Diversity of Somatic Coliphages in Coastal Regions with Different Levels of Anthropogenic Activity in Sao Paulo State, Brazil

Bacteriophages are the most abundant and genetically diverse viruses on Earth, with complex ecology in both quantitative and qualitative terms. Somatic coliphages (SC) have been reported to be good indicators of fecal pollution in seawater. This study focused on determining the concentration of SC and their diversity by electron microscopy of seawater, plankton, and bivalve samples collected at three coastal regions in Sao Paulo, Brazil. The SC counts varied from < 1 to 3.4 x 103 PFU/100 ml in seawater (73 samples tested), from < 1 to 4.7 x 10(2) PFU/g in plankton (46 samples tested), and from < 1 to 2.2 x 10(1) PFU/g in bivalves (11 samples tested). In seawater samples, a relationship between the thermotolerant coliforms and Escherichia coli and SC was observed at the three regions (P = 0.0001) according to the anthropogenic activities present at each region. However, SC were found in plankton samples from three regions: Baixada Santista (17/20), Canal de Sao Sebastiao (6/14), and Ubatuba (3/12). In seawater samples collected from Baixada Santista, four morphotypes were observed: A1 (4.5%), B1 (50%), C1 (36.4%), and D1 (9.1%). One coliphage, Siphoviridae type T1, had the longest tail: between 939 and 995 nm. In plankton samples, Siphoviridae (65.8%), Podoviridae (15.8%), Microviridae (15.8%), and Myoviridae (2.6%) were found. In bivalves, only the morphotype B1 was observed. These SC were associated with enteric hosts: enterobacteria, E. coli, Proteus, Salmonella, and Yersinia. Baixada Santista is an area containing a high level of fecal pollution compared to those in the Canal de Sao Sebastiao and Ubatuba. This is the first report of coliphage diversity in seawater, plankton, and bivalve samples collected from Sao Paulo coastal regions. A better characterization of SC diversity in coastal environments will help with the management and evaluation of the microbiological risks for recreation, seafood cultivation, and consumption.

Putative outer membrane proteins of Leptospira interrogans stimulate human umbilical vein endothelial cells (HUVECS) and express during infection

Cell adhesion molecules (CAMs) are surface receptors present in eukaryotic cells that mediate cell-cell or cell-extracellular matrix interactions. Vascular endothelium stimulation in vitro that lead to the upregulation of CAMs was reported for the pathogenic spirochaetes, including rLIC10365 of Leptospira interrogans. In this study, we report the cloning of LIC10507, LIC10508, LIC10509 genes of L interrogans using Escherichia coli as a host system. The rational for selecting these sequences is due to their location in L. interrogans serovar Copenhageni genome that has a potential involvement in pathogenesis. The genes encode for predicted lipoproteins with no assigned functions. The purified recombinant proteins were capable to promote the upregulation of intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1) and E-selectin on monolayers of human umbilical vein endothelial cells (HUVECS). In addition, the coding sequences are expressed in the renal tubules of animal during bacterial experimental infection. The proteins are probably located at the outer membrane of the bacteria since they are detected in detergent-phase of L interrogans Triton X-114 extract. Altogether our data suggest a possible involvement of these proteins during bacterial infection and provide new insights into the role of this region in the pathogenesis of Leptospira. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Mutagenicity and DNA adduct formation of PAH, nitro-PAH, and oxy-PAH fractions of atmospheric particulate matter from Sao Paulo, Brazil

Urban particulate matter (UPM) contributes to lung cancer incidence. Here, we have studied the mutagenic activity and DNA adduct-forming ability of fractionated UPM extractable organic matter (EOM). UPM was collected with a high-volume sampler in June 2004 at two sites, one at street level adjacent to a roadway and the other inside a park within the urban area of the city of Sao Paulo, Brazil. UPM was extracted using dichloromethane, and the resulting EOM was separated by HPLC to obtain PAH, nitro-PAH, and oxy-PAH fractions which were tested for mutagenicity with the Salmonella strains TA98 and YG1041 with and without S9 metabolic activation. The PAH fraction from both sites showed negligible mutagenic activity in both strains. The highest mutagenic activity was found for the nitro-PAH fraction using YG1041 without metabolic activation; however, results were comparable for both sites. The nitro-PAH and oxy-PAH fractions were incubated with calf thymus DNA under reductive conditions appropriate for the activation of nitro aromatic compounds, then DNA adduct patterns and levels were determined with thin-layer chromatography (TLC) (32)p-postlabeling method using two enrichment procedures-nuclease PI digestion and butanol extraction. Reductively activated fractions from both sites produced diagonal radioactive zones (DRZ) of putative aromatic DNA adducts on thin layer plates with both enrichment procedures. No such DRZ were observed in control experiments using fractions from unexposed filters or from incubations without activating system. Total adduct levels produced by the nitro-PAH fractions were similar for both sites ranging from 30 to 45 adducts per 10(8) normal nucleotides. In contrast, the DNA binding of reductively activated oxy-PAH fractions was three times higher and the adduct pattern consisted of multiple discrete spots along the diagonal line on the thin layer plates. However, DNA adduct levels were not significantly different between the sampling sites. Both samples presented the same levels of mutagenic activity. The response in the Salmonella assay was typical of nitroaromatics. Although, more mutagenic activity was related to the nitro-PAH fraction in the Salmonella assay, the oxy-PAH fractions showed the highest DNA adduct levels. More studies are needed to elucidate the nature of the genotoxicants occurring in Sao Paulo atmospheric samples. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Surfactin reduces the adhesion of food-borne pathogenic bacteria to solid surfaces

Aims: To investigate the effect of the biosurfactants surfactin and rhamnolipids on the adhesion of the food pathogens Listeria monocytogenes, Enterobacter sakazakii and Salmonella Enteritidis to stainless steel and polypropylene surfaces. Methods and Results: Quantification of bacterial adhesion was performed using the crystal violet staining technique. Preconditioning of surfaces with surfactin caused a reduction on the number of adhered cells of Ent. sakazakii and L. monocytogenes on stainless steel. The most significant result was obtained with L. monocytogenes where number of adhered cells was reduced by 10(2) CFU cm(-2). On polypropylene, surfactin showed a significant decrease on the adhesion of all strains. The adsorption of surfactin on polystyrene also reduces the adhesion of L. monocytogenes and Salm. Enteritidis growing cells. For short contact periods using nongrowing cells or longer contact periods with growing cells, surfactin was able to delay bacterial adhesion. Conclusions: The prior adsorption of surfactin to solid surfaces contributes on reducing colonization of the pathogenic bacteria. Significance and Impact of the Study: This is the first work investigating the effect of surfactin on the adhesion of the food pathogens L. monocytogenes, Ent. sakazakii and Salm. Enteritidis to polypropylene and stainless steel surfaces.

Efeitos da apomorfina e de um produto derivado de sua autoxidação em diferentes modelos biológicos

Apomorfina é um potente agonista dopaminérgico D1/D2, utilizada no tratamento da Doença de Parkinson. Em maio de 2001, apomorfina HCl foi aprovada para utilização no tratamento da disfunção erétil, aumentando o número de usuários potenciais deste fármaco. Estudos sugerem que apomorfina e outros agonistas dopaminérgicos podem induzir neurotoxicidade mediada por seus derivados de oxidação semiquinonas e quinonas, os quais levam à formação de espécies reativas de oxigênio. Os objetivos do presente estudo foram de avaliar os possíveis efeitos genotóxicos, antimutagênicos, citotóxicos de apomorfina (APO) e de um produto derivado de sua oxidação, 8-oxo-apomorfina-semiquinona (8-OASQ), utilizando o teste Salmonella/microssoma, Mutoxiteste WP2, ensaio Cometa e teste de sensibilidade em Saccharomyces cerevisiae. Em adição, foram avaliados os efeitos de APO e 8-OASQ sobre a memória e o comportamento em ratos (tarefa de esquiva inibitória, comportamento e habituação ao campo aberto) e o comportamento estereotipado em camundongos. Ambos compostos induziram mutações por erro no quadro de leitura em linhagens de S. typhimurium TA97 e TA98, sendo que 8-OASQ foi cerca de duas vezes mais mutagênico que APO, na ausência de S9 mix. Para linhagens que detectam mutágenos oxidantes, 8-OASQ foi mutagênico, enquanto APO foi antimutagênico, inibindo a mutagenicidade induzida por H2O2 e t-BOOH em linhagens de S. typhimurium e derivadas WP2 de E. coli. O S9 mix inibiu todos os efeitos mutagênicos, provavelmente retardando a oxidação de APO ou devido à conjugação de APO e seus produtos de autoxidação, como 8-OASQ, a proteínas do S9. Em testes de sensibilidade com S. cerevisiae, APO foi citotóxica para algumas linhagens apenas nas doses mais altas. Para 8-OASQ este efeito foi dose-depende para todas as linhagens, sendo que as mutantes deficientes em catalase (ctt1), superóxido dismutase (sod1) e yap1 foram as mais sensíveis. APO protegeu as linhagens de S. cerevisiae contra danos oxidativos induzidos por concentrações altas de H2O2 e t-BOOH, enquanto que 8-OASQ aumentou os efeitos pró-oxidantes e induziu respostas adaptativas para aqueles agentes. APO e 8-OASQ induziram efeitos de prejuízo na memória de curta e de longa duração em uma tarefa de esquiva inibitória em ratos. APO, mas não 8-OASQ, prejudicou a habituação a um novo ambiente de forma dose-dependente. Os efeitos de prejuízo de memória não foram atribuídos à redução da nocicepção ou outra alteração inespecífica de comportamento, visto que nem APO e nem 8-OASQ afetaram a reatividade ao choque nas patas e comportamento durante a exploração ao campo aberto. Os resultados sugerem, portanto, que os produtos de oxidação de dopamina ou de agonistas dopaminérgicos podem induzir deficiências cognitivas.APO, mas não 8-OASQ, induziu comportamento estereotipado em camundongos machos CF-1. A falta da indução deste comportamento por 8-OASQ sugere que a autoxidação de APO causa a perda na sua habilidade de ligar-se a receptores dopaminérgicos. Pelo ensaio Cometa, 8-OASQ provocou danos ao DNA do tecido cerebral de camundongos sacrificados 1 h e 3 h, mas não 24 h após sua administração, enquanto que APO induziu um fraco aumento da freqüência de dano ao DNA 3 h após o tratamento. Esses resultados sugerem que ambos APO e 8-OASQ desempenham uma atividade genotóxica no tecido cerebral.

Sobrevivência de microorganismos mesófilos e perfil físico-químico em estação de tratamento de dejetos suínos.

As variáveis físicas, químicas e microbiológicas de um sistema de lagoas interligadas para o tratamento de dejetos suínos foram avaliadas. O sistema, composto por sete lagoas em séries (duas anaeróbias, uma facultativa, uma com aeração mecânica e três aeróbias), está localizado no sul do Brasil e recebe dejetos de cerca de 4.000 matrizes e 30.000 suínos em crescimento e terminação. Foram realizadas 20 coletas quinzenais, em sete pontos ao longo do sistema de tratamento. Verificou-se a existência de diferença significativa (p<0,05) na quantidade de fosfato (PO4), nitrato (NO3), fósforo total (PT), sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV) entre os pontos iniciais do sistema, os quais são anteriores ao tratamento propriamente dito, e as demais fases do processo. A maior redução dos parâmetros analisados ocorreu após as lagoas anaeróbias, havendo uma contínua diminuição dos mesmos no decorrer do processo (p<0,05). As reduções observadas foram de 97,5% para Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), 97,2% para Demanda Bioquímica de Oxigênio (DQO), 74,8% PO4, 91,2% NO3, 70% PT, 77,4% ST, 86,7% SV, 99% de Coliformes Totais (CT) e 99% de Coliformes Fecais (CF) comparando-se os valores médios no início e no final do sistema. O sistema demostrou, ainda, ser eficaz no controle de Salmonella sp. Das 20 coletas realizadas, foi possível isolar Salmonella sp. em 13 coletas no ponto correspondente ao início do sistema de tratamento e em apenas uma no ponto final do mesmo. Ao lado disto, verificou-se modificação da microbiota mesófila aeróbia ao longo do sistema onde, no afluente predominaram microorganismos Gram negativos com características de enterobactérias e no efluente, cocos Gram positivos catalase negativos. Entretanto, não houve redução significativa no número de unidades formadoras de colônias de mesófilos aeróbios ao longo do sistema. Das 161 amostras de Salmonella Typhimurium e 186 amostras de Escherichia coli isoladas, determinou-se o perfil de resistência pelo método de difusão em ágar, usando 14 antimicrobianos. Observou-se resistência contra sulfonamida (99,5% e 100%), tetraciclina (97,3% e 99,4%), ampicilina (96,8% e 76,4%), estreptomicina (96,2% e 90,1%), sulfa/trimetoprima (95,2% e 84,5%), ácido nalidíxico (82,8% e 77,6%), cloranfenicol (70,4% e 29,2%), cefaclor (71,5% e 25,5%), neomicina (38,2% e 5%), gentamicina (37,1% e 6,2%), tobramicina (35,5% e 13,7%), ciprofloxacina (30,1% e 0%), amoxacilina/ácido clavulânico (11,8% e 5%) e amicacina (9,1% e 3,7%) para E. coli e Salmonella respectivamente, sendo que todas as amostras de Salmonella foram sensíveis à ciprofloxacina. A resistência a quatro ou mais antimicrobianos foi observada em 99,5% das amostras de E. coli e 94,5% das amostras de Salmonella. O padrão de multiresistência foi mantido ao longo do sistema, apesar de verificar-se uma tendência à menor resistência nas amostras de E. coli isoladas após a passagem pelas lagoas aeróbias. As amostras, tanto da afluente como do efluente do sistema, apresentaram grande variabilidade nos perfis de resistência.

Purificação e caracterização da bacteriocina cereína 8A, produzida por uma linhagem de Bacillus cereus

Foi estudada uma bacteriocina produzida por uma linhagem de B. cereus 8A, isolado de solo da região Sul do Brasil. Na primeira etapa de estudo determinaram-se as condições básicas de produção de bacteriocina com amplo espectro de ação denominada de Cereína 8A. Observou-se que durante a fase estacionária ocorre o máximo da sua produção, iniciando sua síntese no final da fase exponencial. As condições de maior produção foram a 30º C, agitação e contínua e numa faixa de pH de 7,0-8,5. A bacteriocina bruta inibiu várias bactérias indicadoras, como Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens e Bacillus cereus. O teste de termoestabilidade mostrou a perda de atividade quando submetida a uma temperatura a partir de 87º C. Verificou-se a resistência da bacteriocina bruta frente à tripsina e papaína, mas não frente à proteinase K e pronase E. B. cereus e L. monocytogenes foram utilizadas como bactérias indicadoras para a determinação do modo de ação, após a determinação da dose bactericida de 200 UA mL-1 e 400 UA mL-1 respectivamente. A Cereína 8A demonstrou uma ação inibidora em culturas de Escherichia coli e Salmonella Enteritidis, quando tratadas com EDTA. A atividade esporicida foi observada contra esporos de B. cereus após tratamento com 400 UA ml -1. A análise da biomassa de L. monocytogenes e B. cereus após tratamento com a Cereína 8A, através da espectrofotometria de infravermelho determinou alteração no perfil, correspondente à fração dos ácidos graxos da membrana celular bacteriana. A substância peptídica foi separada por meio da precipitação com sulfato de amônio, extração com 1-butanol e aplicação em coluna de cromatografia por troca iônica tipo Q-Sepharose. A Cereína 8A purificada mostrou maior sensibilidade a proteases e ao calor e um peso molecular de aproximadamente 26 kDa. O espectro ultravioleta foi típico de um polipeptídeo e o espectro de infravermelho indica presença de grupamentos NH, acil e ligações peptídicas na sua estrutura. Uma hipótese do mecanismo de ação seria a desestruturação da membrana celular pela abertura de poros.