Genetically programmed autoinducer destruction reduces virulence gene expression and swarming motility in Pseudomonas aeruginosa PAO1.

Virulence in the opportunistic human pathogen Pseudomonas aeruginosa is controlled by cell density via diffusible signalling molecules ('autoinducers') of the N-acylhomoserine lactone (AHL) type. Two Bacillus sp. isolates (A23 and A24) with AHL-degrading activity were identified among a large collection of rhizosphere bacteria. From isolate A24 a gene was cloned which was similar to the aiiA gene, encoding an AHL lactonase in another Bacillus strain. Expression of the aiiA homologue from isolate A24 in P. aeruginosa PAO1 reduced the amount of the quorum sensing signal N-oxododecanoyl-L-homoserine lactone and completely prevented the accumulation of the second AHL signal, N-butyryl-L-homoserine lactone. This strongly reduced AHL content correlated with a markedly decreased expression and production of several virulence factors and cytotoxic compounds such as elastase, rhamnolipids, hydrogen cyanide and pyocyanin, and strongly reduced swarming. However, no effect was observed on flagellar swimming or on twitching motility, and aiiA expression did not affect bacterial adhesion to a polyvinylchloride surface. In conclusion, introduction of an AHL degradation gene into P. aeruginosa could block cell-cell communication and exoproduct formation, but failed to interfere with surface colonization.

Avaliação do crescimento microbiano em sondas de uso único para vitrectomia reprocessadas na prática assistencial

O objetivo deste estudo foi avaliar o crescimento microbiano em sondas para vitrectomia de uso único, reprocessadas na prática assistencial. Foram investigadas nove sondas reusadas e reprocessadas por diferentes métodos. As sondas foram segmentadas, individualmente, em porções de 3,5 cm, totalizando em 979 unidades amostrais (extensões, conectores e ponteiras) inoculadas em meio de cultura e incubadas a 37ºC, por 14 dias. Os resultados mostraram crescimento microbiano em 57 (5,8%) unidades amostrais, das quais, 25 foram esterilizadas por Óxido de Etileno, 16 por Plasma de Peróxido de Hidrogênio e 16 por Vapor à Baixa Temperatura e Formaldeído. Foram identificadas 17 espécies microbianas, sendo as mais prevalentes o Micrococcus spp., Staphylococcus coagulase negativa, Pseudomonas spp. e Bacillus subtilis. O reuso de sondas de uso único para vitrectomia não se mostrou seguro, portanto tal prática não é recomendada.

Biotic Factors Affecting Expression of the 2,4-Diacetylphloroglucinol Biosynthesis Gene phlA in Pseudomonas fluorescens Biocontrol Strain CHA0 in the Rhizosphere.

ABSTRACT Production of the polyketide antimicrobial metabolite 2,4-diacetyl-phloroglucinol (DAPG) is a key factor in the biocontrol activity of Pseudomonas fluorescens CHA0. Strain CHA0 carrying a translational phlA'-'lacZ fusion was used to monitor expression of the phl biosynthetic genes in vitro and in the rhizosphere. Expression of the reporter gene accurately reflected actual production of DAPG in vitro and in planta as determined by direct extraction of the antimicrobial compound. In a gnotobiotic system containing a clay and sand-based artificial soil, reporter gene expression was significantly greater in the rhizospheres of two monocots (maize and wheat) compared with gene expression in the rhizospheres of two dicots (bean and cucumber). We observed this host genotype effect on bacterial gene expression also at the level of cultivars. Significant differences were found among six additional maize cultivars tested under gnotobiotic conditions. There was no difference between transgenic maize expressing the Bacillus thuringiensis insecticidal gene cry1Ab and the near-isogenic parent line. Plant age had a significant impact on gene expression. Using maize as a model, expression of the phlA'-'lacZ reporter gene peaked at 24 h after planting of pregerminated seedlings, and dropped to a fourth of that value within 48 h, remaining at that level throughout 22 days of plant growth. Root infection by Pythium ultimum stimulated bacterial gene expression on both cucumber and maize, and this was independent of differences in rhizosphere colonization on these host plants. To our knowledge, this is the first comprehensive evaluation of how biotic factors that commonly confront bacterial inoculants in agricultural systems (host genotype, host age, and pathogen infection) modulate the expression of key biocontrol genes for disease suppression.

Degradation of pathogen quorum-sensing molecules by soil bacteria: a preventive and curative biological control mechanism.

Abstract The plasmid pME6863, carrying the aiiA gene from the soil bacterium Bacillus sp. A24 that encodes a lactonase enzyme able to degrade N-acyl-homoserine lactones (AHLs), was introduced into the rhizosphere isolate Pseudomonas fluorescens P3. This strain is not an effective biological control agent against plant pathogens. The transformant P. fluorescens P3/pME6863 acquired the ability to degrade AHLs. In planta, P. fluorescens P3/pME6863 significantly reduced potato soft rot caused by Erwinia carotovora and crown gall of tomato caused by Agrobacterium tumefaciens to a similar level as Bacillus sp. A24. Little or no disease reduction was observed for the wild-type strain P3 carrying the vector plasmid without aiiA. Suppression of potato soft rot was observed even when the AHL-degrading P. fluorescens P3/pME6863 was applied to tubers 2 days after the pathogen, indicating that biocontrol was not only preventive but also curative. When antagonists were applied individually with the bacterial plant pathogens, biocontrol activity of the AHL degraders was greater than that observed with several Pseudomonas 2,4-diacetylphloroglucinol-producing strains and with Pseudomonas chlororaphis PCL1391, which relies on production of phenazine antibiotic for disease suppression. Phenazine production by this well characterized biological control strain P. chlororaphis PCL1391 is regulated by AHL-mediated quorum sensing. When P. chlororaphis PCL1391 was co-inoculated with P. fluorescens P3/pME6863 in a strain mixture, the AHL degrader interfered with the normally excellent ability of the antibiotic producer to suppress tomato vascular wilt caused by Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici. Our results demonstrate AHL degradation as a novel biocontrol mechanism, but also demonstrate the potential for non-target interactions that can interfere with the biocontrol efficacy of other strains.

Perfil de Suscetibilidade da População de Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) da ilha de Santiago, Cabo Verde, a inseticidas

Em Cabo Verde, arquipélago situado na Costa Ocidental Africana, os primeiros casos de dengue ocorreram em 2009, com a notificação de mais de 21.000 casos, a maioria desses registrados na Ilha de Santiago. O mosquito Aedes aegypti foi identificado como vetor, e ações para seu controle, usando os inseticidas temephos (larvicida) e a deltametrina (adulticida), têm sido implementadas. Objetiva-se com esse trabalho avaliar o atual status de suscetibilidade a inseticidas e caracterizar os mecanismos de resistência nessa população. Amostras de A. aegypti da ilha de Santiago foram coletadas através de armadilhas de oviposição, para o estabelecimento de uma população a ser analisada. Foram realizados bioensaios do tipo dose diagnóstica, usando garrafas impregnadas com doses únicas dos adulticidas malathion (organofosforado), deltametrina (piretróide) e cipermetrina (piretróide), e bioensaios do tipo dose resposta, usando múltiplas concentrações dos inseticidas temephos (organofosforado), Bacillus thuringiensis sorovariedade israelensis (bactéria entomopatogênica) e diflubenzuron (inibidor de síntese de quitina). Para a investigação dos mecanismos de resistências, foram realizados testes bioquímicos com substratos específicos para quantificar a atividade das enzimas glutationa S-transferases, esterases (α, β e PNPA) e oxidases de função mista, ligadas a detoxificação de xenobióticos, e a taxa de inibição da acetilcolinesterase ligada a insensibilidade do sítio alvo. Pesquisou-se também a presença de mutaçõeso do tipo kdr (knock-down resistance) associadas à resistência a piretróides, pela análise da sequência dos exons 20 e 21 no gene do canal de sódio. Nos resultados dos bioensaios constatou-se que a população de A. aegypti investigada apresenta resistência aos piretróides deltametrina e cipermetrina (mortalidade <80%) e ao organofosforado temephos (RR90=4), mas é suscetível ao malathion (mortalidade ≥98%), Bacillus thuringiensis sorovariedade israelensis (RR90=0.8) e ao diflubenzuron (RR90=2,2). Em relação a atividade das enzimas ligadas ao processo de detoxificação, foram detectadas alterações nas glutationa S-transferases (25%), oxidases de função mista (18%), esterase-α (19%) e esterase- β (17%). A taxa de inibição da acetilcolinesterase (6%) e a atividade da esterase-PNPA (7%) mostraram que estas estão inalteradas. Nenhuma das mutações do tipo kdr pesquisadas foi detectada. Estes resultados permitem concluir que a população de A. aegypti da ilha de Santiago, Cabo Verde, é suscetível aos inseticidas, excetuando os piretróides testados e o temephos, usados no seu controle; e que ela apresenta alterações em enzimas detoxificadoras que poderão estar implicadas na resistência a esses compostos.

Novas Pragas Agrícolas na Ilha de São Nicolau - Cabo Verde - Tuta absoluta (Meyrick) (Lep - Gelechiidae) e Bactrocera invadens (Drew, Tsuruta & White) (Dipt - Tephritidae)

Em algumas das ilhas do Arquipélago de Cabo Verde entraram, nos últimos dois anos, espécies invasoras que constituem pragas de culturas agrícolas e que têm apresentado elevada repercussão económica. Entre elas contam-se a traça do tomateiro, Tuta absoluta (Meyrick) (Lepidoptera: Gelechidae) e Bactrocera invadens (Drew, Tsuruta & White) (Diptera: Tephritidae). Com o objectivo de avaliar a presença destas pragas na ilha de São Nicolau, foram instaladas armadilhas com atractivos em quatro zonas com bananeiras (Ribeira Prata, Fajã, Maiama e Campo de Preguiça) para a monitorização da mosca da fruta. Foram também instaladas ensaios em seis parcelas de tomateiro para a comparação de estratégias de protecção contra T. absoluta, armadilha com feromona sexual para captura em massa em conjunto com Bacillus thuringiensis e tratamento com deltametrina. Das quatro zonas monitorizadas, B. invadens só foi encontrada no Vale da Fajã. No que diz respeito a T. absoluta, fez-se a comparação entre a população presente em três estratos do tomateiro e não se encontraram diferenças significativas. As estratégias de protecção contra T. absoluta também não diferiram significativamente no que se refere ao número de minas nas folhas e frutos furados. Nesidiocoris tenuis foi identificado como inimigo natural de T. absoluta presente na ilha.

The dark sides of capillary morphogenesis gene 2.

Capillary morphogenesis gene 2 (CMG2) is a type I membrane protein involved in the homeostasis of the extracellular matrix. While it shares interesting similarities with integrins, its exact molecular role is unknown. The interest and knowledge about CMG2 largely stems from the fact that it is involved in two diseases, one infectious and one genetic. CMG2 is the main receptor of the anthrax toxin, and knocking out this gene in mice renders them insensitive to infection with Bacillus anthracis spores. On the other hand, mutations in CMG2 lead to a rare but severe autosomal recessive disorder in humans called Hyaline Fibromatosis Syndrome (HFS). We will here review what is known about the structure of CMG2 and its ability to mediate anthrax toxin entry into cell. We will then describe the limited knowledge available concerning the physiological role of CMG2. Finally, we will describe HFS and the consequences of HFS-associated mutations in CMG2 at the molecular and cellular level.

Promoção do crescimento de alface por rizobactérias

Rizobactérias promotoras do crescimento de plantas (RPCPs) podem ser uma alternativa para o aumento da produtividade de várias espécies vegetais, inclusive alface. Conduziram-se quatro experimentos com isolados de rizobactérias de diversas origens para verificar sua capacidade de promoção de crescimento de plantas de alface. Ao todo, testaram-se 77 isolados de Pseudomonas do grupo fluorescente, 23 de Bacillus e 11 de outras bactérias rizosféricas em areia esterilizada, em solo esterilizado, em substrato formado por uma mistura de solo e esterco (1:1, em volume), de forma semelhante à usada pelos produtores, e em areia com a solução nutritiva recomendada para cultivos hidropônicos, em duas concentrações. Foi marcante o benefício exercido pelas bactérias do gênero Pseudomonas em contraposição às dos outros gêneros, revelando algum favorecimento dessas bactérias na rizosfera de alface, de forma a promover melhor crescimento das plantas. Houve diferenças no comportamento dos isolados conforme a fertilidade do substrato.

Rizobactérias e promoção do crescimento de plantas cítricas

Desenvolveram-se três experimentos em casa de vegetação para verificar a possibilidade de as rizobactérias atuarem como promotoras do crescimento de plantas cítricas. Ao todo, testaram-se 10 isolados de Pseudomonas do grupo fluorescente, 13 de Bacillus e sete de outras bactérias rizosféricas em porta-enxertos utilizados na citricultura: tangerineira 'Cleópatra' (Citrus reshni), limoeiro 'Cravo' (Citrus limonia) e limoeiro 'Volcameriano' (Citrus volkameriana). Dependendo do porta-enxerto, sete isolados de Pseudomonas, um de Bacillus e um de outra bactéria rizosférica tiveram efeito benéfico sobre a matéria seca de raízes ou de parte aérea, indicando uma alta proporção de promotores de crescimento entre as bactérias do primeiro grupo. Procedeu-se também à contagem de bactérias fluorescentes do gênero Pseudomonas e de bactérias não-fluorescentes em raízes de tangerineira 'Cleópatra' e de limoeiro 'Cravo', procedentes de viveiro de mudas e do campo. Ambos os grupos bacterianos tiveram sua multiplicação favorecida na rizosfera de tangerineira 'Cleópatra', em condições de viveiro.

Avaliação de populações de possíveis rizobactérias em solos sob espécies florestais

Embora estudos recentes relatem a utilização de RCPC (Rizobactérias Promotoras de Crescimento de Plantas) no Brasil, raríssimos trabalhos avaliam a presença natural dessas espécies bacterianas no solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de RPCP em duas amostras de solo sob diferentes tipos de manejo, através da construção e do seqüenciamento de bibliotecas de DNA metagenômico. Utilizaram-se oligonucleotídeos específicos para amplificação da região hipervariável do espaço intergênico dos genes ribossomais 16S-23S de DNA extraído de diferentes solos, sob Eucalyptus sp. e sob mata. Os fragmentos obtidos foram inseridos em vetor e clonados. As bibliotecas geraram 495 clones, que foram seqüenciados e identificados através de comparações realizadas pelo software Blast. O solo sob Eucalyptus sp. apresentou maior número de RPCP do que sob mata. Os filos Actinobacteria e Proteobacteria eram maiores no solo sob Eucalyptus sp., estando o filo Firmicutes ausente no solo sob mata. Somente oito espécies diferentes de RPCP foram detectadas: Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bradyrhizobium japonicum, Bradyrhizobium elkanii, Bradyrhizobium sp., Frankia sp., Pseudomonas fluorescens e Pseudomonas gladioli. O trabalho forneceu valiosos dados sobre a presença de RPCP em solos com espécies florestais e sua possível utilização em reflorestamentos, assim como para o melhor conhecimento desses microrganismos nos solos do Brasil.

Rizobactérias formadoras de endósporos associadas a Tibouchina urvilleana de áreas impactadas por rejeitos da mineração do carvão

Os rejeitos da mineração do carvão podem elevar a concentração de metais pesados e dificultar o crescimento de plantas nessas áreas. Uma estratégia para recuperação desses ambientes é por meio da associação de microrganismos à rizosfera que podem auxiliar na promoção de crescimento de plantas, bem como na diminuição da toxicidade por metais pesados. O presente trabalho teve como objetivos o isolamento e a identificação de rizobactérias formadoras de endósporos (RFE) de áreas impactadas por rejeitos da mineração de carvão, num depósito no município de Capivari de Baixo, Santa Catarina (Brasil), bem como a avaliação de seus potenciais para auxiliar plantas na revegetação de ecossistemas degradados por essa atividade, por meio de testes de resistência a elementos metálicos e produção de sideróforos. Das RFE identificadas, as do gênero Bacillus foram mais frequentes, e entre as duas áreas de estudo observaram-se grupos bacterianos distintos. As linhagens provenientes da área dos rejeitos piritosos foram mais resistentes a Ni e Cu. Dez linhagens pertencentes aos gêneros Bacillus, Paenibacillus e Aneurinibacillus, além de resistirem a um maior número dos metais pesados testados, produziram sideróforos e, portanto, foram consideradas com maior potencial para auxiliar o crescimento de plantas em áreas contaminadas com metais pesados.

Bactérias produtoras de auxinas isoladas de raízes de Cattleya walkeriana, orquídea Brasileira ameaçada de extinção, e sua função na aclimatização

Bactérias produtoras de auxinas habitam raízes de orquídeas e podem trazer benefícios para a planta hospedeira. Plantas dessa família são multiplicadas em condições assimbióticas in vitro e pouco se conhece sobre a função desses microrganismos para a aclimatização ex vitro. Quatro rizobactérias isoladas da espécie Cattleya walkeriana foram avaliadas por sua capacidade de promoção do crescimento e sobrevivência de plântulas germinadas in vitro durante a aclimatização. Essas rizobactérias foram identificadas como Bacillus, Burkholderia, Enterobacter e Curtobacterium, com base no sequenciamento do gene 16S rRNA. A presença de compostos indólicos no sobrenadante filtrado de culturas líquidas foi quantificada por ensaios colorimétricos e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Ácidos 3-indol lático (AIL) e indol-3-acetaldeído (AIAld) foram encontrados em grande quantidade, exceto na cultura de Enterobacter sp., em que ácido 3-indol acético (AIA) e ácido 3-indol pirúvico (AIP) prevaleceram. As rizobactérias foram inoculadas em plântulas germinadas in vitro, aclimatizadas em casa de vegetação durante 90 dias e avaliadas quanto à sua capacidade de promover o crescimento. Burkholderia sp. e Curtobacterium sp. proporcionaram a menor eficiência para o crescimento, enquanto Bacillus sp. e Enterobacter sp. favoreceram incrementos em todas as características avaliadas e ampliaram a percentagem de sobrevivência. Este trabalho elucida a função de rizobactérias produtoras de auxinas e seus benefícios para a promoção de crescimento de uma orquídea brasileira germinada em condições assimbióticas durante a aclimatização - condição que confere alta letalidade e limitante para a propagação de orquídeas.

Bactérias diazotróficas em solos sob seringueira

Diversos relatos evidenciam os benefícios de procariotos fixadores de nitrogênio atmosférico no crescimento e na nutrição de muitas espécies vegetais; entretanto, não há, até o momento, nenhum trabalho visando à prospecção desses microrganismos na rizosfera da seringueira (Hevea brasiliensis). Assim, os objetivos deste trabalho foram verificar a ocorrência de bactérias diazotróficas em solos sob plantio de seringueira, assim como em suas raízes, e isolar e caracterizar essas bactérias. Para essa finalidade, coletaram-se amostras de solo e de raízes finas de seringueiras cultivadas no Campus Experimental da Universidade Federal de Lavras (Lavras, MG) para inoculação em meios de cultura semissólidos sem N na forma combinada, de modo a favorecer o crescimento de algumas espécies de bactérias diazotróficas. Foram obtidos 19 isolados nas amostras de solo, e não houve crescimento de bactérias fixadoras de nitrogênio nas culturas com amostras de raízes. A caracterização celular e das colônias desses isolados indicou que 17 deles produzem grande quantidade de exopolissacarídeo elástico, algumas vezes cartilaginoso. Eles são todos Gram-negativos, com formato celular de bastonete, imóveis e com dois glóbulos de poli-β-hidroxibutirato (PBH), um em cada extremidade do bastonete. O sequenciamento do 16S rDNA e sua análise filogenética confirmaram que isolados representativos desse grupo pertencem ao gênero Beijerinckia (B. indica e B. derxii) e que os outros dois isolados Gram-positivos pertencem ao gênero Bacillus. A presença da nitrogenase - a enzima responsável pela fixação biológica do nitrogênio atmosférico (FBN) - foi confirmada por meio da técnica de redução do acetileno. Conclui-se que, no solo sob plantio de seringueira, houve predominância de diazotróficas de vida livre pertencentes ao gênero Beijerinckia (B. indica e B. derxii), não havendo indícios de bactérias endofiticas ou rizosféricas.

Immunotherapeutic strategies for bladder cancer.

Bladder cancer is a common urologic malignancy with rising incidence in the elderly population. In most cases, bladder cancer is non-muscle-invasive at diagnosis and shows dramatically high recurrence rates, although current treatments often reduce the risk of disease progression. Immunotherapy using intravesical instillation of Bacillus Calmette-Guérin (BCG) remains the most effective therapy for patients with high risk tumors. However, BCG-therapy has important limitations including substantial adverse events and frequent treatment failure. Thus, it appears crucial to either improve or replace current therapy using new immunotherapeutic strategies. Here, we discuss the clinical trials that assessed therapeutic vaccination of bladder cancer patients using tumor associated antigens and we also argue for novel approaches arising from murine models. Vaccination routes to induce appropriate T-cell homing in the tumor site as well as the use of local immunostimulation to enhance recruitment of vaccine-induced T cells are discussed to highlight what we believe is a promising therapeutic vaccination strategy for patients with non-muscle-invasive bladder cancer.