Caracterização molecular de bastonetes Gram positivos irregulares e actinomicetos aeróbios obtidos de espécimes clínicos, de ensaios de esterilidade e de áreas limpas

Os bastonetes Gram positivos irregulares (BGPIs) compõem um grupo de espécies bacterianas com ampla diversidade fenotípica e que podem estar presente no meio ambiente, na microbiota humana e de animais. A identificação acurada de BGPIs em nível de gênero e espécie empregando métodos bioquímicos convencionais é bastante limitada, sendo recomendado, portanto, o uso de técnicas moleculares. No presente estudo, foram identificadas amostras de BGPIs oriundas de espécimes clínicos de humanos, de produtos farmacêuticos e de áreas limpas através da análise de sequencias do gene 16S rRNA e de outros genes conservados (housekeeping genes). Os resultados obtidos pelo sequenciamento dos genes 16S rRNA e rpoB demonstraram C. striatum multi-resistente (MDR) como responsável por surto epidêmico em ambiente hospitalar da cidade do Rio de Janeiro. Quinze cepas de C. striatum foram isoladas em cultura pura a partir de secreção traqueal de pacientes adultos submetidos a procedimentos de entubação endotraqueal. A análise por eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE) indicou a presença de quatro perfis moleculares, incluindo dois clones relacionados com cepas MDR (PFGE I e II). Os dados demonstram a predominância de PFGE I entre cepas MDR isoladas de unidades de terapia intensiva e enfermarias cirúrgicas. Uma potencial ligação causal entre a morte e a infecção por C. striatum MDR (PFGE tipos I e II) foi observada em cinco casos. Adicionalmente, acreditamos que este seja o primeiro estudo de identificação de espécies de Nocardia relacionadas com infecções humanas pela análise da sequencia multilocus (MLSA) no Brasil. Diferente dos dados observados na literatura (1970 a 2013) e obtidos pelos testes fenotípicos convencionais, a caracterização molecular de quatro lócus (gyrB-16S-secA1-hsp65) permitiu a identificação das espécies N. nova, N. cyriacigeorgica, N. asiatica e N. exalbida/gamkensis relacionadas com quadros de nocardiose em humanos. Cepas de N. nova isoladas de diferentes materiais clínicos de um único paciente apresentaram padrões de susceptibilidade antimicrobianos idênticos e dois perfis PFGE, indicando a possibilidade de quadros de co-infecção por N. nova em humanos. Em outra etapa da investigação, amostras de BGPIs obtidos de ambientes de salas limpas que não puderam ser identificadas por critérios convencionais foram submetidas a análise da sequência do gene 16S rRNA e caracterizadas 95,83% em nível de gênero e 35,42% em espécies. Para gêneros mais encontrados no estudo, foram analisados os genes rpoB e recA de dezessete cepas de Microbacterium e utilizado o MLSA para a identificação de sete cepas identificadas como Streptomyces. Os ensaios permitiram a identificação de três cepas de Microbacterium e de uma única amostra de Streptomyces ao nível de espécie. A análise da sequencia do gene rpoB também se mostrou eficaz na identificação de espécies de cepas de Corynebacterium. Finalmente, para as cepas ambientais pertencentes à classe Actinobacteria os dados morfológicos, bioquímicos e genotípicos permitiram documentar a cepa 3117BRRJ como representante de uma nova espécie do gênero Nocardioides, para o qual o nome Nocardioides brasiliensis sp. nov. e as cepas 3712BRRJ e 3371BRRJ como representante de um novo gênero e espécie para o qual o nome Guaraldella brasiliensis nov. foi proposto.

Caracterização de Bacilos Gram-Negativos Não Fermentadores não usuais em bacteremias pelas técnicas de Matrix-Assisted Laser Desorption IonizationTime of Flight Mass Spectrometry, sequenciamento de DNA e método fenotípico convencional

Alguns Bastonetes Gram-negativos não fermentadores (BGNNF) costumam ser considerados clinicamente pouco significantes e a sua implicação em infecções é subestimada. Devido à similaridade fenotípica, mudanças taxonômicas, baixa reatividade bioquímica e limitações nos bancos de dados em sistemas comerciais, a identificação de BGNNF é frequentemente equivocada, culminando com a denominação de diferentes micro-organismos apenas como BGNNF, por falta de melhor diferenciação. O objetivo desse estudo foi avaliar, por métodos fenotípico convencional, proteômico e molecular, a identificação de BGNNF incomuns isolados em hemoculturas de pacientes atendidos em um hospital universitário no Rio de Janeiro. Foram selecionadas 78 amostras isoladas de hemoculturas caracterizadas no laboratório clinico como BGNNF para a identificação por sequenciamento dos genes 16S RNA e recA, por um conjunto amplo de testes fenotípicos manuais e por MALDI-TOF MS. Os micro-organismos predominantes na amostragem foram genotipados pela técnica de eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE). Pelo sequenciamento do gene 16S rRNA, a maioria das amostras (n=31; 40%) foi incluída no gênero Burkholderia, seguido de Pseudomonas stutzeri (10%) e Delftia acidovorans (4%). Os demais isolados foram agrupados em 27 diferentes espécies. O sequencimento do gene recA identificou a maioria das espécies de Burkholderia como Burkholderia contaminans (n=19; 24%). Os testes fenotípicos incluíram as 31 amostras apenas no CBc e para as outras 47 amostras, a concordância com o sequenciamento do gene 16S rRNA em nível de espécie foi de 64% (n=30) e apenas em gênero a concordância foi de 17% (n=8). A análise comparativa geral da identificação por MALDI-TOF MS com o sequenciamento do gene16S rRNA mostrou que 42% (n=33) das 78 amostras foram concordantes em nível de espécie e 45% (n=35) apenas em gênero. Excluindo as amostras do CBc, houve um aumento da concordância em nível de espécie para 60%. As discordâncias parecem ser devido às diferenças nos perfis proteicos das amostras em relação às amostras-referência do banco de dados do equipamento e podem ser aprimorados com a atualização de perfis no sistema. A análise do polimorfismo genético de B. contaminans mostrou a ausência de um clone disseminado causando surto, além da provável origem ambiental das infecções. Os setores de nefrologia e hemodiálise contribuíram com maior número de pacientes com amostras positivas (5 pacientes e 9 amostras). Os grupos clonais BcoD e BcoE foram encontrados em pacientes assistidos no mesmo setor com diferença de quatro meses (BcoD, nefrologia) e 1,5 ano (BcoE, hemodilálise), entre as culturas, respectivamente. As discordâncias entre as técnicas ocorreram principalmente devido a dificuldade de identificação das espécies do CBc. Os BGNNF incomuns são de difícil caracterização independente da metodologia usada e nenhum método por si só foi capaz de identificar todas as amostras.

Efeito do Sistema de Secreção do Tipo VI de Pseudomonas aeruginosa em modelo murino de pneumonia aguda

O Sistema de Secreção do Tipo VI (SST6), o mais recente maquinário de secreção descrito em bactérias Gram-negativas, é amplamente distribuído entre as diversas espécies deste grupo de microrganismos. Esse aparato de secreção é capaz de injetar efetores proteicos em células alvo, eucarióticas e procarióticas. Estudos sobre o papel do SST6 na virulência microbiana revelaram que este sistema secretório participa ativamente do estabelecimento de infecções, contribuindo para a sobrevivência das bactérias no interior de fagócitos. O genoma da cepa PAO1 de Pseudomonas aeruginosa apresenta três loci que codificam aparatos de SST6, denominados de H1-SST6, H2-SST6 e H3-SST6, Porém, pouco se sabe sobre a participação do SST6 na patogênese de infecções por P. aeruginosa. Assim, o presente estudo investigou o papel de H1-SST6, H2-SST6 e H3-SST6 durante a infecção pulmonar aguda de camundongos. Para isso, camundongos C57/BL6 foram infectados com diferentes doses de bactérias da cepa selvagem PAO1 ou das cepas mutantes PAO1∆H1, PAO1∆H2, PAO1∆H3 ou PAO1∆H1∆H2∆H3. Após 24 horas, os lavados broncoalveolares (LBAs) de animais controle e infectados foram recuperados para a contagem de leucócitos totais e polimorfonucleares e para a quantificação, por ELISA, da quimiocina para neutrófilos, KC, e das citocinas pró-inflamatórias IL-1β e TNF-α. Em outros experimentos, os pulmões, fígados, baços e rins dos animais foram macerados para a pesquisa da carga bacteriana e da disseminação sistêmica das bactérias. A citotoxicidade do SST6 foi determinada, in vitro, em neutrófilos humanos, pela marcação com iodeto de propídeo (PI) e anexina-V seguida da análise em citometria de fluxo. Os resultados mostraram que a inativação dos três SST6 reduziu significativamente a concentração de neutrófilos nos LBAs quando os animais foram infectados com 10⁷ Unidades Formadoras de Colônias de P. aeruginosa. Nesta dose, foi observado que as medianas do número de bactérias detectadas nos animais infectados com as mutantes no SST6 foram menores do que as detectadas nos animais infectados com a cepa parental PAO1. As mutações no SST6 não afetaram a disseminação sistêmica da bactéria. A pesquisa da secreção de citocinas pró-inflamatórias mostrou que, embora tenha sido observada uma redução nas medianas das concentrações de TNF-α nos LBAs de camundongos infectados com a cepa PAO1∆H1∆H2∆H3, em relação aos LBAs de camundongos infectados com a cepa parental, essa diferença não foi significativa. Como a pesquisa de IL-1β e KC não contribuiu para a elucidação dos mecanismos envolvidos na redução da concentração de neutrófilos nos LBAs dos camundongos infectados pela cepa tripla mutante, foi pesquisado o possível efeito do SST6 na morte de neutrófilos humanos. Os resultados mostraram que não houve diferenças significativas quando as diferentes amostras de células infectadas foram comparedas entre si. Em conclusão, os resultados do presente estudo mostraram que o SST6 pode interferir na resposta de neutrófilos durante a pneumonia aguda, mas estudos adicionais são necessários para determinar o papel deste mecanismo de secreção na patogênese de P. aeruginosa.

Saccharibacillus kuerlensis sp nov., isolated from a desert soil

A taxonomic study was performed on strain HR1(T), which was isolated from a desert soil sample collected from Xinjiang Province (China). Cells were aerobic, Gram-positive-staining, pink-pigmented, sporulating rods with a single lateral flagellum. The orga

N-gram posterior probability confidence measures for statistical machine translation: An empirical study

We report an empirical study of n-gram posterior probability confidence measures for statistical machine translation (SMT). We first describe an efficient and practical algorithm for rapidly computing n-gram posterior probabilities from large translation word lattices. These probabilities are shown to be a good predictor of whether or not the n-gram is found in human reference translations, motivating their use as a confidence measure for SMT. Comprehensive n-gram precision and word coverage measurements are presented for a variety of different language pairs, domains and conditions. We analyze the effect on reference precision of using single or multiple references, and compare the precision of posteriors computed from k-best lists to those computed over the full evidence space of the lattice. We also demonstrate improved confidence by combining multiple lattices in a multi-source translation framework. © 2012 The Author(s).

Antimicrobial activity-specific to Gram-negative bacteria and immune modulation-mediated NF-kappa B and Sp1 of a medaka beta-defensin

Defensins are a group of cationic antimicrobial peptides which play an important role in the innate immune system by exerting their antimicrobial activity against pathogens. In this study, we cloned a novel beta-defensin cDNA from medaka (Oryzias latipes) by rapid amplification of cDNA ends (RACE) technique. The full-length cDNA consists of 480 bp, and the open reading frame (CRF) of 189 bp encodes a polypeptide of 63 amino acids (aa) with a predicted molecular weight of 7.44 kDa. Its genomic organization was analyzed, and Southern blot detection confirmed that only one copy of beta-defensin exists in the medaka HNI strain. RT-PCR, Western blot and immunohistochemistry detections showed that the beta-defensin transcript and protein could be detected in eyes, liver, kidney, blood, spleen and gill, and obviously prevalent expression was found in eyes. Antimicrobial activity of the medaka beta-defensin was evaluated, and the antibacterial activity-specific to Gram-negative bacteria was revealed. Furthermore, the lipopolysaccharide (LPS), a major component of the outer membrane of Gram-negative bacteria, was demonstrated to be able to induce about 13-fol up-regulation of the beta-defensin within first 12 h. In addition, promoter and promoter mutagenesis analysis were performed in the medaka beta-defensin. A proximal 100 base pair(bp) sequence (+26 to -73)and the next 1700 bp sequence (-73 to -1755) were demonstrated to be responsible for the basal promoter activity and for the transcription regulation. Three nuclear factor kappa B (NF-kappa B) cis-elements and a Sp1 cis-element were revealed by mutagenesis analysis to exist in the 5' flanking sequence, and they were confirmed to be responsible for the up-regulation of medaka beta-defensin stimulated by LPS. And, the Sp1 cis-element was further revealed to be related to the basal promoter activity, and transcriptional factor II D (TFIID) was found to be in charge of the gene transcription initiation. All the obtained data suggested that the novel medaka beta-defensin should have antimicrobial activity-specific to Gram-negative bacteria, and the antibacterial immune function should be modulated by NF-kappa B and Sp1. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

RinA controls phage-mediated packaging and transfer of virulence genes in gram-positive bacteria

Phage-mediated transfer of microbial genetic elements plays a crucial role in bacterial life style and evolution. In this study, we identify the RinA family of phage-encoded proteins as activators required for transcription of the late operon in a large group of temperate staphylococcal phages. RinA binds to a tightly regulated promoter region, situated upstream of the terS gene, that controls expression of the morphogenetic and lysis modules of the phage, activating their transcription. As expected, rinA deletion eliminated formation of functional phage particles and significantly decreased the transfer of phage and pathogenicity island encoded virulence factors. A genetic analysis of the late promoter region showed that a fragment of 272 bp contains both the promoter and the region necessary for activation by RinA. In addition, we demonstrated that RinA is the only phage-encoded protein required for the activation of this promoter region. This region was shown to be divergent among different phages. Consequently, phages with divergent promoter regions carried allelic variants of the RinA protein, which specifically recognize its own promoter sequence. Finally, most Gram-postive bacteria carry bacteriophages encoding RinA homologue proteins. Characterization of several of these proteins demonstrated that control by RinA of the phage-mediated packaging and transfer of virulence factor is a conserved mechanism regulating horizontal gene transfer.

Release of outer membrane vesicles by Gram-negative bacteria is a novel envelope stress response.

Conditions that impair protein folding in the Gram-negative bacterial envelope cause stress. The destabilizing effects of stress in this compartment are recognized and countered by a number of signal transduction mechanisms. Data presented here reveal another facet of the complex bacterial stress response, release of outer membrane vesicles. Native vesicles are composed of outer membrane and periplasmic material, and they are released from the bacterial surface without loss of membrane integrity. Here we demonstrate that the quantity of vesicle release correlates directly with the level of protein accumulation in the cell envelope. Accumulation of material occurs under stress, and is exacerbated upon impairment of the normal housekeeping and stress-responsive mechanisms of the cell. Mutations that cause increased vesiculation enhance bacterial survival upon challenge with stressing agents or accumulation of toxic misfolded proteins. Preferential packaging of a misfolded protein mimic into vesicles for removal indicates that the vesiculation process can act to selectively eliminate unwanted material. Our results demonstrate that production of bacterial outer membrane vesicles is a fully independent, general envelope stress response. In addition to identifying a novel mechanism for alleviating stress, this work provides physiological relevance for vesicle production as a protective mechanism.