Gold nanoprobes for assessing expression of critical genes in the infection pathway of MRSA

Staphylococcus aureus is an important opportunistic pathogen that can cause a wide variety of diseases from mild to life-threatening conditions. S. aureus can colonize many parts of the human body but the anterior nares are the primary ecological niche. Its clinical importance is due to its ability to resist almost all classes of antibiotics available together with its large number of virulence factores. MRSA (Methicillin-Resistant S. aureus) strains are particularly important in the hospital settings, being the major cause of nosocomial infections worldwide. MRSA resistance to β-lactam antibiotics involves the acquisition of the exogenous mecA gene, part of the SCCmec cassette. Fast and reliable diagnostic techniques are needed to reduce the mortality and morbidity associated with MRSA infections, through the early identification of MRSA strains. The current identification techniques are time-consuming as they usually involves culturing steps, taking up to five days to determine the antibiotic resistance profile. Several amplification-based techniques have been developed to accelerate the diagnosis. The aim of this project was to develop an even faster methodology that bypasses the DNA amplification step. Gold-nanoprobes were developed and used to detect the presence of mecA gene in S. aureus genome, associated with resistance traits, for colorimetric assays based on non-crosslinking method. Our results showed that the mecA and mecA_V2 gold-nanoprobes were sensitive enough to discriminate the presence of mecA gene in PCR products and genomic DNA (gDNA) samples for target concentrations of 10 ng/μL and 20 ng/μL, respectively. As our main objective was to avoid the amplification step, we concluded that the best strategy for the early identification of MRSA infection relies on colorimetric assays based on non-crosslinking method with gDNA samples that can be extracted directly from blood samples.

Activity of natural killer cells during HIV-1 infection in Brazilian patients

Natural killer cells are increasingly being considered an important component of innate resistance to viruses, but their role in HIV infection is controversial. Some investigators have found that natural killer cells do not confer a protective effect during the progression of HIV disease, whereas others have shown that natural killer cells may be protective and retard the progression of the disease, either through their lytic activity or by a chemokine-related suppression of HIV replication. In this study, we analyzed functional alterations in the activity of natural killer cells during HIV-1 infection using a natural killer cells activity assay with K562 cells as targets. RESULTS: Our results show that the activity of natural killer cells decreases only in the advanced phase of HIV infection and when high (40:1) effector cell-target cell ratios were used. The depression at this stage of the disease may be related to increased levels of some viral factors, such as gp120 or gag, that interfere with the binding capacity of natural killer cells, or to the decreased production of natural killer cells -activity-stimulating cytokines, such as IFN-a and IL-12, by monocytes, a subset of cells that are also affected in the late stage of HIV infection. The data suggest that decreased natural killer cells cell activity may contribute to the severe impairment of the immune system of patients in the late stages of HIV infection.

Prevalence rates of infection in intensive care units of a tertiary teaching hospital

OBJECTIVE: To determine the prevalence rates of infections among intensive care unit patients, the predominant infecting organisms, and their resistance patterns. To identify the related factors for intensive care unit-acquired infection and mortality rates. DESIGN: A 1-day point-prevalence study. SETTING:A total of 19 intensive care units at the Hospital das Clínicas - University of São Paulo, School of Medicine (HC-FMUSP), a teaching and tertiary hospital, were eligible to participate in the study. PATIENTS: All patients over 16 years old occupying an intensive care unit bed over a 24-hour period. The 19 intensive care unit s provided 126 patient case reports. MAIN OUTCOME MEASURES: Rates of infection, antimicrobial use, microbiological isolates resistance patterns, potential related factors for intensive care unit-acquired infection, and death rates. RESULTS: A total of 126 patients were studied. Eighty-seven patients (69%) received antimicrobials on the day of study, 72 (57%) for treatment, and 15 (12%) for prophylaxis. Community-acquired infection occurred in 15 patients (20.8%), non- intensive care unit nosocomial infection in 24 (33.3%), and intensive care unit-acquired infection in 22 patients (30.6%). Eleven patients (15.3%) had no defined type. The most frequently reported infections were respiratory (58.5%). The most frequently isolated bacteria were Enterobacteriaceae (33.8%), Pseudomonas aeruginosa (26.4%), and Staphylococcus aureus (16.9%; [100% resistant to methicillin]). Multivariate regression analysis revealed 3 risk factors for intensive care unit-acquired infection: age > 60 years (p = 0.007), use of a nasogastric tube (p = 0.017), and postoperative status (p = 0.017). At the end of 4 weeks, overall mortality was 28.8%. Patients with infection had a mortality rate of 34.7%. There was no difference between mortality rates for infected and noninfected patients (p=0.088). CONCLUSION: The rate of nosocomial infection is high in intensive care unit patients, especially for respiratory infections. The predominant bacteria were Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa, and Staphylococcus aureus (resistant organisms). Factors such as nasogastric intubation, postoperative status, and age ³60 years were significantly associated with infection. This study documents the clinical impression that prevalence rates of intensive care unit-acquired infections are high and suggests that preventive measures are important for reducing the occurrence of infection in critically ill patients.

Comparison of catheter-related infection risk in two different long-term venous devices in adult hematology-oncology patients

PURPOSE: Infection is the leading complication of long-term central venous catheters, and its incidence may vary according to catheter type. The objective of this study was to compare the frequency and probability of infection between two types of long-term intravenous devices. METHODS: Retrospective study in 96 onco-hematology patients with partially implanted catheters (n = 55) or completely implanted ones (n = 42). Demographic data and catheter care were similar in both groups. Infection incidence and infection-free survival were used for the comparison of the two devices. RESULTS: In a median follow-up time of 210 days, the catheter-related infection incidence was 0.2102/100 catheter-days for the partially implanted devices and 0.0045/100 catheter-days for the completely implanted devices; the infection incidence rate was 46.7 (CI 95% = 6.2 to 348.8). The 1-year first infection-free survival ratio was 45% versus 97%, and the 1-year removal due to infection-free survival ratio was 42% versus 97% for partially and totally implanted catheters, respectively (P <.001 for both comparisons). CONCLUSION: In the present study, the infection risk was lower in completely implanted devices than in partially implanted ones.

Tuberculosis and HIV co-infection

Tuberculosis (TB) and human immunodeficiency virus/acquired immunodeficiency syndrome (HIV/AIDS) constitute the main burden of infectious disease in resource-limited countries. In the individual host, the two pathogens, Mycobacterium tuberculosis and HIV, potentiate one another, accelerating the deterioration of immunological functions. In high-burden settings, HIV coinfection is the most important risk factor for developing active TB, which increases the susceptibility to primary infection or reinfection and also the risk of TB reactivation for patients with latent TB. M. tuberculosis infection also has a negative impact on the immune response to HIV, accelerating the progression from HIV infection to AIDS. The clinical management of HIV-associated TB includes the integration of effective anti-TB treatment, use of concurrent antiretroviral therapy (ART), prevention of HIV-related comorbidities, management of drug cytotoxicity, and prevention/treatment of immune reconstitution inflammatory syndrome (IRIS).

Pseudomonas aeruginosa diversification during infection development in cystic fibrosis lungs

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)

Goblet cell density association with tear function and ocular surface physiology

Purpose: To determine the relationship of goblet cell density (GCD) with tear function and ocular surface physiology. Methods: This was a cross-sectional study conducted in 35 asymptomatic subjects with mean age 23.8±3.6 years. Tear film assessment, conjunctiva and cornea examination were done in each subject. Conjunctival impression cytology was performed by applying Nitrocellulose Millipore MFTM-Membrane filter over the superior bulbar conjunctiva. The filter paper was than fixed with 96% ethanol and stained with Periodic Acid Schiff, Hematoxylin and Eosin. GCD was determined by optical microscopy. Relation between GCD and Schirmer score, tear break-up time (TBUT), bulbar redness, limbal redness and corneal staining was determined. Results: The mean GCD was 151±122 cells/mm2. GCD was found higher in eyes with higher Schirmer score but it was not significant (p = 0.75). There was a significant relationship ofGCDwith TBUT (p = 0.042). GCD was not correlated with bulbar redness (p = 0.126), and limbal redness (p = 0.054) as well as corneal staining (p = 0.079). No relationship of GCD with age and gender of the subjects (p > 0.05) was observed. Conclusion: GCD was found correlated with TBUT but no significant correlation was found with the aqueous portion of the tear, limbal as well as bulbar redness and corneal staining.

MMP-9/RECK imbalance: a mechanism associated with high-grade cervical lesions and genital infection by Human Papillomavirus (HPV) and Chlamydia trachomatis

"Manuscript"

HPV DNA testing with cytology triage in cervical cancer screening: Influence of revealing HPV infection status

BACKGROUND: Knowledge of cervical human papillomavirus (HPV) status might influence a cytotechnician's assessment of cellular abnormalities. The authors compared original cytotechnicians' Papanicolaou (Pap) readings for which HPV status was concealed with Pap rereads for which HPV status was revealed separately for 3 screening populations. METHODS: Previously collected cervical Pap smears and clinical data were obtained from the Canadian Cervical Cancer Screening Trial (study A), the Democratic Republic of Congo Community-Based Screening Study (study B), and the Brazilian Investigation into Nutrition and Cervical Cancer Prevention (study C). Smears were reread with knowledge of HPV status for all HPV-positive women as well as a sample of HPV-negative women. Diagnostic performance of Pap cytology was compared between original readings and rereads. RESULTS: A total of 1767 Pap tests were reread. Among 915 rereads for HPV-positive women, the contrast between "revealed" and "concealed" Pap readings demonstrated revisions from negative to positive results for 109 women (cutoff was atypical squamous cells of undetermined significance or worse) and 124 women (cutoff was low-grade squamous intraepithelial lesions [LSIL] or worse). For a disease threshold of cervical intraepithelial neoplasia of grade 2 or worse, specificity significantly declined at the atypical squamous cells of undetermined significance cutoff for studies A (86.6% to 75.3%) and C (42.5% to 15.5%), and at the LSIL cutoff for study C (61.9% to 37.6%). Sensitivity remained nearly unchanged between readings, except in study C, in which reread performance was superior (91.3% vs 71.9% for the LSIL cutoff). CONCLUSIONS: A reduction in the diagnostic accuracy of Pap cytology was observed when revealing patients' cervical HPV status, possibly due to a heightened awareness of potential abnormalities, which led to more false-positive results. Cancer (Cancer Cytopathol) 2015. (c) 2015 American Cancer Society.

Effect of hormonal changes on corneal biomechanical properties and anterior segment ocular perameters

Dissertação de mestrado em Optometria Avançada

Insights into bacterial colony morphology evolution and diversification during infection development in cystic fibrosis

Tese de Doutoramento em Engenharia Biomédica.

Aspergillus infection in the ascending aorta of a patient with aortic and mitral valve prostheses

We report the case of implantation of metallic mitral and aortic valve prostheses 6 months earlier, with subsequent multiple embolic episodes. The anatomicopathological examination of the thrombus of the third embolic episode was compatible with Aspergillus sp, which was treated with amphotericin B, followed by oral itraconazole. On the fourth embolism, vegetations were visualized in the ascending aorta on echocardiography and resonance imaging, and the patient underwent replacement of the aortic segment by a Haemashield tube and exploration of the aortic prosthesis, which was preserved, because no signs of endocarditis were found. Four months later, the patient died due to cardiogenic shock secondary to acute myocardial infarction caused by probable coronary embolism and partial dysfunction of the aortic prosthesis.

Agentes deletéreos para Trypanosoma cruzi: Patogenia de la infección de placenta humana en la enfermedad congénita de Chagas, in vitro. Deleterious agents to Trypanosoma cruzi: Pathogenia of the human placenta infection in the congenital Chagas disease.

Trypanosoma cruzi, agente causal del Chagas, atraviesa la barrera placentaria y produce la enfermedad congénita. Objetivo general: Analizar si el T. cruzi, agente causal del Chagas, produce alteraciones trofoblásticas de las vellosidades coriónicas mediadas por óxido nítrico (principal agente deletéreo contra T. cruzi) y estrés oxidativo con variaciones que pudieran depender de la disponibiidad de L-arginine, sobre placentas en modelos in vitro de co-cultivos de explantos de vellosidades coriónicas, de sinciciotrofoblasto aislado y de células derivadas del trofoblasto de placentas humanas en interacción con distintas cepas del Trypanosoma cruzi, que pudieran dar alguna luz en la explicación de mecanismos involucrados en la infección placentaria y en algunos síndromes clínicos de la transmisión congénita del Chagas. Objetivos Específicos: a) Describir alteraciones estructurales y presencia de T. cruzi en vellosidades coriónicas de placentas humanas procedentes de co-cultivos con Trypanosoma cruzi in vitro (y sus respectivos controles), mediante técnicas histológicas y PCR analizando secuencias de ADN específicas del parásito.b) Establecer la localización y expresión proteica y la expresión transcripcional de las isoformas II y III de la Öxido Nítrico Sintasa sobre la misma población muestral de (a) mediante técnicas inmunohistoquímica, RT-PCR y semicuantificación con software adecuado. c) Analizar la susceptibilidad a la infección por el T. cruzi del citotrofoblasto (CTB) y sinciciotrofoblasto (STB) placentario aislado in vitro. d) Determinar concentraciones de óxido nítrico y estrés oxidativo del sinciciotrofoblasto (STB) aislado ante la infección por T. cruzi. e) Relacionar concentraciones de L-arginina con infección del trofoblasto aislado. f) Relacionar inhibiciones de la eNOS y de la arginasa con infección trofoblástica y óxido nítrico producido.Se emplearán métodos y técnicas de Biología celular y molecular, mediciones hormonales, enzimáticas, proteicas, parasitarias y bioquímicas en medios sobrenadantes de cultivo, de inmuno-detección de epitopes proteicos en tejidos, expresión de ARN por RT-PCR, Western blot, detección de DNA en tejidos por PCR, Cuantificaciones morfométricas. En general, el presente proyecto podría redundar en beneficios para un sector de la población de las áreas endémicas para esta enfermedad de bajos recursos económicos, sociales y culturales, mediante la obtención de datos que pudieran explicar algunos mecanismos de síndromes clínicos descriptos en esta patología y que pudieran participar en la transmisión congénita de la enfermedad de Chagas.

Rol de la infección bacteriana en el desarrollo y progresión del cáncer prostático. Influence of bacterial infection in the development and progression of prostatitic cancer.

En la patogénesis del cáncer, factores microambientales como la inflamación están estrechamente vinculados al desarrollo y crecimiento tumoral, sustentando la clásica hipótesis de Virchow del origen del cáncer en sitios de inflamación crónica, la cual incitaría a carcinogénesis por múltiples factores. Estudios previos en este laboratorio evidenciaron en un modelo de prostatitis bacteriana agudo con E. coli, profundos cambios estromales semejantes al "estroma reactivo", con predominio de miofibroblasto, que se genera en el cáncer. En correlación, existe abundante evidencia obtenida en modelos experimentales animales confirmando que el microambiente estromal en el cual se desarrollan los tumores epiteliales influencia profundamente la progresión tumoral. El rol protagónico del estroma del huésped en el crecimiento neoplásico, también se ha demostrado inoculando la misma línea tumoral en diferentes tejidos y analizando su comportamiento en comparación con su implantación en el sitio anatómico original del tumor (implante ortotópico); otro factor clave en la repuesta del huésped al tumor está dado por el infiltrado de células inmunes que puede favorecer o limitar el crecimiento tumoral de acuerdo al perfil de citoquinas que secreten. Teniendo en cuenta estos antecedentes, este proyecto tiene como Objetivo General estudiar la influencia de la infección bacteriana crónica en la inducción y evolución del cáncer prostático. Para ello trabajaremos in vivo con dos formas de formas de Tumores Prostáticos, un Tumor Inducido por combinación del carcinógeno N-methyl-N-nitrosourea (MNU) y testosterona; el segundo mediante Transplante Ortotópico de células tumorales prostáticas MAT-LU. En ambos modelos se inducirá previamente una prostatitis bacteriana, a fin de estudiar los efectos de la prostatitis en la inducción del tumor en el primer modelo, y en la implantación de las células tumorales en el segundo. También se inducirá prostatitis después de establecido el tumor por ambos procedimientos, a fin de determinar si la prostatitis bacteriana modula la progresión neoplásica. Finalmente, proponemos un modelo in vitro que permita estudiar la interacción tumor/estroma separado de la influencia del sistema inmune. A tal fin se utilizarán co-cultivos combinando células tumorales con estromales modificadas de diferente modo. La Inducción de Tumores Prostáticos se realizará en ratas de la cepa Wistar adultas, en las cuales se inducirán lesiones displásicas y neoplásicas siguiendo protocolos de carcinogénesis prostática por MNU, para lo cual es necesario el tratamiento previo con acetato de ciprosterona y propionato de testosterona, seguido por administración crónica de testosterona. Los estudios con Transplante Ortotópico de células tumorales se realizarán en ratas Copenhagen. La influencia de la infección bacteriana en el desarrollo tumoral será investigada inyectando E. coli intraprostáticamente: Se realizará Análisis Macroscópico, de Parámetros Morfológicos de las lesiones tumorales, grado de malignidad, extensión e invasión de las lesiones de acuerdo a consensos internacionales, y Bioquímicos mediante análisis de la expresión, por IHQ y WB, de fosfatasa ácida, citoqueratina 8, Prostatic Binding Protein, PTEN (gen supresor tumoral) y el receptor de Andrógenos, todos parámetros de actividad y de transformación celular. También se evaluará apoptosis por TUNEL y proliferación celular. Los cambios del compartimiento estromal en respuesta al implante tumoral y la influencia de la inflamación bacteriana se evaluarán mediante análisis morfológico e inmunocitoquímico, caracterizando el fenotipo de las poblaciones celulares con a-actina, vimentina, calponina y tenascina. Se espera que los resultados aporten evidencias acerca de las interacciones bidireccionales entre células neoplásicas prostáticas y su entorno estromal, que en un futuro puedan servir como base para establecr estrategias para prevenir y/o modificar el crecimiento neoplásico.

Estudio de los mecanismos inmunosupresores involucrados en la cronicidad de la infección intramamaria por staphylococcus aureus en bovinos. Immunosuppressive mechanisms involved in intrammary chronic infection by staphylococcus aureus in bovine.

La producción de productos lácteos conforma un complejo productivo de larga trayectoria en Argentina, con grandes transformaciones en el sector lechero en los últimos años. La provincia de Córdoba es una de las principales áreas de producción lechera, participando del 34.5 por ciento de la producción nacional. Esta provincia cuenta con un alto número de industrias, principalmente localizadas en la cuenca de Villa María, y concentra el 35 por ciento de los establecimientos lecheros del país. La Mastitis bovina (MB) es la principal causa de pérdidas económicas para el productor y la industria láctea a nivel mundial y regional, por lo cual se plantea la necesidad de mejorar la calidad higiénica y sanitaria de la leche a través de un mayor control de la mastitis. La MB es una inflamación de la glándula mamaria (GM) asociada a una infección bacteriana. Es la enfermedad más común y de mayor incidencia en el ganado lechero, siendo la principal causa de pérdidas económicas para la industria láctea a nivel mundial. Las medidas actuales de control de MB están basadas en prácticas de higiene apropiadas, reducción de la exposición ambiental al patógeno y terapia antibiótica del ganado, las cuales no son totalmente efectivas en el control de la infección. La defensa de la GM contra los patógenos causantes de MB depende de factores anatómicos, celulares y solubles, siendo la eficiencia de esos mecanismos la que determina la resistencia a nuevas infecciones. Los mediadores inmunes innatos y adquiridos de los tejidos y secreciones de la GM actúan en forma coordinada en la protección de la glándula contra enfermedades contagiosas. Staphylococcus aureus es el agente etiológico más importante en la mastitis. Esta bacteria evade la respuesta inmune inflamatoria mediante la inducción de mecanismos inmunosupresores, llevando a la patología a un curso crónico. S. aureus además puede colonizar el tejido epitelial y formar películas bacterianas conocidas como biofilms. Así, S. aureus adquiere más resistencia a la terapia antibiótica y a la acción del sistema inmunológico determinando la persistencia de la enfermedad. Nuestra hipótesis es que una respuesta inmune desarrollada en un microambiente particular de citoquinas, quimioquinas y células, podría contribuir a la evasión del patógeno y al desarrollo de una infección crónica. El polisacárido Quitosano (Q) presenta un efecto antibacteriano e inmunoestimulante en cultivos de células inmunes de ganado bovino, un efecto protectivo en modelos murinos de mastitis y actividad anti-biofilms de distintas cepas bacterianas. Por sus propiedades intrínsecas, este polisacárido es un candidato ideal en la regulación de las respuestas inmunológicas. El objetivo de este proyecto es caracterizar el microambiente local y sistémico, las señales inducidas por el microorganismo que promueven una falla inmunológica y caracterizar el efecto de Q sobre las respuestas generadas en la GM, mediante la realización de numerosos estudios in vivo e in vitro. Las estrategias para controlar la MB por S. aureus y disminuir el impacto de esta patología en la industria láctea, podrían orientarse a la manipulación del sistema inmunológico de la GM bovina a fin de incrementar los mecanismos de defensa naturales del huésped. Los resultados que se desprendan del proyecto permitirán adquirir conocimiento para el desarrollo de nuevas estrategias de inmunointervención a fin de controlar la MB por S. aureus y disminuir el impacto de esta patología en la industria láctea. Siendo la MB una patología relevante no solo en lo que hace a status sanitario animal, línea prioritaria definida en el Plan Estratégico Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación "Bicentenario 2006-2010", sino también a las implicancias económicas de esta problemática, y dado el desarrollo de la actividad lechera en la región y en el país, los resultados obtenidos podrían tener un importante impacto socioeconómico.