Resposta dos tecidos periodontais aos cimentos de silicato tricálcico associado ao óxido de zircônio ou óxido de nióbio usados no selamento de perfurações de furca em molares de ratos

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

Functional diversity of bacterial genes associated with aromatic hydrocarbon degradation in anthropogenic dark earth of Amazonia

The objective of this work was to evaluate the catabolic gene diversity for the bacterial degradation of aromatic hydrocarbons in anthropogenic dark earth of Amazonia (ADE) and their biochar (BC). Functional diversity analyses in ADE soils can provide information on how adaptive microorganisms may influence the fertility of soils and what is their involvement in biogeochemical cycles. For this, clone libraries containing the gene encoding for the alpha subunit of aromatic ring-hydroxylating dioxygenases (alpha-A RH D bacterial gene) were constructed, totaling 800 clones. These libraries were prepared from samples of an ADE soil under two different land uses, located at the Caldeirao Experimental Station secondary forest (SF) and agriculture (AG)-, and the biochar (SF_BC and AG_BC, respectively). Heterogeneity estimates indicated greater diversity in BC libraries; and Venn diagrams showed more unique operational protein clusters (OPC) in the SF_BC library than the ADE soil, which indicates that specific metabolic processes may occur in biochar. Phylogenetic analysis showed unidentified dioxygenases in ADE soils. Libraries containing functional gene encoding for the alpha subunit of the aromatic ring-hydroxylating dioxygenases (ARHD) gene from biochar show higher diversity indices than those of ADE under secondary forest and agriculture.

Classificação Internacional das Práticas de Enfermagem em Saúde Coletiva - CIPESC®: instrumento pedagógico de investigação epidemiológica

A CIPESC® é um instrumento de trabalho do enfermeiro em Saúde Coletiva, que visa apoiar a sistematização de sua prática assistencial, gerencial e de investigação. É também, instrumental pedagógico potente para a formação e qualificação de enfermeiros comprometidos com o SUS. No ensino das doenças transmissíveis, o uso da CIPESC® auxilia a análise sobre as intervenções, ao estimular o raciocínio clínico e epidemiológico do processo saúde-doença e das necessidades de saúde dos indivíduos, famílias e grupos sociais. Com o propósito de desenvolver recursos didáticos para graduação de enfermagem e estimular a reflexão sobre o processo de trabalho de enfermagem, este artigo apresenta o relato de uma experiência de aplicação da CIPESC®, tomando como exemplo a meningite meningocócica.

Infecções de corrente sanguínea por bactérias multirresistentes em UTI de tratamento de queimados: experiência de 4 anos

INTRODUÇÃO: O conhecimento do perfil de resistência aos antibióticos das bactérias de um nosocômio é essencial para orientar tratamento adequado dos pacientes. Isso é especialmente importante para os pacientes mais graves, já que o tratamento deve ser instituído antes do resultado das culturas. O objetivo deste estudo foi analisar o perfil das bactérias multirresistentes encontradas nas hemoculturas de pacientes admitidos na Unidade de Tratamento Intensivo (UTI) da Unidade de Queimados do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. MÉTODO: Foram analisados 178 pacientes internados na UTI para tratamento de queimados, no período de 2009 a 2011, sendo 131 do sexo masculino, com média de idade de 29,2 anos. RESULTADOS: Entre os pacientes analisados, 80 (44,9%) apresentaram hemocultura periférica positiva, sendo 66 (82,5%) casos com bactérias multirresistentes. Em 48 pacientes, foram isoladas Staphylococcus sp., que se apresentaram resistentes à oxacilina em 33 deles. Em 11 pacientes, foram isoladas Acinetobacter baumanii, que se apresentaram resistentes a imipenem em 8 casos. Em 19 pacientes, foram isoladas Pseudomonas sp., resistentes a imipenem em 16 casos. Em 10 pacientes foram isoladas Enterobacter sp., resistentes a amicacina e ciprofloxacina em 2 casos. A presença de bactérias multirresistentes não foi associada a maior ocorrência de óbitos, porém foi verificado maior tempo de internação (52,6 dias vs. 36,3 dias para os grupos com e sem bactérias multirresistentes, respectivamente; P = 0,0306). Não foi encontrada interação significante entre superfície corpórea queimada e presença de bactérias MR. CONCLUSÕES: A presença de bactérias multirresistentes é um problema grave, tanto pela prevalência como pela morbidade e mortalidade associadas.

Importância dos vírus respiratórios na febre sem sinais localizatórios em crianças menores de 36 meses

INTRODUÇÃO Cerca de 20% das crianças menores de 36 meses trazidas ao setor de emergência por febre apresentam febre sem sinais localizatórios (FSSL). Nos últimos anos, vários estudos estabeleceram critérios para a identificação dos pacientes com risco de infecção bacteriana grave (IBG), além de demonstrarem a aplicabilidade da pesquisa de vírus respiratórios (PVR) na avaliação destes pacientes. Entretanto, não existem estudos abordando a identificação de vírus respiratórios em crianças menores de 36 meses com FSSL no nosso meio. OBJETIVOS Descrever a frequência dos vírus respiratórios na febre sem sinais localizatórios (FSSL) em crianças menores de 36 meses de idade CASUÍSTICA E MÉTODOS Estudo prospectivo e observacional de crianças menores de 36 meses no setor de emergência pediátrico, durante o período de abril de 2011 a abril de 2013, com diagnóstico de FSSL. Foram excluídas crianças portadoras de doenças de base que implicavam em alteração da imunidade e uso de antibiótico até 14 dias antes da consulta. Os pacientes foram avaliados laboratorialmente de acordo com o protocolo institucional para avaliação de FSSL. Além de hemograma completo, análise do sedimento urinário e culturas de sangue e urina, foi coletada amostra de secreção de nasofaringe para pesquisa de vírus respiratórios por imunoflourescência indireta. Resultados Foram estudados 232 crianças menores de 36 meses com diagnóstico de FSSL, sendo 53% do sexo masculino, com idade mediana de 10,7 meses (5,4 - 16,1). Em 57 (24,6%) destes pacientes, foi identificado vírus respiratórios, sendo o adenovírus (33 casos - 57,9%) o agente mais identificado, seguido do parainfluenza 3 (17,5%) e do influenza A (12,3%). CONCLUSÃO Em torno de 25% dos casos de FSSL do nosso meio foram identificados vírus respiratórios, mostrando que a PVR é uma ferramenta útil na avaliação do paciente com FSSL, possibilitando a redução do número de retornos hospitalares e uso de antibioticoterapia empírica.

Biosynthesis of vitamins and cofactors in bacterium-harbouring trypanosomatids depends on the symbiotic association as revealed by genomic analyses

Some non-pathogenic trypanosomatids maintain a mutualistic relationship with a betaproteobacterium of the Alcaligenaceae family. Intensive nutritional exchanges have been reported between the two partners, indicating that these protozoa are excellent biological models to study metabolic co-evolution. We previously sequenced and herein investigate the entire genomes of five trypanosomatids which harbor a symbiotic bacterium (SHTs for Symbiont-Haboring Trypanosomatids) and the respective bacteria (TPEs for Trypanosomatid Proteobacterial Endosymbiont), as well as two trypanosomatids without symbionts (RTs for Regular Trypanosomatids), for the presence of genes of the classical pathways for vitamin biosynthesis. Our data show that genes for the biosynthetic pathways of thiamine, biotin, and nicotinic acid are absent from all trypanosomatid genomes. This is in agreement with the absolute growth requirement for these vitamins in all protozoa of the family. Also absent from the genomes of RTs are the genes for the synthesis of pantothenic acid, folic acid, riboflavin, and vitamin B6. This is also in agreement with the available data showing that RTs are auxotrophic for these essential vitamins. On the other hand, SHTs are autotrophic for such vitamins. Indeed, all the genes of the corresponding biosynthetic pathways were identified, most of them in the symbiont genomes, while a few genes, mostly of eukaryotic origin, were found in the host genomes. The only exceptions to the latter are: the gene coding for the enzyme ketopantoate reductase (EC:1.1.1.169) which is related instead to the Firmicutes bacteria; and two other genes, one involved in the salvage pathway of pantothenic acid and the other in the synthesis of ubiquinone, that are related to Gammaproteobacteria. Their presence in trypanosomatids may result from lateral gene transfer. Taken together, our results reinforce the idea that the low nutritional requirement of SHTs is associated with the presence of the symbiotic bacterium, which contains most genes for vitamin production.

Enzimas reguladoras del metabolismo diazotrófico y del potencial osmótico en cianobacterias

Doctorado en Ciencias del Mar. Programa de Biotecnología

Is the GDH/RNH4+ ratio in the mesozooplankton constant through different oceanic systems?

[EN]Nitrogen (N) is essential for life, but its availability is frequently limited in ocean ecosystems. Among all the compounds which influence the N pool, ammonium (NH4+) represents the major source of N for autotrophs. This NH4+ is provided by bacterial remineralization and heterotrophic grazers, with the mesozooplankton responsible for 12% to 33% of the total NH4+ recycled. Quantifying the excretion physiology of zooplankton is then, necessary to understand the basis of an aquatic ecosystem?s productivity. The measurement of glutamate dehydrogenase (GDH) activity has been widely used to assess the NH4+ excretion rates in planktonic communities. However, its relationship with the physiology varies with temperature and the nutritional status of the organisms, among other variables. Here we compare the GDH/RNH4+ ratio between oceanic regions with different trophic conditions. Strengthening our knowledge of the relationship between GDH activities and the NH4+ excretion rates will lead to more meaningful interpretations of the mesoscale variations in planktonic NH4+ excretion.

Comparación de diferentes parámetros de evaluación en sujetos con asma moderada estable sin exacerbación microbiana, tratados con Salmeterol-Fluticasona vs Ciclesonida y Salbutamol a demanda

El asma es una entidad clínica caracterizada por la combinación de tres factores: obstrucción de la vía aérea con reversibilidad espontánea y/o farmacológica, hiperrreactividad bronquial e inflamación local. Existen numerosas alternativas farmacológicas para el tratamiento de esta enfermedad. En el presente trabajo se compararon parámetros de evaluación del estado asmático moderado, los episodios de exacerbación de etiología bacteriana y la colonización bucal por hongos en dos grupos de pacientes; 15 tratados con ciclesonida en dosis alta y salbutamol a demanda y 13 con salmeterol fluticasona en dosis fija durante 300 días de tratamiento. Hasta el momento se observó que ambas alternativas terapéuticas son válidas para el control de la enfermedad, ya que a pesar de la presencia en esputo, de bacterias potencialmente capaces de producir exacerbaciones, estas no ocurrieron durante el tiempo del estudio. La colonización por hongos de la cavidad oral se presentó en ambos grupos. Los parámetros de función pulmonar fueron comparables.

Programas preventivos basados en fluoruros en preescolares de riesgo social con altos índices de caries

En Mendoza se realizó un estudio clínico de intervención, prospectivo de dos años, dirigido a preescolares en riesgo social con alto índice de caries con el objetivo de evaluar la eficacia y efectividad de un programa preventivo basado en fluoruros. El programa preventivo se basó en acciones de educación para la salud, enseñanza de técnicas de higiene bucal y aplicación tópica de flúor fosfato acidulado realizadas dos veces durante el ciclo escolar. La muestra intencionada sumó 96 niños de sala de 4 años (2009) que fueron evaluados en su cursado posterior en sala de 5 años (2010) y en 1er año de EGB durante 2011. Niños asistentes a sala de 5 años y primer año EGB al momento del examen basal (2009) conformaron el grupo control. Se les aplicó el mismo programa por razones éticas. A 12 y 24 meses de aplicado el programa se evaluó: porcentaje de libres de caries, ceod+CPOD, cpos+CPOS y sus valores discriminados, medias de categorías ICDAS II, índice de Placa Bacteriana de Löe y Silness e índice de necesidad de tratamiento de caries de Bordoni. Se determinó la distribución de frecuencias e intervalos de confianza para cada variable; medidas de tendencia central y dispersión y se realizaron comparaciones entre grupos mediante la prueba T de Student y chi cuadrado con un nivel de p=0.05. Resultados: Comparando sala 5 años 2010 / sala de 5 años 2009: disminuyeron significativamente las medias de ceod +CPOD, ICDAS 6, Índice Placa Löe e índice de necesidad de tratamiento. Comparando 1er año 2011 / 1er año 2009: disminuyeron significativamente las medias de cs+CS, ceos+CPOS e ICDAS 4. El resto de los valores no mostró diferencias significativas. Conclusión: Un programa preventivo basado en fluoruros es efectivo y tiene efectos positivos sobre la prevalencia de caries en preescolares de Mendoza.

Detección de Ralstonia solanacearum en Solanum tuberosum L. en el Estado de Sonora, México

Ralstonia solanacearum (Rs) produce la enfermedad cuarentenaria denominada marchitez bacteriana en papa. México es un país importador de semilla de Estados Unidos de América y Canadá, aspecto significante para provocar una eventual introducción de esta enfermedad en áreas con amplias extensiones de papa. Sonora es una región importante en relación con la producción de este cultivo. Por lo anteriormente expuesto, se realizó la presente investigación, teniendo como objetivos: a) la producción de antisuero para la bacteria Rs; b) diagnosticar Rs en tubérculos de importación que se utilizan para siembra, y en tubérculos de procedencia mexicana para consumo humano, que son utilizados como semilla; c) la detección de la bacteria durante el desarrollo vegetativo de lotes de papa en Sonora, México. Se analizó tubérculo semilla de importación, de consumo humano, plantas de papa, hojas y tubérculos de producción; los métodos de detección utilizados fueron medios de cultivos específicos, ELISA, antisuero producido y pruebas de patogenicidad. Los resultados mostraron positiva la presencia de Rs en tubérculos de consumo; en tubérculos de importación y en etapas vegetativas fue negativa. Cada prueba de detección por separado no debe ser utilizada como método único; la presencia de Rs representa un riesgo de eventual manifestación de la enfermedad, por lo que es necesario que las áreas productoras realicen actividades de control preventivo fitosanitario.

Effect of short-term fasting prior to slaughter on welfare and meat quality or rainbow trout (Oncorhynchus mykiss)

El manejo pre-sacrificio es de vital importancia en acuicultura, ya que afecta tanto a las reacciones fisiológicas como a los procesos bioquímicos post mortem, y por tanto al bienestar y a la calidad del producto. El ayuno pre-sacrificio se lleva a cabo de forma habitual en acuicultura, ya que permite el vaciado del aparato digestivo de restos de alimento y heces, reduciendo de esta manera la carga bacteriana en el intestino y la dispersión de enzimas digestivos y potenciales patógenos a la carne. Sin embargo, la duración óptima de este ayuno sin que el pez sufra un estrés innecesario no está clara. Además, se sabe muy poco sobre la mejor hora del día para realizar el sacrificio, lo que a su vez está regido por los ritmos diarios de los parámetros fisiológicos de estrés. Finalmente, se sabe que la temperatura del agua juega un papel muy importante en la fisiología del estrés pero no se ha determinado su efecto en combinación con el ayuno. Además, las actuales recomendaciones en relación a la duración óptima del ayuno previo al sacrificio en peces no suelen considerar la temperatura del agua y se basan únicamente en días y no en grados día (ºC d). Se determinó el efecto del ayuno previo al sacrificio (1, 2 y 3 días, equivalente a 11,1-68,0 grados día) y la hora de sacrificio (08h00, 14h00 y 20h00) en trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) de tamaño comercial en cuatro pruebas usando diferentes temperaturas de agua (Prueba 1: 11,8 ºC; Prueba 2: 19,2 ºC; Prueba 3: 11,1 ºC; y Prueba 4: 22,7 ºC). Se midieron indicadores biométricos, hematológicos, metabólicos y de calidad de la carne. En cada prueba, los valores de los animales ayunados (n=90) se compararon con 90 animales control mantenidos bajo condiciones similares pero nos ayunados. Los resultados sugieren que el ayuno tuvo un efecto significativo sobre los indicadores biométricos. El coeficiente de condición en los animales ayunados fue menor que en los controles después de 2 días de ayuno. El vaciado del aparato digestivo se produjo durante las primeras 24 h de ayuno, encontrándose pequeñas cantidades de alimento después de 48 h. Por otra parte, este vaciado fue más rápido cuando las temperaturas fueron más altas. El peso del hígado de los animales ayunados fue menor y las diferencias entre truchas ayunadas y controles fueron más evidentes a medida que el vaciado del aparato digestivo fue más rápido. El efecto del ayuno hasta 3 días en los indicadores hematológicos no fue significativo. Los niveles de cortisol en plasma resultaron ser altos tanto en truchas ayunadas como en las alimentadas en todas las pruebas realizadas. La concentración media de glucosa varió entre pruebas pero mostró una tendencia a disminuir en animales ayunados a medida que el ayuno progresaba. En cualquier caso, parece que la temperatura del agua jugó un papel muy importante, ya que se encontraron concentraciones más altas durante los días 2 y 3 de ayuno en animales mantenidos a temperaturas más bajas previamente al sacrificio. Los altos niveles de lactato obtenidos en sangre parecen sugerir episodios de intensa actividad muscular pero no se pudo encontrar relación con el ayuno. De la misma manera, el nivel de hematocrito no mostró efecto alguno del ayuno y los leucocitos tendieron a ser más altos cuando los animales estaban menos estresados y cuando su condición corporal fue mayor. Finalmente, la disminución del peso del hígado (índice hepatosomático) en la Prueba 3 no se vio acompañada de una reducción del glucógeno hepático, lo que sugiere que las truchas emplearon una estrategia diferente para mantener constantes los niveles de glucosa durante el periodo de ayuno en esa prueba. En relación a la hora de sacrificio, se obtuvieron niveles más bajos de cortisol a las 20h00, lo que indica que las truchas estaban menos estresadas y que el manejo pre-sacrificio podría resultar menos estresante por la noche. Los niveles de hematocrito fueron también más bajos a las 20h00 pero solo con temperaturas más bajas, sugiriendo que las altas temperaturas incrementan el metabolismo. Ni el ayuno ni la hora de sacrificio tuvieron un efecto significativo sobre la evolución de la calidad de la carne durante los 3 días de almacenamiento. Por el contrario, el tiempo de almacenamiento sí que parece tener un efecto claro sobre los parámetros de calidad del producto final. Los niveles más bajos de pH se alcanzaron a las 24-48 h post mortem, con una lata variabilidad entre duraciones del ayuno (1, 2 y 3 días) en animales sacrificados a las 20h00, aunque no se pudo distinguir ningún patrón común. Por otra parte, la mayor rigidez asociada al rigor mortis se produjo a las 24 h del sacrificio. La capacidad de retención de agua se mostró muy estable durante el período de almacenamiento y parece ser independiente de los cambios en el pH. El parámetro L* de color se incrementó a medida que avanzaba el período de almacenamiento de la carne, mientras que los valores a* y b* no variaron en gran medida. En conclusión, basándose en los resultados hematológicos, el sacrificio a última hora del día parece tener un efecto menos negativo en el bienestar. De manera general, nuestros resultados sugieren que la trucha arco iris puede soportar un período de ayuno previo al sacrificio de hasta 3 días o 68 ºC d sin que su bienestar se vea seriamente comprometido. Es probable que con temperaturas más bajas las truchas pudieran ser ayunadas durante más tiempo sin ningún efecto negativo sobre su bienestar. En cualquier caso, se necesitan más estudios para determinar la relación entre la temperatura del agua y la duración óptima del ayuno en términos de pérdida de peso vivo y la disminución de los niveles de glucosa en sangre y otros indicadores metabólicos. SUMMARY Pre-slaughter handling in fish is important because it affects both physiological reactions and post mortem biochemical processes, and thus welfare and product quality. Pre-slaughter fasting is regularly carried out in aquaculture, as it empties the viscera of food and faeces, thus reducing the intestinal bacteria load and the spread of gut enzymes and potential pathogens to the flesh. However, it is unclear how long rainbow trout can be fasted before suffering unnecessary stress. In addition, very little is known about the best time of the day to slaughter fish, which may in turn be dictated by diurnal rhythms in physiological stress parameters. Water temperature is also known to play a very important role in stress physiology in fish but the combined effect with fasting is unclear. Current recommendations regarding the optimal duration of pre-slaughter fasting do not normally consider water temperature and are only based on days, not degree days (ºC d). The effects of short-term fasting prior to slaughter (1, 2 and 3 days, between 11.1 and 68.0 ºC days) and hour of slaughter (08h00, 14h00 and 20h00) were determined in commercial-sized rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) over four trials at different water temperatures (TRIAL 1, 11.8 ºC; TRIAL 2, 19.2 ºC; TRIAL 3, 11.1 ºC; and TRIAL 4, 22.7 ºC). We measured biometric, haematological, metabolic and product quality indicators. In each trial, the values of fasted fish (n=90) were compared with 90 control fish kept under similar conditions but not fasted. Results show that fasting affected biometric indicators. The coefficient of condition in fasted trout was lower than controls 2 days after food deprivation. Gut emptying occurred within the first 24 h after the cessation of feeding, with small traces of digesta after 48 h. Gut emptying was faster at higher water temperatures. Liver weight decreased in food deprived fish and differences between fasted and fed trout were more evident when gut clearance was faster. The overall effect of fasting for up to three days on haematological indicators was small. Plasma cortisol levels were high in both fasted and fed fish in all trials. Plasma glucose response to fasting varied among trials, but it tended to be lower in fasted fish as the days of fasting increased. In any case, it seems that water temperature played a more important role, with higher concentrations at lower temperatures on days 2 and 3 after the cessation of feeding. Plasma lactate levels indicate moments of high muscular activity and were also high, but no variation related to fasting could be found. Haematocrit did not show any significant effect of fasting, but leucocytes tended to be higher when trout were less stressed and when their body condition was higher. Finally, the loss of liver weight was not accompanied by a decrease in liver glycogen (only measured in TRIAL 3), suggesting that a different strategy to maintain plasma glucose levels was used. Regarding the hour of slaughter, lower cortisol levels were found at 20h00, suggesting that trout were less stressed later in the day and that pre-slaughter handling may be less stressful at night. Haematocrit levels were also lower at 20h00 but only at lower temperatures, indicating that higher temperatures increase metabolism. Neither fasting nor the hour of slaughter had a significant effect on the evolution of meat quality during 3 days of storage. In contrast, storage time seemed to have a more important effect on meat quality parameters. The lowest pH was reached 24-48 h post mortem, with a higher variability among fasting durations at 20h00, although no clear pattern could be discerned. Maximum stiffening from rigor mortis occurred after 24 h. The water holding capacity was very stable throughout storage and seemed to be independent of pH changes. Meat lightness (L*) slightly increased during storage and a* and b*-values were relatively stable. In conclusion, based on the haematological results, slaughtering at night may have less of a negative effect on welfare than at other times of the day. Overall, our results suggest that rainbow trout can cope well with fasting up to three days or 68 ºC d prior to slaughter and that their welfare is therefore not seriously compromised. At low water temperatures, trout could probably be fasted for longer periods without negative effects on welfare but more research is needed to determine the relationship between water temperature and days of fasting in terms of loss of live weight and the decrease in plasma glucose and other metabolic indicators.

Identificación y análisis funcional de genes implicados en la homeostasis de níquel en la bacteria endosimbiótica de leguminosas Rhizobium leguminosarum

La asociación Rhizobium-leguminosa constituye una interacción planta-microorganismo particularmente beneficiosa a nivel medioambiental debido a su capacidad promotora del crecimiento vegetal en condiciones de deficiencia de nitrógeno. Se ha demostrado que una excesiva concentración de metales pesados en el suelo afecta negativamente la competitividad bacteriana y al desarrollo de interacciones diazotróficas eficientes (Chaudri et al., 2000; Pereira et al., 2006). Por otro lado, el suministro de metales como Fe, Mo, Ni o Cu es fundamental para la biosíntesis de enzimas bacterianas relacionadas con el proceso de fijación de nitrógeno que ocurre en el interior de los nódulos de las leguminosas (Moreau et al., 1995). Con objeto de identificar sistemas génicos implicados en la homeostasis de níquel en bacterias endosimbióticas, se ha llevado a cabo una mutagénesis mediante inserción aleatoria de un minitransposón derivado de Tn5 en Rhizobium leguminosarum bv. viciae UPM1137, una cepa capaz de resistir elevadas concentraciones de níquel y cobalto. Como resultado de esta mutagénesis se han obtenido 14 mutantes incapaces de crecer en medios suplementados con NiCl2. La localización de la inserción en estos mutantes muestra que una elevada proporción de los genes afectados codifican proteínas de membrana o proteínas secretadas. En paralelo, se ha obtenido la secuencia del genoma de la cepa UPM1137, lo que permite realizar estudios in silico comparando los genomas disponibles de varias cepas de R. leguminosarum bv. viciae, que presentan una menor sensibilidad a metales. El análisis bioinformático de los genomas secuenciados y la caracterización fenotípica de los mutantes obtenidos permitirá identificar potenciales sistemas de resistencia y su contribución a la homeostasis de metales.

Programación y simulación de la comunicación intercelular mediante conjugación en el simulador multicelular GRO

Los conjuntos bacterianos son sistemas dinámicos difíciles de modelar debido a que las bacterias colaboran e intercambian información entre sí. Estos microorganismos procariotas pueden tomar decisiones por mayoría e intercambiar información genética importante que, por ejemplo, las haga resistentes a un antibiótico. El proceso de conjugación consiste en el intercambio de un plásmido de una bacteria con otra, permitiendo así que se transfieran propiedades. Estudios recientes han demostrado que estos plásmidos pueden ser reprogramados artificialmente para que la bacteria que lo contenga realice una función específica [1]. Entre la multitud de aplicaciones que supone esta idea, el proyecto europeo PLASWIRES está intentando demostrar que es posible usar organismos vivos como computadores distribuidos en paralelo y plásmidos como conexión entre ellos mediante conjugación. Por tanto, mediante una correcta programación de un plásmido, se puede conseguir, por ejemplo, hacer que una colonia de bacterias haga la función de un antibiótico o detecte otros plásmidos peligrosos en bacterias virulentas. El proceso experimental para demostrar esta idea puede llegar a ser algo lento y tedioso, por lo que es necesario el uso de simuladores que predigan su comportamiento. Debido a que el proyecto PLASWIRES se basa en la conjugación bacteriana, surge la necesidad de un simulador que reproduzca esta operación. El presente trabajo surge debido a la deficiencia del simulador GRO para reproducir la conjugación. En este documento se detallan las modificaciones necesarias para que GRO pueda representar este proceso, así como analizar los datos obtenidos e intentar ajustar el modelo a los datos obtenidos por el Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria (IBBTEC). ---ABSTRACT---Bacterial colonies are dynamical systems difficult to model because bacteria collaborate and exchange information with each other. These prokaryotic organisms can make decisions by majority and exchange important genetic information, for example, make them resistant to an antibiotic. The conjugation process is the exchange of a plasmid from one bacterium to another, allowing both to have the same properties. Recent studies have shown that these plasmids can be artificially reprogrammed to make the bacteria that contain it to perform a specific function [1]. Among the multitude of applications involved in this idea, the European project PLASWIRES is attempting to prove that it is possible to use living organisms as parallel and distributed computers with plasmids acting as connectors between them through conjugation. Thus, by properly programming a plasmid, you can get a colony of bacteria that work as an antibiotic or detect hazardous plasmids in virulent bacteria. The experimental process to prove this idea can be slow and tedious, so the use of simulators to predict their behavior is required. Since PLASWIRES project is based on bacterial conjugation, a simulator that can reproduce this operation is required. This work arises due to the absence of the conjugation process in the simulator GRO. This document details the changes made to GRO to represent this process, analyze the data and try to adjust the model to the data obtained by the Institute of Biomedicine and Biotechnology of Cantabria ( IBBTEC ). This project has two main objectives, the first is to add the functionality of intercellular communication by conjugation to the simulator GRO, and the second is to use the experimental data obtained by the IBBTEC. To do this, the following points should be followed: • Study of conjugation biology as a mechanism of intercellular communication. • Design and implementation of the algorithm that simulates conjugation. • Experimental validation and model adjust to the experimental data on rates of conjugation and bacterial growth.

Preparados enológicos comerciales a base de levaduras secas inactivas : caracterización, modo de acción e influencia en la composición y características sensoriales de los vino

El empleo de preparados comerciales de levaduras secas inactivas (LSI) se ha generalizado en la industria enológica con el fin de mejorar los procesos tecnológicos, así como las características sensoriales y la eliminación de compuestos indeseables en los vinos. Estos preparados se obtienen por crecimiento de la levadura vínica Saccharomyces cerevisiae en un medio rico en azúcares, y posterior inactivación y secado para obtener un producto en forma de polvo. Su composición puede incluir una fracción soluble procedente del citoplasma de la levadura (péptidos, aminoácidos, proteínas) y una fracción insoluble compuesta principalmente por las paredes celulares. Dependiendo de su composición, los preparados de LSI están indicados para distintas aplicaciones (activadores de la fermentación alcohólica y maloláctica, mejorar el color y el aroma de los vinos, etc). Sin embargo, a pesar de que el empleo de preparados de LSI está cada vez más extendido en la industria enológica, existen pocos estudios científicos encaminados a conocer sus efectos en el vino así como a discernir su modo de acción. Por ello, se ha planteado esta Tesis Doctoral con el principal objetivo de caracterizar la composición química de algunos de los preparados comerciales de LSI que actualmente más se están empleando en la elaboración de los vinos, así como determinar su modo de acción y su efecto tanto en la composición como en las características organolépticas de los vinos. Para la caracterización de preparados de LSI, en primer lugar se ha estudiado la cesión de compuestos nitrogenados y polisacáridos a medios vínicos, así como las diferencias entre preparados procedentes de diferentes casas comerciales e indicados para diferentes aplicaciones durante la vinificación. Los resultados de este estudio mostraron diferencias en la cesión de estos compuestos dependiendo del tipo de vino al que van dirigidos y de la casa comercial de la procedencia. Así, los preparados indicados para la elaboración de vinos tintos liberan una mayor concentración de polisacáridos, que están asociados a una modulación de la astringencia y de la protección del color de los vinos tintos, comparado con los indicados para vinos blancos. Sin embargo en estos últimos se determinó una mayor cesión de aminoácidos libres. Posteriormente, se estudió el efecto de componentes específicos presentes en preparados de LSI en el crecimiento de distintas especies de bacterias lácticas del vino. Se obtuvieron extractos de diferente composición empleando la extracción con fluidos presurizados, y se ensayó su actividad en el crecimiento de cepas bacterianas pertenecientes a las especies Lactobacillus hilgardii, Pediococcus pentosaceus y Oenococcus oeni. Los resultados de este trabajo mostraron que los distintos componentes presentes en los preparados de LSI pueden ejercer un efecto estimulante o inhibidor en el crecimiento de las bacterias lácticas, que depende del tipo de compuesto, de su concentración y de la especie bacteriana a ensayar. Entre los compuestos responsables del efecto estimulante se encuentran tanto aminoácidos esenciales como monosacáridos libres, mientras que los ácidos grasos de cadena corta y larga así como compuestos heterocíclicos volátiles originados por la reacción de Maillard parecen estar directamente implicados en el efecto inhibidor observado. En la tercera parte de este trabajo, se ha evaluado el papel de los preparados comerciales de LSI en el aroma y en las características organolépticas de los vinos. Para ello, empleando vinos sintéticos, se estudiaron por un lado, el efecto que los componentes cedidos por los preparados de LSI podrían tener en la volatilidad de compuestos del aroma ya presentes en el vino, y por otro lado, en la posible cesión al vino de compuestos odorantes presentes en los preparados y originados durante su fabricación. Los resultados de estos estudios pusieron de manifiesto que los preparados de LSI pueden modificar la volatilidad de compuestos del aroma del vino, dependiendo principalmente de las características físico-químicas del compuesto del aroma, del tiempo de permanencia del preparado en el vino y del tipo de preparado de LSI. Por otro lado, gracias al empleo de diferentes técnicas de extracción combinadas, la extracción con fluidos presurizados (PLE) y microextracción en fase sólida en el espacio de cabeza (HS-SPME) y posterior análisis por GO-MS, se caracterizó el perfil volátil de un preparado de LSI representativo del resto de los estudiados y se comprobó que estaba formado tanto por componentes procedentes de la levadura, como ácidos grasos de cadena corta y larga, así como por compuestos volátiles originados durante las etapas de fabricación de los preparados y resultantes de la reacción de Maillard. Se determinó a su vez, que algunos de estos compuestos volátiles, pueden ser cedidos tanto a medios vínicos, como a vinos reales. Concretamente, se comprobó que los preparados indicados para vinificación en blanco liberan una menor concentración de compuestos volátiles, y especialmente, de productos de la reacción de Maillard, que los indicados para vinificación en tinto. Estos compuestos, y principalmente los pertenecientes al grupo de las pirazinas, podrían modificar el perfil sensorial de los vinos, ya que son compuestos con, en general, bajos umbrales de percepción. Para intentar eliminar estos compuestos de los preparados, es decir, para su desodorización, en esta parte del trabajo, también se desarrolló una metodología basada en la extracción con CO2 supercrítico, que permitió la eliminación selectiva de este tipo de compuestos sin provocar modificaciones en su composición no volátil. Debido a la cantidad de preparados de LSI ricos en glutatión (GSH) disponibles en el mercado para mejorar las características sensoriales de los vinos, se estudió la cesión de este compuesto a medios vínicos. Para ello, se puso a punto una metodología que permitiera la cuantificación del GSH en sus diferentes formas (reducido y total), en vinos sintéticos y reales. El método se aplicó para cuantificar la cantidad de GSH aportada por los LSI a los vinos. Los resultados mostraron que los preparados de LSI indicados para vinificación en blanco y rosado liberaron, inmediatamente tras su adición a medios vínicos sintéticos, ♯y-glutamil-cisteína y GSH principalmente en su forma reducida a mayores concentraciones que los preparados indicados para otras aplicaciones. Por otro lado, se aislaron las fracciones de peso molecular <3000 Da de preparados de LSI y se emplearon para suplementar vinos sintéticos aromatizados con terpenos y sometidos a condiciones de envejecimiento acelerado. Los resultados revelaron una reducción en la oxidación por parte de las fracciones aisladas tanto de preparados de LSI ricos en glutatión como de preparados empleados como nutrientes de fermentación. Esta reducción era incluso mayor que cuando se empleaba el glutatión comercial, lo que indicaba la presencia de otros compuestos con propiedades antioxidantes. Finalmente, para conocer el efecto de los preparados de LSI a escala de bodega, se elaboraron a escala industrial dos tipos de vinos, con y sin la adición de un preparado de LSI rico en GSH, a escala industrial. En estos vinos, se determino el contenido en glutatión, y la evolución del color y de la composición fenólica y volátil durante la vinificación y a lo largo del envejecimiento en botella. Los resultados de este trabajo mostraron la capacidad del preparado de LSI de ceder glutatión en su forma reducida, aunque esté es rápidamente oxidado durante la fermentación alcohólica. Sin embargo, se comprobó que los vinos elaborados con el preparado presentaron mayor estabilidad de color y aroma a lo largo del envejecimiento en botella. De hecho, a los 9 meses de envejecimiento, se encontraron diferencias sensoriales entre los vinos con y sin el preparado. Sin embargo, estas diferencias sensoriales no fueron suficientes para que en el estudio de preferencia que se llevó a cabo con los mismos vinos, los consumidores mostraran preferencia hacia los vinos elaborados con el preparado de LSI.