Patologia da infecção experimental de roedores domésticos com diferentes cepas de Yersinia pestis

Os autores estudaram 253 ratos domésticos (Rattus norvegicus e Rattus r. frugivorus), infectados experimentalmente (via subcutânea) com duas cepas de Yersinia pestis (cepas "PEXU-19" e "RANGEL"), isoladas de roedores silvestres capturados no nordeste brasileiro (Exú - Pernambuco) e na Venezuela, respectivamente, as quais foram mantidas em meio de cultura e subinoculadas periodicamente. A sobrevida dos animais infectados variou de dois a sete dias, sendo os sobreviventes sacrificados no 20º dia após a data da inoculação. Para cada uma das duas espécies de rato, foram empregadas cargas infectantes de intensidades diferentes (750 - 4.250; 7.500 - 41.250 e 75.000 - 750.000 bacilos), correspondentes a cada uma das duas cepas de Y. pestis utilizadas. A patologia foi estudada em relação ao fígado, baço, pulmão e linfonodo inguinal, órgãos onde as lesões se mostraram mais exuberantes. As lesões hepáticas foram essencialmente representadas por congestão, necrose coagulativa multifocal e infiltração inflamatória aguda portal e sinusoidal, com formação de microabscessos. No baço ocorreu atrofia acentuada dos folículos linfóides de Malpighi, congestão, hemorragia e esplemite aguda abscedada. No pulmão, foi achado freqüente a pneumonite aguda, ás vezes acompanhada de abscessos. De um modo geral, a cepa PEXU-19 revelou maior poder patogênico que a cepa RANGEL, embora, em relação à espécie de roedor infectado não tenha sido possível surpreender diferenças quanto á sua susceptibilidade frente ás duas cepas Y. pestis utilizadas no presente trabalho.

Histopatologia da infecção por Yersinia pestis em roedores de focos de peste do Nordeste brasileiro

O presente trabalho mostra a histopatologia da infecção pela Yersinia pestis, entre as diferentes espécies de roedores silvestres e comensais (cricetídeos, equimídeos, murídeos e cavídeos) que ocorrem na zona endêmica de peste do Nordeste do Brasil. Estes roedores foram encontrados naturalmente infectados nos campos ou inoculados experimentalmente no laboratório (vias percutânea, subcutânea ou picada de pulgas) com cepas locais e/ou estrangeiras de Yersiniapestis. Quase todos os animais, exceto alguns dos cavídeos, desenvolveram a forma bubosepticêmica da peste. Entre as lesões encontradas, a necrose coagulativa multifocal do fígado, a pneumonite intersticial aguda difusa e a atrofia linfoide do baço, podem, por sua constância, ser consideradas como os principais indicadores histológicos da infecção pestosa, embora estas lesões não sejam exclusivas da peste. A diversidade e a intensidade das lesões entre os Zygodontomys lasiurus pixuna, podem explicar a mortalidade elevada desta espécie e a disseminação da peste nos focos naturais do Nordeste brasileiro. Cricetídeos e murídeos mostraram alterações histopatológicas qualitativamente semelhantes. A resistência dos cavídeos à infecção pestosa foi evidenciada pela sobrevida desses roedores à fase aguda da infecção e pelo desenvolvimento de uma reação histiocitária interna, delimitando as áreas abscedadas. è possível que estas lesões crônicas abriguem bacilos virulentos, que permitirão a reinfecção periódica das pulgas e conseqüente reativação do processo epizoótico.

Strain specific variation of outer membrane proteins of wild Yersinia pestis strains subjected to different growth temperatures

Three Yersinia pestis strains isolated from humans and one laboratory strain (EV76) were grown in rich media at 28§C and 37§C and their outer membrane protein composition compared by sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-Page). Several proteins with molecular weights ranging from 34 kDa to 7 kDa were observed to change in relative abundance in samples grown at different temperatures. At least seven Y. pestis outer membrane proteins showed a temperature-dependent and strain-specific behaviour. Some differences between the outer membrane proteins of full-pathogenic wild isolates and the EV76 strain could aldso be detected and the relevance of this finding on the use of laboratory strains as a reference to the study of Y. pestis biological properties is discuted.

Survey of the irp2 gene among Yersinia pestis strains isolated during several plague outbreaks in northeast Brazil

The irp2 gene codes for a 190 kDa protein (HMWP2) synthesidez when highly pathogenic Yersinia are grown under conditions of iron starvation. In this work, the presence of irp2 in strains of Y. pestis isolated from different hosts during several plague outbreaks in the foci of Northeast Brazil wasstudied. For this purpose, 53 strains were spotted onto nylon filters and their DNA was hybridized with the A13 probe which is a 1 kb fragment of the irp2 coding sequence. All strains except two hybridized with the probe. However, when the initial stock culture of these two strains were analyzed, they both proved to bepositive with the A13 probe, indicating that the locus was lost after subculturein vitro but was always present in vivo. To examine the degree of conservation of the chromosomal fragment carrying irp2 among Brazilian strains, the hybridization profiles of 15 strains from different outbreaks, different hosts and different foci were compared. The hybridization profiles of these strains were all identical when their DNA was digested with either EcoRI, EcorRV or AvaII, indicatingthat the restriction sites surrounding the irp2 locus are very well conserved among Northeast Brazilian strains of Y. pestis. Altogether, these results suggest that the irp2 chromosomal region should be of prime importance for the bacteria during their multiplication in the host.

Differences in the stability of the plasmids of Yersinia pestis cultures in vitro: impact on virulence

Plasmid and chromosomal genes encode determinants of virulence for Yersinia pestis, the causative agent of plague. However, in vitro, Y. pestis genome is very plastic and several changes have been described. To evaluate the alterations in the plasmid content of the cultures in vitro and the impact of the alterations to their pathogenicity, three Y. pestis isolates were submitted to serial subculture, analysis of the plasmid content, and testing for the presence of characteristic genes in each plasmid of colonies selected after subculture. Different results were obtained with each strain. The plasmid content of one of them was shown to be stable; no apparent alteration was produced through 32 subcultures. In the other two strains, several alterations were observed. LD50 in mice of the parental strains and the derived cultures with different plasmid content were compared. No changes in the virulence plasmid content could be specifically correlated with changes in the LD50.

Teste de pele em caprinos vacinados e infectados com Corynebacterium pseudotuberculosis

Dez caprinos foram vacinados com toxóide a 3%, outros dez com uma bacterina e mais dois grupos-controle de cinco animais cada, submetidos à inoculação de infusão de cérebro e coração e solução salina, respectivamente. Todos os animais foram examinados e avaliados com um teste de pele. Tanto o toxóide quanto a bacterina foram produzidos a partir de amostra de Corynebacterium pseudotuberculosis. Todos os caprinos foram desafiados com C. pseudotuberculosis, trinta dias após as vacinações. Nenhuma das vacinas induziu reação de hipersensibilidade na pele dos caprinos antes do desafio. Após o desafio, todos os animais desenvolveram reações mensuráveis na primeira, quinta e décima semana em resposta ao teste de pele. Os diâmetros da reação dérmica aumentaram do décimo dia à quinta semana após o desafio. As medidas alcançaram tamanho maior na décima semana. O resultado deste estudo indica que antígeno específico do C. pseudotuberculosis pode ser utilizado em caprinos no diagnóstico da linfadenite caseosa como teste de pele ou como instrumento experimental para monitorar o desenvolvimento da doença.

Patogeenisen Yersinia enterocolitican korkea esiintyvyys sian sydämen, maksan, munuaisten ja korvien pinnalla

Artikkeli on osa Hertta Pulkkisen syventävien opintojen projektityötä

Yersinia enterocolitica-bakteerin eristämisessä käytettyjen viljelymenetelmien toimivuuden vertailu

Summary: Evaluation of some culture methods for recovery of Yersinia enterocolitica

Biosynthesis of Yersinia enterocolitica serotype O:3 lipopolysaccharide outer core

Lipopolysacharide (LPS) present on the outer leaflet of Gram-negative bacteria is important for the adaptation of the bacteria to the environment. Structurally, LPS can be divided into three parts: lipid A, core and O-polysaccharide (OPS). OPS is the outermost and also the most diverse moiety. When OPS is composed of identical sugar residues it is called homopolymeric and when it is composed of repeating units of oligosaccharides it is called heteropolymeric. Bacteria synthesize LPS at the inner membrane via two separate pathways, Lipid A-core via one and OPS via the other. These are ligated together in the periplasmic space and the completed LPS molecule is translocated to the surface of the bacteria. The genes directing the OPS biosynthesis are often clustered and the clusters directing the biosynthesis of heteropolymeric OPS often contain genes for i) the biosynthesis of required NDP-sugar precursors, ii) glycosyltransferases needed to build up the repeating unit, iii) translocation of the completed O-unit to the periplasmic side of the inner membrane (flippase) and iv) polymerization of the repeating units to complete OPS. The aim of this thesis was to characterize the biosynthesis of the outer core (OC) of Yersinia enterocolitica serotype O:3 (YeO3). Y. enterocolitica is a member of the Gram-negative Yersinia genus and it causes diarrhea followed sometimes by reactive arthritis. The chemical structure of the OC and the nucleotide sequence of the gene cluster directing its biosynthesis were already known; however, no experimental evidence had been provided for the predicted functions of the gene products. The hypothesis was that the OC biosynthesis would follow the pathway described for heteropolymeric OPS, i.e. a Wzy-dependent pathway. In this work the biochemical activities of two enzymes involved in the NDP-sugar biosynthesis was established. Gne was determined to be a UDP-N-acetylglucosamine-4-epimerase catalyzing the conversion of UDP-GlcNAc to UDP-GalNAc and WbcP was shown to be a UDP-GlcNAc- 4,6-dehydratase catalyzing the reaction that converts UDP-GlcNAc to a rare UDP-2-acetamido- 2,6-dideoxy-d-xylo-hex-4-ulopyranose (UDP-Sugp). In this work, the linkage specificities and the order in which the different glycosyltransferases build up the OC onto the lipid carrier were also investigated. In addition, by using a site-directed mutagenesis approach the catalytically important amino acids of Gne and two of the characterized glycosyltranferases were identified. Also evidence to show the enzymes involved in the ligations of OC and OPS to the lipid A inner core was provided. The importance of the OC to the physiology of Y. enterocolitica O:3 was defined by determining the minimum requirements for the OC to be recognized by a bacteriophage, bacteriocin and monoclonal antibody. The biological importance of the rare keto sugar (Sugp) was also shown. As a conclusion this work provides an extensive overview of the biosynthesis of YeO3 OC as it provides a substantial amount of information of the stepwise and coordinated synthesis of the Ye O:3 OC hexasaccharide and detailed information of its properties as a receptor.

ANTI-Yersinia enterocolitica SEROTYPE 3 AGGLUTININS IN SWINE SERA FROM RIO DE JANEIRO

The slow serum agglutination test was applied to 119 healthy pigs for the determination of the possible presence of anti-Yersinia enterocolitica 0:3 agglutinins. Of the 63.9% reactive animals (³1:20), 8.4% presented positive titers (³1:80), suggesting the presence of this pathogen among swine and consequently an additional public health problem.

MARCADORES DE PATOGENICIDADE EM Yersinia enterocolitica O: 3 ISOLADAS DE SUÍNOS DO RIO DE JANEIRO

Foi realizada a caracterização genotípica e fenotípica de fatores de patogenicidade em 16 amostras de Yersinia enterocolitica O:3 isoladas de suínos sadios do Rio de Janeiro. Foi observado que apenas 6 cepas possuíam o plasmídio de virulência, pYV (+ 70 kb) e apresentavam dependência ao cálcio no meio MOX a 37C. Um plasmídio críptico de cerca de 8,6 kb foi encontrado em uma cepa. Doze cepas revelaram sensibilidade à pesticina enquanto que apenas três se revelaram capazes de hidrolisar a esculina. Através de PCR com "primers" específicos, foi constatada a presença dos genes ail em 14 cepas, irp2, em 1 cepa e a ausência de psaA em todas as cepas analisadas. Quanto aos quimioterápicos, a quase totalidade das cepas mostrou-se ao mesmo tempo resistente à ampicilina e carbenicilina e sensível ao sulfazotrin e à cefoxitina. As respostas foram variadas frente ao cloranfenicol, tetraciclina, kanamicina, gentamicina e ácido nalidíxo.

Comparação genotípica de isolados de Corynebacterium pseudotuberculosis de caprinos e ovinos do sertão de Pernambuco

Objetivou-se com este estudo comparar genotipicamente 35 isolados de Corynebacterium pseudotuberculosis recuperados de conteúdo de abscessos de caprinos e ovinos com linfadenite caseosa, procedentes de cinco municípios localizados no Sertão de Pernambuco, Brasil. Utilizou-se a técnica de fingerprint RFLP-PCR com as enzimas de restrição Hpy-Ch4 e Msp1 aplicada ao gene rpoB e as enzimas Pst I e Msp I para o gene pld. Não houve diferença nos padrões de fragmentos de bandas entre os isolados, independente da espécie hospedeira ou da área geográfica estudada, definindo-se um padrão genotípico homogêneo de C. pseudotuberculosis responsável por abscessos superficiais na região.

Prophylactic effect of levamisole on rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) against Yersinia ruckeri

Alteration in the relative percentage of survival (RPS) rate of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) exposed to 5, 10 and 25µg ml-1 levamisole for 2 h against Yersinia ruckeri was investigated. The average weight of the 120 fish used in this study was 6.3g. Upon challenge with a virulent strain, the relative survival percentage of respectively 83.3%, 86.7% and 76.6% was recorded. The results suggest that the application of levamisole in fish farms could increase resistance to infection of fish and offer economic benefits.