis à vancomicina e a linezolida quando determinada as Concentrações Inibitórias Mínimas (CIM). Através da técnica de PCR foi possível a tipificação dos SCCmec em 82,4% das amostras, sendo 64% destas compatíveis ao genótipo CA-MRSA. Não houve diferença estatística nas taxas de susceptibilidade aos antimicrobianos entre as amostras CA-MRSA e HA-MRSA. Foram encontrados os SCCmec dos tipos I, III, IV e V, sendo os tipos I e IV os mais frequentes. O gene que codifica a toxina PVL foi encontrado em 34,2% das amostras e foi observado em amostras CA-MRSA e HA-MRSA. Nosso estudo se destaca por apresentar um alto percentual de amostras CA-MRSA e ainda por ser o primeiro do país a detectar a presença do gene que codifica a toxina PVL em pacientes com FC. Além disso, de forma inédita na literatura, encontramos o gene luk-S, em amostras classificadas como HA-MRSA em pacientes com FC. Os poucos estudos nacionais, bem como as diferenças encontradas entre trabalhos, refletem a necessidade de conhecimento mais aprimorado do MRSA envolvido nas infecções pulmonares dos pacientes com FC.

Epidemiologia molecular de Staphylococcus aureus resistentes à meticilina (MRSA) isolados de pacientes com Fibrose Cística

Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) é um importante patógeno pulmonar em pacientes com fibrose cística (FC). Caracteriza-se pela resistência a todos os β-lactâmicos, devido a presença do elemento genético móvel SCCmec o qual abriga o gene mecA. Além disso, é reconhecido por vários fatores de virulência o qual destacamos a toxina Panton-Valentine Leukocidin (PVL), uma citolisina formadora de poros na célula hospedeira, e por apresentar diversos clones epidêmicos envolvidos em surtos hospitalares. O objetivo desse estudo foi caracterizar a epidemiologia de MRSA, isolados de pacientes com FC referente a dois centros de referência no Rio de Janeiro a partir da aplicação de técnicas fenotípicas e genotípicas. Um total de 57 amostras de MRSA foi submetido ao teste de difusão em ágar para 11 antimicrobianos a fim de avaliar perfil de resistência, com aplicação da técnica da PCR foi tipificado o SCCmec e investigado a presença do gene LukS-PV responsável pela codificação da toxina PVL com intuito de estabelecer uma melhor caracterização epidemiológica dos clones identificados pela técnica do MLST (Multilocus Sequence Typing). Os antimicrobianos não β-lactâmicos apresentaram um percentual de resistência abaixo de 50%, em que destacamos a eritromicina com o maior percentual 45,6% e quanto ao perfil de resistência 24,6% foram multirresistentes. Com exceção do SCCmec II, os outros tipos foram encontrados (I, III, IV e V) com os respectivos percentuais de 22,8% (n=13), 7,1% (n=4), 61,4% (n=35) e 3,5% (n=2) e apenas 5,3% (n=3) das amostras não foram caracterizadas, não há dados da prevalência do SCCmec IV. Vinte (35,1%) amostras apresentaram produtos de amplificação compatível com a presença do gene lukS, aproximadamente metade dessas amostras (55%) estava correlacionada ao SCCmec IV. Com a análise do MLST, obtivemos os STs 1 (n=1, 1,7%), 5 (n=28, 49,1%), 30 (n=11, 19,3%), 72 (n=1, 1,7%), 398 (n=1, 1,7%), 1635 (n=7, 12,3%), 1661 (n=2, 3,5%), 239 (n=5, 8,8%), e ainda identificamos um novo ST (2732) presente em 1 amostra. A partir de uma análise associativa entre o MLST e o SCCmec foi possível observar a presença de linhagens características de clones epidêmicos, como o UK-EMRSA-3 (ST5, SCCmec I), USA 800/pediátrico (ST5, SCCmec IV), Oceania Southwest Pacific Clone - OSPC (ST30, SCCmec IV) e Brazilian Epidemic Clone - BEC (ST239, SCCmec III). Em conclusão este estudo é o primeiro a caracterizar linhagens epidêmicas de MRSA nos centros de atendimento a pacientes com FC no Rio de Janeiro, sendo necessário um monitoramento constante a fim de evitar a disseminação desses clones.

Complexo Burkholderia cepacia em pacientes com fibrose cística: caracterização das espécies, avaliação do perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos e da diversidade genética

O Complexo Burkholderia cepacia (CBc) é um grupo de 17 espécies intimamente relacionadas que estão associadas à deterioração pulmonar e aumento da mortalidade em pacientes com Fibrose Cística (FC). Essas espécies variam entre si em relação à prevalência, quadros clínicos e virulência. Pouco é conhecido em relação ao perfil de resistência aos antimicrobianos. Uma vez estabelecida a infecção, a abordagem terapêutica e as medidas de controle atualmente adotadas são baseadas no CBc, sem considerar cada espécie em particular. O objetivo deste estudo foi determinar a prevalência das espécies do CBc em pacientes atendidos em dois centros de referência no Rio de Janeiro, bem como estabelecer perfis de resistência a antimicrobianos e avaliar a diversidade molecular entre as espécies. Cem amostras do CBc isoladas de 38 pacientes com FC no período de janeiro de 2010 a fevereiro de 2012 foram identificadas por métodos fenotípicos e pelo sequenciamento do gene recA. As CIMs para amicacina, aztreonam, ceftazidima, trimetoprim/sulfametoxazol e tobramicina foram determinadas por microdiluição e a genotipagem das espécies foi realizada por PFGE com a enzima SpeI. B. vietnamiensis (44%) foi a espécie mais prevalente, seguida de B. cenocepacia IIIA (36%), B. multivorans (10%), B. cenocepacia IIIB (1%) e B. stabilis (1%). Cinco por cento das amostras não foram identificadas. B. vietnamiensis foi identificada em mais da metade dos pacientes (58,3%). Foram observadas diferenças no perfil de susceptibilidade entre as espécies do CBc. B. cenocepacia IIIA foi a espécie que apresentou as maiores taxas de resistência aos antimicrobianos, sobretudo para trimetoprim/ sulfametoxazol (80,5%), principal antimicrobiano utilizado no tratamento de infecções causadas pelo CBc. Amostras com perfis MDR ocorreram em todas as espécies, destacando-se o perfil A, resistente simultaneamente aos cinco antimicrobianos, observado em 58,8% das amostras de B.cenocepacia IIIA. A análise do polimorfismo genético mostrou que, apesar de B. vietnamiensis ter sido a espécie mais prevalente, a ocorrência de nove grupos clonais sugere que a aquisição dessas cepas tenha se dado a partir de uma fonte ambiental comum. Para B. cenocepacia IIIA, 52,9% das amostras foram atribuídas a um mesmo grupo clonal (BcA), compartilhado entre nove pacientes atendidos em um mesmo centro de referência. Oitenta por cento dessas amostras apresentaram ainda resistência a todos os antimicrobianos testados. Os dados mostram que, mesmo com o emprego de técnicas moleculares, é difícil a identificação do CBc em nível de espécie; que B. cenocepacia IIIA é caracterizada por índices de resistência superiores às outras espécies e que a transmissão cruzada entre os indivíduos aponta para a necessidade do estabelecimento de medidas de vigilância do CBc nos centros de referência.

Achromobacter xylosoxidans na fibrose cística: infecção crônica e disseminação clonal

A mortalidade na Fibrose Cística (FC) é decorrente de infecções pulmonares causadas comumente por: Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e espécies do Complexo Burkholderia cepacia (CBc). Mais recentemente, tem sido observada a emergência de BGN-NF raros, como Achromobacter xylosoxidans, porém, sua prevalência, potencial de transmissão e significado clínico são desconhecidos. O objetivo deste trabalho foi verificar a ocorrência de colonização crônica por A. xylosoxidans e avaliar a possibilidade de transmissão cruzada entre os pacientes acompanhados em dois centros de referência na cidade do Rio de Janeiro. Foram incluídos 39 pacientes com FC, com pelo menos uma cultura positiva para o gênero Achromobacter spp., em um total de 897 analisadas, do período de janeiro de 2003 a dezembro de 2008. A frequência de isolamento de Achromobacter spp. nas culturas analisadas foi de 14,5% (130 em 897 culturas). A maioria (n=122; 93,8%) foi identificada como A. xylosoxidans por testes fenotípicos e pelo sequenciamento do gene rrs que codifica o 16S rRNA. A análise do polimorfismo genético dos isolados de A. xylosoxidans pela técnica de PFGE, mostrou 22 grupos clonais. Destes, sete foram compartilhados entre pacientes distintos sugerindo transmissão cruzada. Apenas o clone G foi amplamente disseminado entre 56,4% dos pacientes estudados, sugerindo a possibilidade de um surto. Os 15 clones restantes constituíram-se em clones exclusivos por pacientes. Os cinco pacientes colonizados cronicamente por A. xylosoxidans mostraram a prevalência de clones únicos. Até o momento, este é o primeiro caso da ocorrência de surto por A. xylosoxidans em pacientes com Fibrose Cística. A. xylosoxidans é um microrganismo que vem se destacando em frequência e como um possível patógeno pulmonar nesses pacientes. Entretanto, até o momento os dados são insuficientes para avaliar a sua contribuição para a evolução da doença pulmonar. Estudos que busquem elucidar as características de A. xylosoxidans que o permitem colonizar persistentemente o pulmão dos pacientes com FC, bem como seu potencial de virulência, são necessários.