Revisiting molecular diagnostics of Streptococcus pneumoniae

Streptococcus pneumoniae is a human pathobiont that colonizes the nasopharynx. S. pneumoniae is responsible for causing non-invasive and invasive disease such as otitis, pneumonia, meningitis, and sepsis, being a leading cause of infectious diseases worldwide. Due to similarities with closely related species sharing the same niche, it may be a challenge to correctly distinguish S. pneumoniae from its relatives when using only non-culture based methods such as real time PCR (qPCR). In 2007, a molecular method targeting the major autolysin (lytA) of S. pneumoniae by a qPCR assay was proposed by Carvalho and collaborators to identify pneumococcus. Since then, this method has been widely used worldwide. In 2013, the gene encoding for the ABC iron transporter lipoprotein PiaA, was proposed by Trzcinzki and collaborators to be used in parallel with the lytA qPCR assay. However, the presence of lytA gene homologues has been described in closely related species such as S. pseudopneumoniae and S. mitis and the presence of piaA gene is not ubiquitous between S. pneumoniae. The hyaluronate lyase gene (hylA) has been described to be ubiquitous in S. pneumoniae. This gene has not been used so far as a target for the identification of S. pneumoniae. The aims of our study were to evaluate the specificity, sensitivity, positive predicted value (PPV) and negative predicted value (NPV) of the lytA and piaA qPCR methods; design and implement a new assay targeting the hylA gene and evaluate the same parameters above described; analyze the assays independently and the possible combinations to access what is the best approach using qPCR to identify S. pneumoniae. A total of 278 previously characterized strains were tested: 61 S. pseudopneumoniae, 37 Viridans group strains, 30 type strains from other streptococcal species and 150 S. pneumoniae strains. The collection included both carriage and disease isolates. By Mulilocus Sequence Analysis (MLSA) we confirmed that strains of S. pseudopneumoniae could be misidentified as S. pneumoniae when lytA qPCR assay is used. The results showed that as a single target, lytA had the best combination of specificity, sensitivity, PPV and NPV being, 98.5%, 100.0%, 98.7% and 100.0% respectively. The combination of targets with the best values of specificity, sensibility, PPV and NPV were lytA and piaA, with 100.0%, 93.3%, 97.9% and 92.6%, respectively. Nonetheless by MLSA we confirmed that strains of S. pseudopneumoniae could be misidentified as S. pneumoniae and some capsulated (23F, 6B and 11A) and non-capsulated S. pneumoniae were not Identified using this assay. The hylA gene as a single target had the lowest PPV. Nonetheless it was capable to correctly identify all S. pneumoniae.

Obtenção e caracterização de queratinase de bacillus sp. P45 a partir de coprodutos e aplicação na produção de queijos cremosos enriquecidos com chia e quinoa

As proteases constituem 60-65% do mercado global das enzimas industriais e são utilizadas na indústria de alimentos no processo de amaciamento de carne, na síntese de peptídeos, preparo de fórmulas infantis, panificação, cervejarias, produtos farmacêuticos, diagnósticos médicos, como aditivos na indústria de detergentes e na indústria têxtil no processo de depilação e transformação do couro. Proteases específicas produzidas por micro-organismos queratinolíticos são chamadas de queratinases e distinguem-se de outras proteases pela maior capacidade de degradação de substratos compactos e insolúveis como a queratina. Atualmente, processos que apontem o uso total das matérias-primas e que não resultem em impactos negativos ao meio ambiente tem ganhado destaque. Dentro desta temática, destacam-se a reutilização da farinha de penas residual durante o cultivo do Bacillus sp. P45 para produção de proteases e a biomassa residual de levedura, ambas com elevados teores de proteínas, podendo ser utilizadas no cultivo do Bacillus sp. P45 para obtenção de proteases. O objetivo deste trabalho foi obter a enzima queratinase purificada em grandes quantidades, sua caracterização, bem como a sua aplicação em processos de coagulação enzimática do leite para o desenvolvimento de um queijo cremoso enriquecido com farinha de chia e quinoa. Além disso, aplicar diferentes coprodutos para produção de enzimas proteolíticas e queratinolíticas. A presente tese foi dividida em quatro artigos: no primeiro foi realizado a obtenção da queratinase purificada em maiores quantidades e a determinação dos parâmetros de estabilidade térmica e a influência de componentes químicos na atividade enzimática. A obtenção da enzima em maiores quantidades alcançou fatores de purificação de 2,6, 6,7 e 4,0 vezes, paras 1º SAB, 2º SAB e diafiltração, respectivamente. A recuperação enzimática alcançou valores de 75,3% para o 1º SAB, 75,1% no 2º sistema e 84,3% na diafiltração. A temperatura de 55ºC e o pH 7,5 foram determinados como ótimos para atividade da enzima queratinase. O valor da energia de desativação (Ed) médio foi de 118,0 kJ/mol e os valores de z e D variaram de 13,6 a 18,8ºC, e 6,9 a 237,3 min, respectivamente. Além disso a adição de sais (CaCl2, CaO, C8H5KO4 e MgSO4) elevou a atividade da enzima na presença destes compostos. O segundo artigo apresenta a aplicação da queratinase como coagulante de leite bovino e sua aplicação na obtenção de queijo cremoso enriquecido com chia e quinoa. A enzima mostrou atividade de coagulação semelhante ao coagulante comercial, na concentração de 30mg/mL. A enzima purificada foi empregada de forma eficiente na fabricação do queijo cremoso, que apresentou valores de pH de 5,3 e acidez de 0,06 a 0,1 mol/L, com elevação durante os 25 dias de armazenamento. O terceiro artigo apresenta o perfil do queijo cremoso enriquecido com farinha de chia e quinoa, o qual apresentou alto índice de retenção de água (>99,0%) e baixos valores de sinérese (<0,72%). Elevados teores de fibras foi verificado (3,0 a 5,0%), sugerindo seu consumo como fonte de fibras. As análises microbiológicas foram de acordo com a legislação vigente. Na análise sensorial foi verificado altos valores de suavidade ao paladar e verificado maiores valores de consistência e untabilidade nas amostras com maiores concentrações de nata e quinoa. O quarto artigo traz a extração de β-galactosidase por ultrassom e o uso da biomassa residual da levedura, bem como o uso de farinha de penas residuais como substrato para obtenção de proteases. O ultrassom foi eficiente para ruptura celular e extração de β-galactosidase, apresentando alta atividade (35,0 U/mL) e rendimento (876,0 U/g de biomassa). A maior atividade proteolítica (1300 U/mL em 32 h) e queratinolítica (89,2 U/mL) verificadas ocorreram utilizando-se a biomassa e a farinha de penas residuais, respectivamente. Maior produtividade proteolítica (40,8 U/mL/h) foi verificado no meio utilizando biomassa residual como substrato. Já a maior produtividade queratinolítica (2,8 U/mL/h) foi alcançada utilizando farinha de penas reutilizada.

Elaboración de una guía ambiental para el manejo limpio en el aprovechamiento energético de la biomasa residual

Bogotá (Colombia) : Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Programa de Ingeniería Ambiental y Sanitaria

Suplementação do solo com lodo de esgoto: efeito de aplicações frequentes e residual na produtividade do milho.

RESUMO: Neste trabalho foi avaliada a dinâmica do N mineral e a produtividade do milho em solo que vem, a longo tempo, recebendo aplicações de lodos de esgoto provenientes das estações de Tratamento de Franca e de Barueri, ou que recebeu lodo de esgoto por certo período de tempo. As aplicações iniciaram-se em 1999 a taxas que variaram na dose recomendada, tomando-se como base os requerimentos da planta em N, até uma taxa 8 vezes maior. Nos anos de 2004 e 2005 os lodos não foram aplicados. Em 2006 e 2007 somente foi aplicado o lodo de Franca. Os resultados deste trabalho referem-se às coletas de solo feitas no ano agrícola 2007/2008. Os tratamentos com lodo foram comparados com o tratamento com fertilização mineral (FM) e com o tratamento testemunha (T), que não recebeu fertilizantes e nem lodo. Os teores de N no solo aumentaram com as doses do lodo de Franca, o que não ocorreu com o lodo de Barueri. As produtividades do milho foram maiores nos tratamentos com o lodo de Franca e não diferiram com as doses aplicadas. Nos tratamentos com o lodo de Barueri as produtividades foram menores que as obtidas com o lodo de Franca, mas foram semelhantes às obtidas no tratamento com FM. A menor produtividade foi obtida no tratamento T. Os maiores teores de N totais nos grãos foram obtidos nos tratamentos com o lodo de Franca sem diferença entre as doses.

The transformed-stationary approach: a generic and simplified methodology for non-stationary extreme value analysis

Statistical approaches to study extreme events require, by definition, long time series of data. In many scientific disciplines, these series are often subject to variations at different temporal scales that affect the frequency and intensity of their extremes. Therefore, the assumption of stationarity is violated and alternative methods to conventional stationary extreme value analysis (EVA) must be adopted. Using the example of environmental variables subject to climate change, in this study we introduce the transformed-stationary (TS) methodology for non-stationary EVA. This approach consists of (i) transforming a non-stationary time series into a stationary one, to which the stationary EVA theory can be applied, and (ii) reverse transforming the result into a non-stationary extreme value distribution. As a transformation, we propose and discuss a simple time-varying normalization of the signal and show that it enables a comprehensive formulation of non-stationary generalized extreme value (GEV) and generalized Pareto distribution (GPD) models with a constant shape parameter. A validation of the methodology is carried out on time series of significant wave height, residual water level, and river discharge, which show varying degrees of long-term and seasonal variability. The results from the proposed approach are comparable with the results from (a) a stationary EVA on quasi-stationary slices of non-stationary series and (b) the established method for non-stationary EVA. However, the proposed technique comes with advantages in both cases. For example, in contrast to (a), the proposed technique uses the whole time horizon of the series for the estimation of the extremes, allowing for a more accurate estimation of large return levels. Furthermore, with respect to (b), it decouples the detection of non-stationary patterns from the fitting of the extreme value distribution. As a result, the steps of the analysis are simplified and intermediate diagnostics are possible. In particular, the transformation can be carried out by means of simple statistical techniques such as low-pass filters based on the running mean and the standard deviation, and the fitting procedure is a stationary one with a few degrees of freedom and is easy to implement and control. An open-source MAT-LAB toolbox has been developed to cover this methodology, which is available at https://github.com/menta78/tsEva/(Mentaschi et al., 2016).

Predicted residual activity of rilpivirine in HIV-1 infected patients failing therapy including NNRTIs efavirenz or nevirapine

This is an open access article under the CC BY-NC-ND license - http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Efeito residual da aplicação de biosólido na cultura do milho.

EFEITO RESIDUAL DA APLICAÇÃO DE BIOSÓLIDO NA CULTURA DO MILHO. MA039 Fernanda Ardilha dos Santos1; Fernanda Gonçalves Serrenho1; Germana Breves Rona1; Sarai de Alcantara1; Daniel Vidal Perez2; Wagner Bettiol3 ; Waldemore Moriconi3, fernanda.ardilha@oi.com.br (1) Instituto de Química, UFRJ, (2) Embrapa Solos, RJ, (3) Embrapa Meio Ambiente (INTRODUÇÃO) A operação de uma Estação de Tratamento de Esgoto visa diminuir a carga poluente que seria lançada nos corpos receptores. Porém um novo problema é gerado: a disposição do lodo de esgoto, ou biossólido. Uma opção seria a disposição em aterro sanitário, que agrava ainda mais o problema de manejo do lixo urbano. Uma alternativa razoável seria a sua utilização como condicionador de solo e/ou fertilizantes, já que o biossólido promove a reciclagem de matéria orgânica e nutrientes. Entretanto, metais pesados são facilmente encontrados na composição de um biossólido. A utilização desse material para fins agrícolas pode causar alterações nos teores desses metais e na sua dispersão, tanto na fase sólida quanto na líquida do solo, com conseqüências ainda pouco conhecidas para nossas condições. O objetivo deste trabalho é estudar o impacto causado pelo uso agrícola do biossólido, de origem doméstica/industrial, nos teores e na evolução dos elementos Mn, Zn, Cu, Ni, Cd e Cr. (METODOLOGIA) A área experimental situou-se em Jaguariúna (SP), em Latossolo Vermelho Distroférrico (textura argilosa). O delineamento experimental escolhido foi o de fatorial (2 x 6) em blocos ao acaso, com 3 repetições, em que um tratamento correspondeu a uma dose aplicada, antes do plantio de milho, do lodo de esgoto. Os tratamentos estudados constaram de uma Testemunha Absoluta, Testemunha convencional (NPK), 1, 2, 4 e 8 vezes a dose de lodo de esgoto, calculada com base na adubação de N, requerida pela cultura do milho. O outro tratamento se refere ao tipo de lodo de esgoto utilizado, que foi fornecido pela SABESP, a saber: Barueri (Industrial) e de Franca (Doméstico), em SP. A amostragem ocorreu em novembro de 2004,2005,2006 e 2007 sendo a profundidade de coleta de 0-20cm. A técnica de extração seqüencial utilizada foi a descrita por Wasserman et al. (2005). As determinações analíticas dos metais estudados foram realizadas por ICP-OES(PE OPTIMA 3000). (RESULTADOS) Para o Zn, com o aumento da dose aplicada, observa-se um aumento significativo na concentração das fases 1e 2 e em menor grau na fase 5. Para o Cu observa-se um aumento na concentração de todas as frações em função do aumento da dose aplicada de lodo sendo a fase 5 desprezível. Nota-se que, apesar da tendência do Cu formar complexos com a matéria orgânica, é a fase 2 a mais representativa, sendo que a fase 1 apresenta alguma importância nas doses mais elevadas. O Cr sofreu um aumento na concentração total com o aumento da dose de lodo aplicada, apresentando um incremento nas concentrações de todas as fases exceto a fase 5. Todas as concentrações totais dos elementos estudados aumentaram em função do aumento das doses de lodo aplicadas. Vale ressaltar que o ano de 2003 foi o último onde houve aplicação do biossólido. Portanto, a amostragem feita em 2006 já se refere a um estudo de atenuação natural. Ademais, os resultados são relativos a aplicação do lodo de Barueri já que este apresenta concentrações metálicas mais elevadas e o comportamento dos elementos são semelhantes para distintoas fontes de lodo. (CONCLUSÃO) As concentrações nas fases aumentaram em função do aumento da concentração de lodo utilizada. As fases 1 e 2 apresentam importância neste sentido sendo este um motivo de grande preocupação, por serem frações biodisponíveis, podendo agravar seriamente, os riscos de contaminação pelos metais em questão. No entanto, as concentrações encontradas são bem menores que aquelas recomendadas pela CONAMA no375/2006 . Isto indica que a utilização do lodo oriundo das ETES na agricultura é uma solução bastante viável para sua disposição final, sendo uma prática já adotada em vários países (Ludivice et al, 2000). Agradecimentos: CNPq, FAPERJ, FUJB, EMBRAPA

DYNAMIC MODEL BASED STATE ESTIMATION IN A HEAVY DUTY DIESEL AFTERTREATMENT SYSTEM FOR ONBOARD DIAGNOSTICS AND CONTROLS

Estimating un-measurable states is an important component for onboard diagnostics (OBD) and control strategy development in diesel exhaust aftertreatment systems. This research focuses on the development of an Extended Kalman Filter (EKF) based state estimator for two of the main components in a diesel engine aftertreatment system: the Diesel Oxidation Catalyst (DOC) and the Selective Catalytic Reduction (SCR) catalyst. One of the key areas of interest is the performance of these estimators when the catalyzed particulate filter (CPF) is being actively regenerated. In this study, model reduction techniques were developed and used to develop reduced order models from the 1D models used to simulate the DOC and SCR. As a result of order reduction, the number of states in the estimator is reduced from 12 to 1 per element for the DOC and 12 to 2 per element for the SCR. The reduced order models were simulated on the experimental data and compared to the high fidelity model and the experimental data. The results show that the effect of eliminating the heat transfer and mass transfer coefficients are not significant on the performance of the reduced order models. This is shown by an insignificant change in the kinetic parameters between the reduced order and 1D model for simulating the experimental data. An EKF based estimator to estimate the internal states of the DOC and SCR was developed. The DOC and SCR estimators were simulated on the experimental data to show that the estimator provides improved estimation of states compared to a reduced order model. The results showed that using the temperature measurement at the DOC outlet improved the estimates of the CO , NO , NO2 and HC concentrations from the DOC. The SCR estimator was used to evaluate the effect of NH3 and NOX sensors on state estimation quality. Three sensor combinations of NOX sensor only, NH3 sensor only and both NOX and NH3 sensors were evaluated. The NOX only configuration had the worst performance, the NH3 sensor only configuration was in the middle and both the NOX and NH3 sensor combination provided the best performance.

Life cycle assessment of residual forestry biomass chips at a power plant: a Portuguese case study

The residual forest biomass (RFB) sector has been experiencing strong development at European level and particularly in Portugal mainly due to the increase of energy production from renewable sources. The aim of this study is to assess the environmental impacts of eucalyptus RFB chips production chain in Portugal. The environmental and economic impact comparison of the processes included in the production chain is presented as well. The environmental impacts were calculated by the life cycle assessment approach described in the ISO 14040 series of standards. The production chain assessed included all processes from eucalyptus forest until the delivery of RFB chips at the power plant. The main conclusion of this study is that eucalyptus wood production is the process that presents the greatest environmental impact through the product life cycle.