A platform for anti-biofilm assays combining viability, biomass and matrix quantifications in susceptibility assessments of antimicrobials against Staphylococcus aureus biofilms

Bacteria can exist as planktonic, the lifestyle in which single cells exist in suspension, and as biofilms, which are surface-attached bacterial communities embedded in a selfproduced matrix. Most of the antibiotics and the methods for antimicrobial work have been developed for planktonic bacteria. However, the majority of the bacteria in natural habitats live as biofilms. Biofilms develop dauntingly fast high resistance towards conventional antibacterial treatments and thus, there is a great need to meet the demands of effective anti-biofilm therapy. In this thesis project it was attempted to fill the void of anti-biofilm screening methods by developing a platform of assays that evaluate the effect that screened compounds have on the total biomass, viability and the extracellular polysaccharide (EPS) layer of the biofilms. Additionally, a new method for studying biofilms and their interactions with compounds in a continuous flow system was developed using capillary electrochromatography (CEC). The screening platform was utilized with a screening campaign using a small library of cinchona alkaloids. The assays were optimized to be statistically robust enough for screening. The first assay, based on crystal violet staining, measures total biofilm biomass, and it was automated using a liquid handling workstation to decrease the manual workload and signal variation. The second assay, based on resazurin staining, measures viability of the biofilm, and it was thoroughly optimized for the strain used, but was then a very simple and fast method to be used for primary screening. The fluorescent resazurin probe is not toxic to the biofilms. In fact, it was also shown in this project that staining the biofilms with resazurin prior to staining with crystal violet had no effect on the latter and they can be used in sequence on the same screening plate. This sequential addition step was indeed a major improvement on the use of reagents and consumables and also shortened the work time. As a third assay in the platform a wheat germ agglutinin based assay was added to evaluate the effect a compound has on the EPS layer. Using this assay it was found that even if compounds might have clear effect on both biomass and viability, the EPS layer can be left untouched or even be increased. This is a clear implication of the importance of using several assays to be able to find “true hits” in a screening setting. In the pilot study of screening for antimicrobial and anti-biofilm effects using a cinchona alkaloid library, one compound was found to have antimicrobial effect against planktonic bacteria and prevent biofilm formation at low micromolar concentration. To eradicate biofilms, a higher concentration was needed. It was also shown that the chemical space occupied by the active compound was slightly different than the rest of the cinchona alkaloids as well as the rest of the compounds used for validatory screening during the optimization processes of the separate assays.

Proactive and Preventive Student Welfare Activities in Finnish Preschool and Elementary School: Handling of Transition to Formal Schooling and a National Anti-Bullying Program as Examples

Prerequisites and effects of proactive and preventive psycho-social student welfare activities in Finnish preschool and elementary school were of interest in the present thesis. So far, Finnish student welfare work has mainly focused on interventions and individuals, and the voluminous possibilities to enhance well-being of all students as a part of everyday school work have not been fully exploited. Consequently, in this thesis three goals were set: (1) To present concrete examples of proactive and preventive psycho-social student welfare activities in Finnish basic education; (2) To investigate measurable positive effects of proactive and preventive activities; and (3) To investigate implementation of proactive and preventive activities in ecological contexts. Two prominent phenomena in preschool and elementary school years—transition to formal schooling and school bullying—were chosen as examples of critical situations that are appropriate targets for proactive and preventive psycho-social student welfare activities. Until lately, the procedures concerning both school transitions and school bullying have been rather problem-focused and reactive in nature. Theoretically, we lean on the bioecological model of development by Bronfenbrenner and Morris with concentric micro-, meso-, exo- and macrosystems. Data were drawn from two large-scale research projects, the longitudinal First Steps Study: Interactive Learning in the Child–Parent– Teacher Triangle, and the Evaluation Study of the National Antibullying Program KiVa. In Study I, we found that the academic skills of children from preschool–elementary school pairs that implemented several supportive activities during the preschool year developed more quickly from preschool to Grade 1 compared with the skills of children from pairs that used fewer practices. In Study II, we focused on possible effects of proactive and preventive actions on teachers and found that participation in the KiVa antibullying program influenced teachers‘ self-evaluated competence to tackle bullying. In Studies III and IV, we investigated factors that affect implementation rate of these proactive and preventive actions. In Study III, we found that principal‘s commitment and support for antibullying work has a clear-cut positive effect on implementation adherence of student lessons of the KiVa antibullying program. The more teachers experience support for and commitment to anti-bullying work from their principal, the more they report having covered KiVa student lessons and topics. In Study IV, we wanted to find out why some schools implement several useful and inexpensive transition practices, whereas other schools use only a few of them. We were interested in broadening the scope and looking at local-level (exosystem) qualities, and, in fact, the local-level activities and guidelines, along with teacherreported importance of the transition practices, were the only factors significantly associated with the implementation rate of transition practices between elementary schools and partner preschools. Teacher- and school-level factors available in this study turned out to be mostly not significant. To summarize, the results confirm that school-based promotion and prevention activities may have beneficial effects not only on students but also on teachers. Second, various top-down processes, such as engagement at the level of elementary school principals or local administration may enhance implementation of these beneficial activities. The main message is that when aiming to support the lives of children the primary focus should be on adults. In future, promotion of psychosocial well-being and the intrinsic value of inter- and intrapersonal skills need to be strengthened in the Finnish educational systems. Future research efforts in student welfare and school psychology, as well as focused training for psychologists in educational contexts, should be encouraged in the departments of psychology and education in Finnish universities. Moreover, a specific research centre for school health and well-being should be established.

Estudo da Adesão à Quimioprofilaxia Anti-retroviral para a Infecção por HIV em Mulheres Sexualmente Vitimadas

Objetivos: embora não existam dados apropriados para estabelecer sua eficácia, alguns serviços tem utilizado, profilaticamente, a terapia anti-retroviral para o HIV nos casos de violência sexual. O objetivo deste estudo foi avaliar a aceitabilidade, tolerância e adesão a um esquema quimioprofilático para o HIV. Pacientes e método: foram avaliadas 62 mulheres vítimas de estupro e/ou atentado violento ao pudor com coito ectópico anal. Os agressores foram referidos como desconhecidos. A profilaxia foi iniciada dentro das primeiras 48 h da violência e mantida por 4 semanas, sendo administrados diariamente: zidovudina, 600 mg; indinavir, 2.400 mg e lamivudina, 300 mg. Resultados: a taxa de descontinuidade foi de 24,2%, sendo em 12 casos (80%) decorrente de intolerância gástrica. Os efeitos colaterais estiveram presentes em 43 casos (69,4%), sendo as náuseas e vômitos os mais freqüentes. A complexidade posológica e o tempo de uso foram fatores possivelmente associados ao uso inadequado das drogas, ocorrendo em 10,6% dos casos. Conclusão: a taxa de descontinuidade da quimioprofilaxia foi semelhante à observada em outras indicações.

Efeito das drogas anti-retrovirais sobre as taxas de fertilidade de ratas Wistar

OBJETIVO: avaliar os efeitos de drogas anti-retrovirais isoladas e em associação sobre as taxas de fertilidade em ratas prenhes expostas a estes fármacos, bem como o efeito perinatal nas crias. MÉTODOS: foram utilizadas ratas fêmeas prenhes adultas da raça Wistar, pesando inicialmente entre 200 e 230 g. Foram testadas a azidotimidina (AZT), lamivudina (3TC) e nelfinavir (NFV), cujas dosagens foram padronizadas em 10 vezes a dose normalmente utilizada em gestantes, proporcionalmente ao peso dos animais. No total foram avaliados sete grupos, incluindo o controle. O início da experimentação foi o dia zero da prenhez e as cesarianas foram realizadas com 21 dias de prenhez. Para o cálculo das taxas de fertilidade, avaliaram-se o número de fetos vivos e mortos, sítios de implantação e número de corpos lúteos. Utilizaram-se o teste t de Student e Mann-Whitney para a análise estatística. RESULTADOS: não houve alterações significativas nas taxas de perdas pré-implantação e da eficiência de implantação de ratas tratadas com anti-retrovirais isolados e em associação. No entanto, houve aumento significativo nas taxas de perdas pós-implantação (grupo controle: 7,6%; grupos medicamentos: de 20,2 a 26,7%), redução significativa nas taxas de viabilidade fetal (grupo controle: 92,4%; grupos medicamentos: de 73,3 a 79,8%) e redução significativa no número de fetos por ninhada (grupo controle: 14,7, grupos medicamentos: de 11,1 a 12,7). Observou-se também que houve redução do peso materno e dos fetos nos grupos tratados com 3TC, AZT + 3TC e AZT + 3TC + NFV. CONCLUSÃO: com a utilização de doses elevadas de medicamentos anti-retrovirais na presente casuística, efeitos importantes sobre a fertilidade foram encontrados, o que sinaliza para a necessidade de se pesquisarem outros fármacos anti-retrovirais com menor potencial histotóxico e que possam, com segurança, ser utilizados por gestantes portadoras da infecção pelo vírus da imunodeficiência humana.

Intolerância glicêmica e o prognóstico perinatal em gestantes utilizando anti-retrovirais

OBJETIVOS: estudar o efeito das drogas anti-retrovirais sobre o metabolismo glicêmico em gestantes portadoras do HIV-1 e a ação dessas medicações sobre o prognóstico perinatal. MÉTODOS: estudo prospectivo realizado em 57 gestantes divididas em três grupos: grupo AZT, utilizando zidovudina (n=20); grupo TT, utilizando zidovudina+lamivudina+nelfinavir (n=25), e grupo controle, gestantes normais (n=12). Obteve-se a área sob a curva (ASC) das glicemias após teste oral de tolerância à glicose com 75 g de glicose em quatro oportunidades durante a gravidez (1º=14-20 semanas, 2º=21-26 semanas, 3º=27-32 semanas e 4º=33-38 semanas). O prognóstico perinatal levou em consideração as taxas de prematuridade, restrição de crescimento intra-útero (RCIU), baixo peso ao nascer, mortalidade perinatal e transmissão vertical do HIV-1. Os dados foram analisados utilizando-se os testes não paramétricos do c², de Friedman e de Kruskal-Wallis. RESULTADOS: os valores da mediana da ASC foi de 11.685 mg/dL-2h para o grupo controle, 13.477 mg/dL-2h para o grupo AZT e 13.650 mg/dL-2h para o grupo TT (p=0,049). Não se observou efeito deletério dos anti-retrovirais sobre as taxas de prematuridade, baixo peso ao nascer, RCIU e índices de Apgar. Não houve nenhum caso de transmissão vertical do HIV-1. CONCLUSÕES: verificou-se o desenvolvimento de intolerância glicêmica em gestantes que utilizaram tratamento tríplice, não sendo observado naquelas que utilizaram apenas AZT. Não houve efeitos deletérios dos anti-retrovirais sobre o prognóstico perinatal.

O uso de anti-retrovirais em gestantes modifica o perfil lipídico?

OBJETIVO: avaliar o efeito das medicações anti-retrovirais sobre o metabolismo lipídico em gestantes portadoras do HIV. MÉTODOS: estudo prospectivo realizado em 57 gestantes que foram divididas em três grupos: grupo AZT, com 20 pacientes portadoras do HIV em uso de AZT; grupo TT, com 25 pacientes portadoras do HIV em uso de esquemas contendo três anti-retrovirais (AZT + 3TC + NFV) e grupo controle, com 12 pacientes. Os dados demográficos e antropométricos foram homogêneos entre os grupos estudados. Foram excluídas as pacientes com antecedentes pessoais ou familiares de hiperlipidemia. Amostras sanguíneas foram obtidas para avaliação dos lipídeos (colesterol total, frações LDL e HDL-colesterol e triglicerídeos) em quatro oportunidades durante a gravidez (1º = 14-20 semanas; 2º = 21-26 semanas; 3º = 27-32 semanas e 4º = 33-38 semanas). Os dados foram analisados utilizando-se os testes não paramétricos do chi², teste de Friedman e teste de Kruskal-Wallis. RESULTADOS: o uso de anti-retrovirais durante a gestação não induziu diferenças nas taxas do colesterol total e HDL, no entanto, o uso destes agentes esteve associado a elevação de 76,5 mg/dL e 84 mg/dL para 96 mg/dL e 105 mg/dL na concentração da fração LDL-colesterol para os grupos AZT e TT, respectivamente (p<0,01). Observou-se associação positiva significante entre os triglicerídeos e a carga viral nas gestantes do grupo AZT (r = 0,53; p = 0,015). CONCLUSÃO: a utilização dos anti-retrovirais durante a gestação eleva significativamente a concentração da lipoproteína LDL. Persistem as dúvidas se a gestação potencializa a longo prazo os efeitos dos anti-retrovirais sobre o metabolismo lipídico.

Efeito diabetogênico das drogas anti-retrovirais em ratas Wistar prenhes

OBJETIVO: estudar a ação diabetogênica de drogas anti-retrovirais em ratas prenhes e o prognóstico perinatal das crias. MÉTODOS: estudo com ratas fêmeas prenhes adultas da raça Wistar, pesando entre 200-230 g. Foram testadas a azidotimidina (AZT), lamivudina (3TC) e nelfinavir (NFV), cujas dosagens foram padronizadas em 10 vezes a dose utilizada em gestantes, proporcionalmente ao peso dos animais. Foram avaliados sete grupos, incluindo o controle, contendo 10 ratas por grupo. O início do experimento foi o dia zero da prenhez e as cesarianas realizadas no 21º dia, após decapitação, sendo os fetos contados e pesados. Procedeu-se a dosagens de glicemia, insulina, glucagon e lactato no 21º dia. Avaliou-se também o peso do tecido adiposo retroperitoneal. Os dados foram analisados utilizando-se o teste t de Student para a análise estatística. RESULTADOS: os grupos tratados com 3TC, AZT + 3TC e AZT + 3TC + NFV demonstraram alterações com a redução das médias de ganho de peso materno diário, do peso da gordura retroperitoneal e peso das crias (grupo controle: 6,2 g; grupos contendo 3TC: 4,1 a 5,6 g), bem como dos valores de lactato (grupo controle: 5,8 mmol/mL; grupos contendo 3TC: 3,2 a 3,7 mmol/mL), quando comparados ao controle. Todos os grupos tratados com drogas anti-retrovirais apresentaram redução significativa do número de fetos por ninhada (grupo controle: 14,7; grupos medicamentos: 11,1 a 12,7) e dos valores séricos de insulinemia (grupo controle: 6,2 µUI/mL; grupos medicamentos: 2,1 a 2,7 µUI/mL) e elevação da glucagonemia (grupo controle: 88,2 pg/mL; grupos medicamentos: 99,7 a 120,7 pg/mL). Não houve diferenças estatisticamente significantes entre o grupo controle e tratados nos valores de glicemia. CONCLUSÕES: o uso de anti-retrovirais em ratas prenhes causa interferência no metabolismo glicídico dos animais durante o período de prenhez, provocando significativa redução do número das crias. Observou-se que o uso do 3TC resultou em menor ganho de peso materno e das crias, redução de insulina e lactato e elevação do glucagon.

Porque usamos imunoglobulina anti-D em excesso no abortamento precoce?

OBJETIVO: avaliação da hemorragia feto-materna (HFM) nas pacientes que receberiam profilaxia da aloimunização Rh com emprego de imunoglobulina anti-D (300 mig), pós-aborto precoce. MÉTODO: foram admitidas no estudo pacientes do grupo sanguíneo Rh negativo, com parceiro Rh positivo ou ignorado, com quadro de aborto até 12 semanas de gestação internadas para curetagem uterina. Uma amostra de 5 ml de sangue venoso destas pacientes foi obtida após o procedimento, na qual realizamos o teste qualitativo de roseta para detectar quais casos necessitariam determinação quantitativa do volume de sangue fetal transferido para circulação materna, que foi então apurado pelo teste de Kleihauer-Betke (K-B). RESULTADOS: das 26 pacientes avaliadas, em uma o teste de roseta foi positivo, e o teste de K-B apontou HFM de 1,5 ml. CONCLUSÕES: a dose de imunoglobulina anti-D nos casos de abortamento até a 12ª semana de gestação deveria ser substancialmente reduzida, parecendo-nos oportuna a disponibilização no mercado nacional de apresentação com 50 mig, que representaria além da economia, maior racionalidade.

Efeitos das drogas anti-retrovirais sobre o metabolismo glicídico e células de Langerhans de pâncreas de ratas Wistar prenhes

OBJETIVO: avaliar a ação de drogas anti-retrovirais sobre o metabolismo glicídico e sobre o pâncreas de ratas Wistar prenhes. MÉTODOS: estudo com ratas prenhes adultas da raça Wistar, pesando entre 200-230 g. Foram testadas a azidotimidina, lamivudina e o nelfinavir, em doses 10 vezes superiores à dose utilizada em gestantes. Foram avaliados sete grupos, contendo 10 ratas por grupo, incluindo o controle. O sacrifício foi realizado no 21º dia de prenhez. Procederam-se a dosagens de glicemia, insulina, glucagon, ácidos graxos livres (AGL) e glicogênio hepático. Para avaliação de lesão pancreática, optou-se pela contagem direta do número de células produtoras de insulina e glucagon marcadas por imuno-histoquímica. Os dados foram analisados pelo teste t de Student, sendo comparados os animais dos grupos controle e tratados. RESULTADOS: após 21 dias de prenhez houve elevação dos níveis séricos de glucagon (grupo controle: 88,2 pg/ml; grupos tratados: 99,7 a 120,7 pg/ml ) e redução dos níveis de insulina (grupo controle: 6,2 miUI/ml; grupos tratados: 2,1 a 2,7 miUI/ml) em todos os grupos tratados com anti-retrovirais. Não houve diferenças significativas nos valores plasmáticos de glicemia, AGL e valores de glicogênio hepático ao final dos 21 dias de prenhez. Não houve diferença quanto ao número de células pancreáticas produtoras de insulina e glucagon entre os grupos tratados e o grupo controle ao final dos 21 dias de prenhez. CONCLUSÕES: os fármacos anti-retrovirais utilizados durante a prenhez de ratas não infectadas alteram o metabolismo glicídico materno em grau leve causando queda de insulina e elevação do glucagon, com índices glicêmicos normais e número de células pancreáticas inalterado.

Resultados preliminares do uso de anti-hiperglicemiantes orais no diabete melito gestacional

OBJETIVO: comparar a eficácia da glibenclamida e da acarbose com insulina no tratamento do diabete melito gestacional (DMG) em relação ao controle glicêmico materno, peso do recém-nascido (RN) e hipoglicemia neonatal. MÉTODOS: trata-se de ensaio clínico randomizado, prospectivo e aberto. Foram incluídas 57 pacientes com diagnóstico de DMG, que necessitaram de terapêutica complementar à dietoterapia e à atividade física. As gestantes foram aleatoriamente alocadas em um de três grupos com terapêuticas diferentes: um grupo controle conduzido com insulinoterapia, outro com glibenclamida e outro com acarbose. O período do estudo foi de sete meses (1º de outubro de 2003 a 1º de maio de 2004). Os desfechos primários avaliados foram o nível glicêmico materno após o inicio do tratamento, a necessidade de troca de terapêutica para controle glicêmico, peso do RN e presença de hipoglicemia neonatal. A análise estatística foi realizada pelo teste estatístico ANOVA, com nível de significância de 5%. RESULTADOS: as características maternas foram semelhantes nos três grupos estudados. O controle glicêmico não foi obtido em três pacientes que utilizaram glibenclamida (15%) e em sete das usuárias de acarbose (38,8%). Não houve diferença quanto à glicemia em jejum e pós-prandial e no peso médio do RN entre os três grupos. A incidência de fetos grandes para a idade gestacional foi de 5,2, 31,5 e 11,1% nos grupos tratados com insulina, glibenclamida e acarbose, respectivamente. A hipoglicemia neonatal ocorreu em seis RN, sendo quatro deles do grupo glibenclamida (21,0%). CONCLUSÕES: a glibenclamida foi mais eficiente para o controle glicêmico que a acarbose, mas ambos foram menos eficientes que a insulina. Os RN de pacientes alocadas no grupo glibenclamida apresentaram maior incidência de macrossomia e de hipoglicemia neonatal quando comparados com os RN cujas mães receberam outros tratamentos.