PHYLOViZ: phylogenetic inference and data visualization for sequence based typing methods

Background: With the decrease of DNA sequencing costs, sequence-based typing methods are rapidly becoming the gold standard for epidemiological surveillance. These methods provide reproducible and comparable results needed for a global scale bacterial population analysis, while retaining their usefulness for local epidemiological surveys. Online databases that collect the generated allelic profiles and associated epidemiological data are available but this wealth of data remains underused and are frequently poorly annotated since no user-friendly tool exists to analyze and explore it. Results: PHYLOViZ is platform independent Java software that allows the integrated analysis of sequence-based typing methods, including SNP data generated from whole genome sequence approaches, and associated epidemiological data. goeBURST and its Minimum Spanning Tree expansion are used for visualizing the possible evolutionary relationships between isolates. The results can be displayed as an annotated graph overlaying the query results of any other epidemiological data available. Conclusions: PHYLOViZ is a user-friendly software that allows the combined analysis of multiple data sources for microbial epidemiological and population studies. It is freely available at http://www.phyloviz.net.

Antimicrobial activity of quinoxaline 1,4-dioxide and three derivatives

O presente trabalho descreve o estudo da actividad e antimicrobiana de quarto derivados da quinoxalina N,N-dióxido: quinoxalina 1,4-dióxido, 2-metilquinoxalina 1,4- dióxido, 6-cloro-2,3-dimetilquinoxalina 1,4-dióxido e 3-benzoil-2-metilquinoxalina 1,4- dióxido contra as estirpes bacterianas Geobacillus stearothermophilus ATCC 10149, Escherichia coli ATCC 25922, Escherichia coli HB101, Escherichia coli (blaTEM, blaCTX-M) e Salmonella (blaCTX-M), assim como contra a estirpe de levedura Saccharomyces cerevisiae PYCC 4072. A determinação da concentração mínima inibitória (MIC) foi realizada pelo método de diluição. Os valores de MIC’s foram estimados para cada composto e estirpe. Os resultados obtidos sugerem potenciais novas drogas para quimioterapia.

Electrochemical immunosensor for multiplexed detection of food-borne pathogens using nanocrystal bioconjugates and MWCNT screen-printed electrode

Bacterial food poisoning is an ever-present threat that can be prevented with proper care and handling of food products. A disposable electrochemical immunosensor for the simultaneous measurements of common food pathogenic bacteria namely Escherichia coli O157:H7 (E. coli), campylobacter and salmonella were developed. The immunosensor was fabricated by immobilizing the mixture of anti-E. coli, anticampylobacter and anti-salmonella antibodies with a ratio of 1:1:1 on the surface of the multiwall carbon nanotube-polyallylamine modified screen printed electrode (MWCNT-PAH/SPE). Bacteria suspension became attached to the immobilized antibodies when the immunosensor was incubated in liquid samples. The sandwich immunoassay was performed with three antibodies conjugated with specific nanocrystal ( -E. coli-CdS, -campylobacter-PbS and -salmonella-CuS) which has releasable metal ions for electrochemical measurements. The square wave anodic stripping voltammetry (SWASV) was employed to measure released metal ions from bound antibody nanocrystal conjugates. The calibration curves for three selected bacteria were found in the range of 1 × 103 – 5 × 105 cells mL−1 with the limit of detection (LOD) 400 cells mL−1 for salmonella, 400 cells mL−1 for campylobacter and 800 cells mL−1 for E. coli. The precision and sensitivity of this method show the feasibility of multiplexed determination of bacteria in milk samples.

A segurança alimentar no consumo de pescado cru com valência para a produção de sushi

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

The value of the Widal test in the diagnosis of Prolonged Septicemic Salmonellosis

Twenty patients with prolonged septicemic salmonellosis (Group 1) and 20 with schistosomiasis mansoni (Group 2) were selected for this study. In both groups, the Widal test was done using antigens of the sample Ty 901 (S. typhi). The test was also applied in 6 group 1 patients with antigens prepared from salmonellae isolated from these patients (autoantigens). Titres over 1:200 were considered significant. Ten group 1 patients (50%) were positive for antigen "H" and 5 (25%) were positive for antigen "O". Three patients with negative "H" and "O" reactions became positive with high titres when using autoantigens. Two other cases maintained the same positive titres and one case showed a fourfold increase in titres when the test was done 'with antigens of the Salmonella isolated. The Widal test was positive in most patients infected with group D Salmonellae. Considering titres above 1:200, all cases were negative in Group 2. The authors conclude that the Widal test has low positivity in prolonged septicemic salmonellosis. The test may be valuable in the diagnosis of this disease when using S. paratyphi "A" and "B" antigens and a mixture of Salmonella antigens taken from other groups.

Salmonelose associada à esquistossomose mansônica hépato-esplênica: ação do praziquantel

Cinco pacientes portadores de esquistossomose mansônica hépato-esplênica, associada à salmonelose, foram tratados com dose única de praziquantel (60 mg/kg peso), havendo desaparecimento da hipertermia do 1.° ao 3.° dia após a terapêutica e cura clínica subseqüente da salmonelose e da esquistossomose. O estudo da sensibilidade "in vitro" das bactérias isoladas: Salmonella minnesota, Salmonella dublin, Salmonella panama e Salmonella typhi (2 pacientes) não mostrou ação direta do praziquantel sobre tais enterobactérias. Os soros coletados antes e 24 horas após o tratamento não foram capazes de inibir o crescimento das bactérias isoladas dos respectivos pacientes.

O Sector do leite e produtos lácteos na perspectiva da segurança alimentar

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar

Modulação do estado redox em bactérias por quinoxalinas

As quinoxalinas são compostos heterocíclicos que têm, entre outras, capacidades antimicrobianas, inclusivamente contra bactérias resistentes aos antimicrobianos convencionais. Os mecanismos pelos quais estes compostos exercem a sua atividade ainda não está completamente esclarecido. O objetivo do presente estudo é avaliar o efeito redox em sinergismo/antagonismo com as quinoxalinas em modelos de bactérias com e sem resistências a antimicrobianos. No que se refere aos compostos foram utilizados a quinoxalina 1,4-dióxido (QNX), 2-metil-3-benzilquinoxalina-1,4-dióxido (2M3BQNX), 2-metilquinoxalina-1,4-dióxido (2MQNX) e a 2-amino-3-cianoquinoxalina-1,4-dióxido (2A3CQNX). Quanto aos modelos procariotas, foram utilizados a Salmonella enterica, Klebsiella pneumoniae, Enterococcus faecalis, Staphylococcus saprophyticus, Enterobacter aerogenes, Enterobacter cloacae, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Methicillin-resistant Staphylococcus aureus ATCC 43300, Escherichia coli TEM 201 e Escherichia coli TEM 180. Nos compostos químicos em que se verificou a Concentração Mínima Inibitória (CMI), realizou-se o estudo do comportamento do crescimento bacteriano. Relativamente ao estado redox, foi avaliado para cada estirpe sensível, através do rácio GSH/GSSG, nas doses inibitórias e não inibitórias de cada composto. Os resultados apresentam que todos os compostos testados, à exceção do 2M3BQNX, têm atividade antimicrobiana na maioria das estirpes, excetuando a E. faecalis e a S. saprophyticus. Os rácios GSH/GSSG apontam para o efeito oxidante em K. pneumoniae e S. enterica e antioxidante na E. aerogenes. A conclusão do estudo sugere que os compostos apresentam elevada capacidade antibacteriana e influência no equilíbrio redox das bactérias, podendo contribuir para o esclarecimento do mecanismo de ação dos derivados das quinoxalinas 1-4 dióxido, nas bactérias.

EVALUATION OF A RAPID SCREENING ASSAY FOR BACTERIAL IDENTIFICATION (DOT-ELISA) IN FECAL SAMPLES FROM CHILDREN

With the objective of standardizing a Dot Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (Dot-ELISA) to detect antigens of fecal bacterial enteropathogens, 250 children, aged under 36 months and of both sexes, were studied; of which 162 had acute gastroenteritis. The efficacy of a rapid screening assay for bacterial enteropathogens (enteropathogenic Escherichia coli "EPEC", enteroinvasive Escherichia coli "EIEC", Salmonella spp. and Shigella spp.) was evaluated. The fecal samples were also submitted to a traditional method of stool culture for comparison. The concordance index between the two techniques, calculated using the Kappa (k) index for the above mentioned bacterial strains was 0.8859, 0.9055, 0.7932 and 0.7829 respectively. These values express an almost perfect degree of concordance for the first two and substantial concordance for the latter two, thus enabling this technique to be applied in the early diagnosis of diarrhea in infants. With a view to increasing the sensitivity and specificity of this immunological test, a study was made of the antigenic preparations obtained from two types of treatment: 1) deproteinization by heating; 2) precipitation and concentration of the lipopolysaccharide antigen (LPS) using an ethanol-acetone solution, which was then heated in the presence of sodium EDTA

Biological activity of well defined hydantoin derivatives on efflux pump systems of bacteria and cancer cells

A multi-resistência a antibióticos e medicamentos usados em quimioterapia é um dos grandes problemas com os quais as instituições de saúde se debatem hoje em dia. A acção provocada por bombas de efluxo é uma das suas causas. Estas bombas têm uma importância fundamental, uma vez que, ao expelirem todo o tipo de tóxicos para o exterior das células, também expelem medicamentos, fazendo com que estes não tenham o efeito desejado dentro delas. As bombas de efluxo são transportadores que se encontram nas membranas de todo o tipo de células. Existem dois grandes tipos de bombas de efluxo: as primárias e as secundárias. As primeiras conferem multi-resistência principalmente em células eucariotas, como as células do cancro em humanos, tendo como função a mediação da repulsa de substâncias tóxicas por intermédio da hidrólise de ATP. A primeira a ser descoberta e mais estudada destas bombas foi a ABCB1 que é o gene que codifica a glicoproteína-P (P de permeabilidade). Enquanto as secundárias, que são a maior fonte de multi-resistência em bactérias, promovem a extrusão de substâncias tóxicas através da força motriz de protões. Neste tipo de bombas são conhecidas quatro famílias principais, das quais uma das mais importantes é a superfamília RND, uma vez que inclui a bomba AcrAB-TolC, que é muito importante no metabolismo xenobiótico de bactérias Gramnegativas, nomeadamente a E.coli. Com o objectivo de reverter a multi-resistência, tanto em células eucariotas como procariotas, têm-se desenvolvido estratégias de combate que envolvem a descoberta de substâncias que inibam as bombas de efluxo. Assim sendo, ao longo dos tempos têm sido descobertas variadas substâncias que cumprem este objectivo. É o caso, por exemplo, dos derivados de fluoroquinolonas usados como inibidores de bombas de efluxo em bactérias ou do Tamoxifen, utilizado na terapia de pacientes com cancro da mama. Um dos grupos de substâncias estudados para o desenvolvimento de possíveis compostos que actuem como reversores de multi-resistência são os compostos derivados de hidantoínas. Estes, são conhecidos por possuírem uma grande variedade de propriedades bioquímicas e farmacológicas, sendo portanto usados para tratarem algumas doenças em humanos, como a epilepsia. Nestes, estão englobados compostos com actividade anti-convulsão que constitui a sua grande mais-valia e, dependente da substituição no anel que os constitui, uma grande variedade de outras propriedades farmacológicas como a anti-fungica, a anti-arritmica, a anti-viral, a anti-diabética ou por exemplo a antagonização de determinados receptores, como os da serotonina. Apesar de pouco usados em estudos experimentais para desenvolver substâncias anti-carcinogénicas, existem alguns estudos com este efeito. Objectivos: O presente projecto envolve o estudo de bombas de efluxo primárias e secundárias, em células eucariotas e procariotas, respectivamente. Em bactérias, foram usados quatro modelos experimentais: Staphylococcus aureus ATCC 25923, Enterococcus faecalis ATCC 29212, E. coli AG 100 e Salmonella Enteritidis NCTC 13349. Em células de cancro foram usadas, células T de linfoma de rato parentais e células T de linfoma de rato transfectadas com o gene humano MDR-1. O principal objectivo deste estudo foi a pesquisa de novos moduladores de bombas de efluxo presentes em bactérias e células do cancro, tentando assim contribuir para o desenvolvimento de novos agentes farmacológicos que consigam reverter a multi-resistência a medicamentos. Assim sendo foram testados trinta compostos derivados de hidantoínas: SZ-2, SZ-7, LL-9, BS-1, JH-63, MN-3, TD-7k, GG-5k, P3, P7, P10, P11, RW-15b, AD-26, RW-13, AD-29, KF-2, PDPH-3, Mor-1, KK-XV, Thioam-1, JHF-1, JHC-2, JHP-1, Fur-2, GL-1, GL-7, GL-14, GL-16, GL-18. Como forma de atingir estes objectivos, a actividade biológica dos trinta compostos derivados de hidantoínas foi avaliada nas quatro estirpes de bactérias da seguinte forma: foram determinadas as concentrações mínimas inibitórias dos trinta compostos como forma de definir as concentrações em que os compostos seriam utilizados. Os compostos foram posteriormente testadas com um método fluorométrico de acumulação de brometo de etídeo, que é um substrato comum em bombas de efluxo bacterianas, desenvolvido por Viveiros et al. A actividade biológica dos compostos derivados de hidantoínas nas células de cancro foi demonstrada por diferentes métodos. O efeito anti-proliferativo e citotóxico dos trinta compostos foi avaliado nas células T de linfoma de rato transfectadas com o gene humano MDR-1 pelo método de thiazolyl de tetrazólio (MTT). Como o brometo de etídeo também é expelido pelos transportadores ABC, estes compostos foram posteriormente testados com um método fluorométrico de acumulação de brometo de etídeo desenvolvido por Spengler et al nos dois diferentes tipos de células eucariotas. Resultados: A maioria dos compostos derivados de hidantoínas foi eficaz na modulação de bombas de efluxo, nas duas estirpes de bactérias Gram-negativas e nos dois diferentes tipos de células T de linfoma. Em contraste com estes resultados, nas duas estirpes de células Gram-positivas, a maioria dos compostos tiveram pouco efeito na inibição de bombas de efluxo ou até nenhum, em muitos dos casos. De uma maneira geral os melhores compostos nas diferentes estirpes de bactérias foram: Thioam-1, SZ-2, P3, Rw-15b, AD-26, AD-29, GL-18, GL-7, KF-2, SZ-7, MN-3, GL-16 e GL- 14. Foram portanto estes os compostos que provocaram maior acumulação de brometo de etídeo, inibindo assim com maior eficácia as bombas de efluxo. No presente estudo, a maioria dos compostos conseguiu inibir a resistência provocada pela bomba de efluxo ABCB1, tanto nas células parentais bem como nas células que sobre-expressam esta bomba, causando a acumulação de brometo de etídeo dentro das células. As células que sobreexpressam a bomba ABCB1 foram posteriormente testadas com citometria de fluxo que é a técnica padrão para pesquisa de inibidores de bombas de efluxo. Os compostos que foram mais efectivos na inibição da bomba ABCB1, causando assim maior acumulação de brometo de etídeo nas células que sobre-expressam esta bomba foram: PDPH-3, GL-7, KK-XV, AD-29, Thioam-1, SZ-7, KF-2, MN-3, RW-13, LL-9, P3, AD-26, JH-63 e RW- 15b. Este facto não corroborou totalmente os resultados da citometria de fluxo uma vez que os moduladores que provocaram maior inibição da bomba ABCB1 foram o MN-3, JH-63 e o BS-1, sendo que o último não foi seleccionado como um bom composto usando o método fluorométrico de acumulação de brometo de etídeo. Conclusão: Os compostos derivados de hidantoínas testados tiveram maior efeito nas estirpes de bactérias Gram-negativas do que nas Gram-positivas. Relativamente às células eucariotas, as estruturas mais activas apresentam substituintes aromáticos bem como alguns fragmentos aminicos terciários.

FEVER OF UNDETERMINED ORIGIN IN PATIENTS WITH THE ACQUIRED IMMUNODEFICIENCY SYNDROME IN BRAZIL: REPORT ON 55 CASES

The medical records of patients with AIDS admitted to a general hospital in Brazil from 1989 to 1997 were reviewed retrospectively with the aim at defining the frequency and etiology of fever of undetermined origin (FUO) in HIV-infected patients of a tropical country and to evaluate the usefulness of the main diagnostic procedures. 188 (58.4%) out of 322 patients reported fever at admission to hospital and 55 (17.1%) had FUO. Those with FUO had a mean CD4+ cell count of 98/ml. A cause of fever was identified for 45 patients (81.8%). Tuberculosis (32.7%), Pneumocystis carinii pneumonia (10.9%), and Mycobacterium avium complex (9.1%) were the most frequent diagnoses. Other infectious diseases are also of note, such as cryptococcal meningitis (5.5%), sinusitis (3.6%), Salmonella-S. mansoni association (3.6%), disseminated histoplasmosis (3.6%), neurosyphilis (1.8%), and isosporiasis (1.8%). Four patients had non-Hodgkin's lymphoma (7.3%). We conclude that an initial aggressive diagnostic approach should be always considered because biopsies (lymph node, liver and bone marrow) produced the highest yield in the diagnosis of FUO and the majority of the diagnosed diseases are treatable. The association of diseases is common and have contributed to delay the final diagnosis of FUO in most cases. In our study area the routine request of hemocultures for Salmonella infection and the investigation of cryptococcal antigen in the serum should be considered.

Epidemiological analysis of bacterial strains involved in hospital infection in a University Hospital from Brazil

Hospital infections cause an increase in morbidity and mortality of hospitalized patients with significant rise in hospital costs. The aim of this work was an epidemiological analysis of hospital infection cases occurred in a public University Hospital in Rio de Janeiro. Hence, 238 strains were isolated from 14 different clinical materials of 166 patients hospitalized in the period between August 1995 and July 1997. The average age of the patients was 33.4 years, 72.9% used antimicrobials before having a positive culture. The most common risk conditions were surgery (19.3%), positive HIV or AIDS (18.1%) and lung disease (16.9%). 24 different bacterial species were identified, S. aureus (21%) and P. aeruginosa (18.5%) were predominant. Among 50 S. aureus isolated strains 36% were classified as MRSA (Methicillin Resistant S. aureus). The Gram negative bacteria presented high resistance to aminoglycosides and cephalosporins. A diarrhea outbreak, detected in high-risk neonatology ward, was caused by Salmonella serovar Infantis strain, with high antimicrobial resistance and a plasmid of high molecular weight (98Mda) containing virulence genes and positive for R factor.

Etiology of acute diarrhea among children in Ribeirão Preto-SP, Brazil

To study the main enteropathogens causing diarrhea in the region of Ribeirão Preto regarding serogroups and serotypes, the feces of 1836 children under 10 years old, from both sexes, attack of acute gastroenteritis, were analysed during a period of 4 years in Adolfo Lutz Institute - Ribeirão Preto, SP. The pathogens identified by standard methods were the following: Escherichia coli, Salmonella spp., Shigella spp., Campylobacter spp., Yersinia spp., and Cryptosporidium spp. Positive samples were 22.8% (419) with 1.7% association of pathogens. Larger isolates were mainly from children 0 to 11 months old. Enteropathogenic E. coli (EPEC) was most frequent (8.7%) with predominance of serogroup O119 (40.2%), followed by Shigella (6.2%), 63.6% of which S. sonnei.

Pyogenic abscesses and parasitic diseases

Parasitic diseases which during their course in the host switch the immune system from a T helper 1 to a T helper 2 response may be detrimental to the host, contributing to granuloma formation, eosinophilia, hyper-IgE, and increased susceptibility to bacterial and fungal infections. Patients and animals with acute schistosomiasis and hyper-IgE in their serum develop pyogenic liver abscess in the presence of bacteremia caused by Staphylococcus aureus. The Salmonella-S. mansoni association has also been well documented. The association of tropical pyomyositis (pyogenic muscle abscess) and pyogenic liver abscess with Toxocara infection has recently been described in the same context. In tropical countries that may be an interesting explanation for the great morbidity of bacterial diseases. If the association of parasitic infections and pyogenic abscesses and/or fungal diseases are confirmed, there will be a strong case in favor of universal treatment for parasitic diseases to prevent or decrease the morbidity of superinfection with bacteria and fungi.

Typhoid fever as cellular microbiological model

The knowledge about typhoid fever pathogenesis is growing in the last years, mainly about the cellular and molecular phenomena that are responsible by clinical manifestations of this disease. In this article are discussed several recent discoveries, as follows: a) Bacterial type III protein secretion system; b) The five virulence genes of Salmonella spp. that encoding Sips (Salmonella invasion protein) A, B, C, D and E, which are capable of induce apoptosis in macrophages; c) The function of Toll R2 and Toll R4 receptors present in the macrophage surface (discovered in the Drosophila). The Toll family receptors are critical in the signalizing mediated by LPS in macrophages in association with LBP and CD14; d) The lines of immune defense between intestinal lumen and internal organs; e) The fundamental role of the endothelial cells in the inflammatory deviation from bloodstream into infected tissues by bacteria. In addition to above subjects, the authors comment the correlation between the clinical features of typhoid fever and the cellular and molecular phenomena of this disease, as well as the therapeutic consequences of this knowledge.