On methods of evaluation of bacterial production. [Translation from: Lietuvas TSR Mokslu Akademijos Darbai, C Serija 2(55) 3-9, 1971.]

By now a great deal of work is known concerning the methods of determining the production of bacteria or similar questions; among these the problems of a common terminology is discussed. The article discusses formulae of production of bacterial populations over time.

Preparação e avaliação biocida de compósitos à base de resinas reticuladas contendo nanopartículas de prata

Neste trabalho, foram utilizadas três resinas reticuladas comerciais de troca iônica e caráter ácido à base de estireno e divinilbenzeno: AmberliteGT73 da Rohm and Haas Co. com grupo tiol, Lewatit VPOC1800 da Bayer Co. com grupo sulfônico e Amberlyst 15WET da Rohm and Haas Co. também com grupo sulfônico. As citadas resinas comerciais foram escolhidas por apresentarem grande capacidade de troca iônica, estabilidade e grupos funcionais de interesse para a introdução de íons Ag+. As resinas foram tratadas com ácido clorídrico para garantir as formas ácidas de seus grupos funcionais e em seguida a redução dos íons Ag+, provenientes de solução de nitrato de prata, foi realizada in situ pela hidroxilamina em presença de solução protetora de colóide composta por 2-hidróxi-etil-celulose e gelatina 1:1. Alguns parâmetros foram modificados durante a redução dos íons Ag+ a Ag0, como por exemplo, o tempo de adição da solução redutora de hidroxilamina, a solução utilizada para controle do pH, e condições do repouso após o controle do pH. Após a incorporação das nanopartículas de prata, tanto as resinas comerciais quanto o produto final foram caracterizados por titulometria, fluorescência de raios-x, análise termogravimétrica, análise elementar, grau de inchamento, difração de raios-x, microscopias ótica e eletrônica. A avaliação da atividade biocida foi realizada através do método da contagem em placas utilizando-se uma cepa de Escherichia Coli ATCC25922TM em concentrações de 103 a 107 células/mL. Todos os compósitos obtidos mostraram atividade bactericida significante, sendo que foi possível perceber que a ação bactericida dos compósitos está relacionada com a presença de prata na forma metálica e a características como tamanho, formato e dispersão das partículas na matriz polimérica. Para efeito de comparação, foram realizados ensaios bactericidas com os copolímeros de partida e assim foi comprovado que a ação bactericida pôde ser atribuída somente às nanopartículas de prata

Part I. Synthesis of L-amino acid oxidase by a serine- or glycine-requiring strain of neurospora. Part II. Studies concerning multiple electrophoretic forms of tyrosinase in neurospora

Part I: Synthesis of L-Amino Acid Oxidase by a Serine- or Glycine-Requiring Strain of Neurospora

Wild-type cultures of Neurospora crassa growing on minimal medium contain low levels of L-amino acid oxidase, tyrosinase, and nicotinarnide adenine dinucleotide glycohydrase (NADase). The enzymes are derepressed by starvation and by a number of other conditions which are inhibitory to growth. L-amino acid oxidase is, in addition, induced by growth on amino acids. A mutant which produces large quantities of both L-amino acid oxidase and NADase when growing on minimal medium was investigated. Constitutive synthesis of L-amino acid oxidase was shown to be inherited as a single gene, called P110, which is separable from constitutive synthesis of NADase. P110 maps near the centromere on linkage group IV.

L-amino acid oxidase produced constitutively by P110 was partially purified and compared to partially purified L-amino acid oxidase produced by derepressed wild-type cultures. The enzymes are identical with respect to thermostability and molecular weight as judged by gel filtration.

The mutant P110 was shown to be an incompletely blocked auxotroph which requires serine or glycine. None of the enzymes involved in the synthesis of serine from 3-phosphoglyceric acid or glyceric acid was found to be deficient in the mutant, however. An investigation of the free intracellular amino acid pools of P110 indicated that the mutant is deficient in serine, glycine, and alanine, and accumulates threonine and homoserine.

The relationship between the amino acid requirement of P110 and its synthesis of L-amino acid oxidase is discussed.

Part II: Studies Concerning Multiple Electrophoretic Forms of Tyrosinase in Neurospora

Supernumerary bands shown by some crude tyrosinase preparations in paper electrophoresis were investigated. Genetic analysis indicated that the location of the extra bands is determined by the particular T allele present. The presence of supernumerary bands varies with the method used to derepress tyrosinase production, and with the duration of derepression. The extra bands are unstable and may convert to the major electrophoretic band, suggesting that they result from modification of a single protein. Attempts to isolate the supernumerary bands by continuous flow paper electrophoresis or density gradient zonal electrophoresis were unsuccessful.

Observation and interpretation of tectonic strain release mechanisms

In four chapters various aspects of earthquake source are studied.

Chapter I

Surface displacements that followed the Parkfield, 1966, earthquakes were measured for two years with six small-scale geodetic networks straddling the fault trace. The logarithmic rate and the periodic nature of the creep displacement recorded on a strain meter made it possible to predict creep episodes on the San Andreas fault. Some individual earthquakes were related directly to surface displacement, while in general, slow creep and aftershock activity were found to occur independently. The Parkfield earthquake is interpreted as a buried dislocation.

Chapter II

The source parameters of earthquakes between magnitude 1 and 6 were studied using field observations, fault plane solutions, and surface wave and S-wave spectral analysis. The seismic moment, M_O, was found to be related to local magnitude, M_L, by log M_O = 1.7 M_L + 15.1. The source length vs magnitude relation for the San Andreas system found to be: M_L = 1.9 log L - 6.7. The surface wave envelope parameter AR gives the moment according to log M_O = log AR₃₀₀ + 30.1, and the stress drop, τ, was found to be related to the magnitude by τ = 0.54 M - 2.58. The relation between surface wave magnitude M_S and M_L is proposed to be M_S = 1.7 M_L - 4.1. It is proposed to estimate the relative stress level (and possibly the strength) of a source-region by the amplitude ratio of high-frequency to low-frequency waves. An apparent stress map for Southern California is presented.

Chapter III

Seismic triggering and seismic shaking are proposed as two closely related mechanisms of strain release which explain observations of the character of the P wave generated by the Alaskan earthquake of 1964, and distant fault slippage observed after the Borrego Mountain, California earthquake of 1968. The Alaska, 1964, earthquake is shown to be adequately described as a series of individual rupture events. The first of these events had a body wave magnitude of 6.6 and is considered to have initiated or triggered the whole sequence. The propagation velocity of the disturbance is estimated to be 3.5 km/sec. On the basis of circumstantial evidence it is proposed that the Borrego Mountain, 1968, earthquake caused release of tectonic strain along three active faults at distances of 45 to 75 km from the epicenter. It is suggested that this mechanism of strain release is best described as "seismic shaking."

Chapter IV

The changes of apparent stress with depth are studied in the South American deep seismic zone. For shallow earthquakes the apparent stress is 20 bars on the average, the same as for earthquakes in the Aleutians and on Oceanic Ridges. At depths between 50 and 150 km the apparent stresses are relatively high, approximately 380 bars, and around 600 km depth they are again near 20 bars. The seismic efficiency is estimated to be 0.1. This suggests that the true stress is obtained by multiplying the apparent stress by ten. The variation of apparent stress with depth is explained in terms of the hypothesis of ocean floor consumption.

Síntese, caracterização e avaliação de materiais poliméricos com propriedades bactericidas

Nesta dissertação, foram preparados materiais poliméricos com atividade bactericida a partir de copolímeros de estireno (Sty) e divinilbenzeno (DVB) e de celulose bacteriana. Três copolímeros à base de Sty e DVB foram sintetizados através da técnica de polimerização em suspensão aquosa. Os copolímeros foram preparados com diferentes estruturas porosas, por meio da variação da composição do sistema diluente. Um copolímero comercial macrorreticulado, Amberlite XAD4, de elevada área superficial, também foi usado neste estudo com o objetivo de comparar sua estrutura polimérica e seu desempenho com o dos copolímeros sintetizados. Os copolímeros de Sty-DVB foram caracterizados por meio da densidade aparente, área específica, diâmetro médio de poros, volume de poros, microscopias ótica e eletrônica de varredura, grau de inchamento, espectrometria de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica e análise elementar. Os copolímeros de Sty-DVB foram modificados quimicamente através da reação de nitração, seguida da reação de redução do grupo nitro a amino e posterior reação de diazotação e hidrólise do grupo sal de diazônio. Os copolímeros modificados contendo os grupos NH2 e OH foram utilizados como suporte para a ancoragem das nanopartículas de prata. As partículas de prata foram obtidas pela redução dos íons Ag+ empregando-se cloridrato de hidroxilamina como redutor e PVP como protetor de colóide. O teor de prata impregnada foi determinado pelo método volumétrico. A celulose bacteriana (BC) foi empregada como uma matriz para impregnação de nanopartículas de prata. Membranas de BC foram impregnadas com solução aquosa de AgNO3, a seguir foi realizada a redução dos íons Ag+ com três diferentes agentes redutores (hidrazina, hidroxilamina e ácido ascórbico) empregando ou não protetor de colóide (PVP ou gelatina). As membranas de BC/Ag0 obtidas foram caracterizadas por difração de raios-X, análise termogravimétrica e microscopia eletrônica de varredura. A capacidade bactericida dos copolímeros de Sty-DVB, dos copolímeros funcionalizados e impregnados com prata e das membranas de BC/Ag0 foi avaliada através do método da contagem em placa contra suspensões de Escherichia coli, em diferentes concentrações (103 a 107 células/mL). Foi observado que os copolímeros de origem e os copolímeros modificados contendo os grupos NO2 e NH2 não apresentaram atividade bactericida contra suspensões de E. coli em nenhuma concentração. Por outro lado, os copolímeros modificados contendo o grupo OH apresentaram alguma atividade bactericida, embora abaixo do esperado devido à baixa incorporação de hidroxilas fenólicas. Os copolímeros modificados impregnados com Ag apresentaram maior ação bactericida do que os copolímeros modificados, o que comprova que a ação bactericida é devida às partículas de prata ancoradas nos copolímeros. Os copolímeros modificados contendo o grupo OH impregnados com Ag mesmo possuindo menores teores de prata apresentaram maior ação bactericida do que os copolímeros modificados contendo o grupo NH2 impregnados com Ag. A maior ação bactericida pode ser atribuída à combinação da atividade bactericida das partículas de prata com a atividade dos grupos hidroxilas fenólicas mesmo que estes grupos estejam pouco incorporados nos copolímeros. Os compósitos de BC/Ag0 exibiram atividade bactericida contra E. coli que foi atribuída à ação das nanoparticulas de prata obtidas quando foi empregada a hidroxilamina como agente redutor e a gelatina como protetor de colóide

Bacterial production of nitrate in aquatic systems: progress report. Nitrate-loss processes in raw water

This short interim progress report builds on previous progress reports which have described the quantification of the process both within and between lakes of different degrees of eutrophication. These data indicated that slight changes in methodology, particularly when investigating sediment deposits, could grossly affect the measured activity. The aim of the present research was an attempt to rationalize these differences. If this could be achieved it would enable meaningful interpretation of published data obtained using different methods and therefore enlarge the available database. In addition some observations have been made on the production of nitrite by Grasmere profundal sediment slurries sampled during the circulation period.

Variation in bacterial populations in time and space

Obtaining a reliable estimate of the bacterial population is one of the main problems facing the bacterial ecologist. The author discusses the various methods available and concludes that the observed variability in bacterial populations depends on the sampling interval used.

Expressão de fatores de virulência, mecanismos de resistência aos agentes antimicrobianos e análise molecular da resistência aos beta-lactâmicos de enterobactérias isoladas de bolsas periodontais

Em estudo anterior, as espécies de enterobactérias apresentando perfis variados de resistência aos antimicrobianos foram detectadas em 20% dos sítios com lesões periodontais de pacientes sadios do ponto de vista sistêmico. Tais cepas microbianas foram submetidas a investigações com o intuito de determinar à expressão de enzimas hidrolíticas para substratos diversos, a multirresistência aos agentes antimicrobianos e os mecanismos de resistência aos antimicrobianos da classe dos β lactâmicos. A maioria das amostras expressou atividade de gelatinase (65%), caseinase (30%) e elastase (10%). Lipase, lecitinase e DNase foram observadas apenas para Serratia marcescens. A multirresistência (considerado como a resistência a pelo menos dois agentes antimicrobianos de famílias diferentes) foi observada em 56% das amostras isoladas. A maioria das cepas foi resistentes à ampicilina (93,75%) e amoxicilina/ácido clavulânico (81,25%). Investigações sobre a resistência aos antibióticos β-lactâmicos mostraram que três amostras resistentes à cefalosporinas de 2 geração, apresentaram perfis plasmidiais de diferentes pesos moleculares. A expressão fenotípica de β-lacatamases, foi detectada nas cepas de Enterobacter cloacae (PcOM46 e PcOM5) e S. marcescens (PcOM63). No entanto, na análise molecular, não foi possível confirmar a expressão fenotípica de diferentes β-lactamases, com exceção do E. cloacae PcOM46, que apresentou amplificação para AmpC e blaTEM. Embora sensível à maioria dos antibióticos β-lactâmicos (exceção feita à ampicilina e amoxicilina / ácido clavulânico), amostra de S. marcescens PcOM68 apresentou amplificação para o gene blaSHV. Os experimentos de conjugação não detectaram a transferência de plasmídios para uma cepa de Escherichia coli K12 sensívei aos β-lactâmicos, o mesmo ocorreu nos procedimentos de transformação por eletroporação e por CaCl2, sugerindo uma resistência dependente de genes cromossomiais. A expressão de diferentes atividades enzimáticas, juntamente com a resistência aos antimicrobianos, aponta estes grupos de bactérias como agentes patogênicos potenciais capazes de contribuir para a patogênese e resposta à quimioterapia antimicrobiana nas doenças periodontais, além da disseminação sistêmica para outros locais do corpo, especialmente em indivíduos imunocomprometidos. A colonização prévia de lesões periodontais por espécies resistentes aos β-lactâmicos, pode contribuir para a disseminação destes genes relacionados à resistência aos antimicrobianos em ambientes hospitalares.

Decomposition in lake sediments: bacterial action and interaction

This review discusses the processes involved in the decomposition of organic carbon derived initially from structural components of algae and other primary producers. It describes how groups of bacteria interact in time and space in a eutrophic lake. The relative importance of anaerobic and aerobic processes are discussed. The bulk of decomposition occurs within the sediment. The role of bacteria in the nitrogen cycle and the iron cycle, and in sulphate reduction and methanogenesis as the terminal metabolism of organic carbon are described.

Atividade pró-trombótica da toxina ExoU de Pseudomonas aeruginosa detectada em modelos experimentais in vivo e in vitro

Pseudomonas aeruginosa é um importante agente de pneumonia, particularmente em pacientes submetidos à ventilação mecânica, que pode evoluir para sepse, com elevadas taxas de letalidade. Na sepse, o processo inflamatório sistêmico exacerbado favorece o desequilíbrio entre as vias de coagulação e fibrinólise e a instalação de um estado pró-coagulante, com o aparecimento de trombose microvascular, coagulação intravascular disseminada e falência de múltiplos órgãos. Conhecendo a potente atividade pró-inflamatória da toxina ExoU produzida por P. aeruginosa, decorrente de sua atividade fosfolipásica A2, o objetivo desta tese foi investigar seu potencial de indução de alterações hemostáticas relacionadas à patogênese da sepse. Utilizando modelo de sepse em camundongos inoculados, por via intratraqueal, com suspensões de P. aeruginosa produtora de ExoU (PA103) ou de cepa com deleção do gene exoU, não produtora da toxina, foi mostrado que ExoU determinou maior gravidade da infecção, maior taxa de letalidade, leucopenia, trombocitose, hiperpermeabilidade vascular e transudação plasmática, evidenciadas, respectivamente, pela maior concentração de proteínas nos lavados broncoalveolares (LBAs) e acúmulo do corante Azul de Evans, previamente inoculado nos animais, por via endovenosa, no parênquima renal. ExoU favoreceu, também, a ativação plaquetária, confirmada pela maior concentração de plaquetas expressando P-selectina em sua superfície, maior número de micropartículas derivadas de plaquetas e maior concentração plasmática de tromboxano A2. A histopatologia dos pulmões e rins dos animais infectados com PA103 confirmou a formação de microtrombos, que não foram detectados nos animais controles ou infectados com a cepa mutante. Nos pulmões, a produção de ExoU determinou intensa resposta inflamatória com maior concentração de leucócitos totais e polimorfonucleados, interleucina-6 e fator de necrose tumoral-α nos LBAs. A análise imunohistoquímica mostrou intensa deposição de fibrina nos alvéolos e septos interalveolares. A atividade pró-coagulante dependente do fator tissular detectada nos LBAs dos camundongos infectados com PA103 foi independente da produção do inibidor da via de ativação do fator tissular (TFPI), mas associada ao aumento da produção do inibidor do ativador do plasminogênio-1 (PAI-1). Para investigar a participação do fator de ativação plaquetária (PAF) na liberação de PAI-1, foi pesquisada a atividade da enzima PAF-acetil-hidrolase (PAF-AH) nos LBAs dos camundongos. A atividade de PAF-AH apresentou-se significativamente elevada nos LBA dos camundongos infectados com PA103. O tratamento dos animais com um inibidor do PAF, antes da infecção, resultou na diminuição significativa das concentrações de PAI-1 e de leucócitos totais, bem como da atividade pró-coagulante dos LBAs. In vitro, ExoU induziu maior expressão do RNA mensageiro de PAI-1 e maior liberação da proteína PAI-1 nos sobrenadantes de células epiteliais respiratórias da linhagem A549. O tratamento das células A549 com um anticorpo anti-receptor de PAF, antes da infecção, reduziu significativamente a concentração de PAI-1 nos sobrenadantes de células infectadas com a cepa selvagem. Estes resultados demonstraram um novo mecanismo de virulência de P. aeruginosa através da atividade pró-trombótica de ExoU e a possibilidade de utilização da identificação de ExoU em isolados clínicos de pacientes graves como um marcador prognóstico para estes pacientes.

Papel das hemaglutininas 67-72p de Corynebacterium diphtheriae na ligação a proteínas plasmáticas, superfícies celulares, invasão e indução de apoptose

Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae

Fibroblastos gengivais humanos em co-cultura com Aggregatibacter actinomycetemcomitans lisogênico induzem a liberação de fago

A relação entre bacteriófagos e virulência bacteriana é um modelo muito intrigante e pouco estudado na patogênese periodontal, uma vez que um patógeno periodontal pode ser lisogênico. O objetivo do nosso estudo é determinar a capacidade de fibroblastos gengivais humanos de induzir as cepas lisogênicas de Aggregatibacter actinomycetemcomitans. Dois experimentos foram realizados seguidos da titulação de fago. Os experimentos consistiram da co-cultura com fibroblastos gengivais humanos e três cepas de Aa [Aa29524, Aa2112, Aa29524(Ø2112)], não lisogênica, lisogênica e lisogênica induzida em laboratório, respectivamente. Em três momentos distintos (no experimento 1: 0, 2 e 4 horas; e no experimento 2: 2, 4 e 6 horas), o sobrenadante da co-cultura foi filtrado e cultivado overnight com a bactéria indicadora (Aa29524) e analisado para a capacidade de lisar a célula indicadora. Em ambos os experimentos, o sobrenadante da co-cultura de fibroblastos gengivais humanos com Aa lisogênico e Aa lisogênico induzido em laboratório, ao ser cultivado com a bactéria indicadora, promoveu lise da mesma, resultando no aumento da produção de fago. Pode-se concluir que, nesse estudo os fibroblastos gengivais humanos foram capazes de induzir cepas lisogênicas de Aggregatibacter actinomycetemcomitans.