PCR-based identification of Burkholderia pseudomallei

DNA amplification techniques are being used increasingly in clinical laboratories to confirm the identity of medically important bacteria. A PCR-based identification method has been in use in our centre for 10 years for Burkholderia pseudomallei and was used to confirm the identity of bacteria isolated from cases of melioidosis in Ceará since 2003. This particular method has been used as a reference standard for less discriminatory methods. In this study we evaluated three PCR-based methods of B. pseudomallei identification and used DNA sequencing to resolve discrepancies between PCR-based results and phenotypic identification methods. The established semi-nested PCR protocol for B. pseudomallei 16-23s spacer region produced a consistent negative result for one of our 100 test isolates (BCC #99), but correctly identified all 71 other B. pseudomallei isolates tested. Anomalous sequence variation was detected at the inner, reverse primer binding site for this method. PCR methods were developed for detection of two other B. pseudomallei bacterial metabolic genes. The conventional lpxO PCR protocol had a sensitivity of 0.89 and a specificity of 1.00, while a real-time lpxO protocol performed even better with sensitivity and specificity of 1.00, and 1.00. This method identified all B. pseudomallei isolates including the PCR-negative discrepant isolate. The phaC PCR protocol detected the gene in all B. pseudomallei and all but three B. cepacia isolates, making this method unsuitable for PCR-based identification of B. pseudomallei. This experience with PCR-based B. pseudomallei identification methods indicates that single PCR targets should be used with caution for identification of these bacteria, and need to be interpreted alongside phenotypic and alternative molecular methods such as gene sequencing.

BIiossensor Enzimático para avaliação da Capacidade Antioxidente

Os radicais livres formam-se naturalmente nos organismos vivos, pois a sua produção/geração está interligada com o processo de produção de energia (respiração), processos inflamatórios (fagocitose), regulação do crescimento celular, sinalização intercelular e síntese de substâncias biológicas relevantes. Estes também podem ser introduzidos por vias exógenas (poluição, radiação, tabaco, alimentação, etc). Os radicais livres têm capacidade de reagir com o material nucleico (ADN e ARN), proteínas e substâncias oxidáveis, causando danos oxidativos responsáveis pelo envelhecimento e originar doenças degenerativas, tais como, o cancro, arteriosclerose, artrite reumatoide, entre outras. De forma a combater os efeitos pejorativos provocados pelos radicais, os organismos vivos desenvolveram complexos sistemas de defesa antioxidante. Estes sistemas são constituídos por antioxidantes endógenos, produzidos pelos seres vivos, tais como enzimas ou por antioxidantes exógenos obtidos por via da alimentação (por exemplo o ácido ascórbico). Neste sentido, um antioxidante tem capacidade de eliminar ou reduzir a propagação da cadeia de geração de radicais livres. Neste trabalho foi desenvolvido um biossensor enzimático para a quantificação da capacidade antioxidante total de matrizes alimentares. A construção deste biossensor consistiu na eletroimobilização da adenina no elétrodo de pasta de carbono (EPC) ou na adsorção física da dA20 na superfície do EPC. O dano oxidativo foi induzido pelo radical hidroxilo gerado pela reação de Fenton. Nesta dissertação, foi estudada a capacidade de alguns antioxidantes em eliminar o efeito pejorativo dos radicais livres e combater a integridade das bases de adenina ou do dA20.Os antioxidantes estudados foram o ácido ascórbico e alguns ácidos fenólicos como o ácido hidroxibenzoico (ácido gálico) e ácidos hidroxicinâmicos (ácido cafeico e ácido cumárico). Estes antioxidantes têm a capacidade de neutralizar o radical hidroxilo e proteger a adenina/dA20 imobilizado na superfície do EPC. O comportamento da Lacase foi estudado na presença do ácido gálico e do ácido ascórbico. Os estudos eletroquímicos foram realizados através da voltametria de onda quadrada (VOQ), sendo que a interação entre a adenina/ou o dA20 imobilizada na superfície do EPC e os radicais livres na ausência e presença de antioxidantes foi avaliada por meio de mudanças no pico anódico produzido pela oxidação da adenina /dA20. Os resultados demonstraram que estes biossensores permitem a avaliação da capacidade antioxidante total em águas aromatizadas.

Replacement of HIV p24 Ag test by a multiplex RT-PCR method for primary screening of blood donors

Nucleic Acid Testing (NAT) as a tool for primary screening of blood donors became a reality in the end of the 1990 decade. We report here the development of an "in-house" RT-PCR method that allows the simultaneous (multiplex) detection of HCV and HIV-RNA in addition to an artificial RNA employed as an external control. This method detects all HIV group M subtypes, plus group N and O, with a detection threshold of 500 IU/mL. After validation, the method replaced p24 Ag testing, in use for blood donation screening since 1996 at our services. From July 2001 to February 2006, 102,469 donations were tested and 41 (0.04%) were found HIV-RNA reactive. One NAT-only reactive donation (antibody non-reactive) was observed, with subsequent seroconversion of the implied donor, giving a yield of 1:102,469. This rate is in contrast to the international experience that reports a detection of approximately 1:600,000 - 1:3,100,000 of isolated HIV-RNA donations.

Serotype and mating type characterization of Cryptococcus neoformans by Multiplex PCR

Cryptococcus neoformans is an encapsulated yeast, etiological agent of cryptococcosis. The species is commonly associated with pigeon droppings and plant materials. The aim of the present work was to verify the presence of the yeast in pigeon droppings, and to identify the isolates obtained in serotypes and mating types (MAT). Ten samples of pigeon droppings were collected in the rural area of the city of Alfenas, Brazil. Samples were inoculated in agar Niger medium for fungal isolation and 22 isolates with characteristics of C. neoformans were obtained. The serotypes and MAT were determined by multiplex PCR using specific primers. Serotypes were also determined by using the Kit Crypto Check. Among the 22 samples evaluated, eight were identified as C. neoformans by classic identification tests. These samples were characterized as serotype A by the Kit Crypto check and as serotype A MAT alpha by the multiplex PCR. The present study reinforces the evidence that pigeon droppings are a reservoir for C. neoformans and confirms the prevalence of C. neoformans var. grubii (Aalpha) among environmental isolates. It also demonstrates that multiplex PCR is an acceptable alternative for serotype analysis because it reduces the costs for each reaction and analyses serotype and MAT simultaneously.

Optimization of the Sybr Green real time PCR for the detection of Human Herpes Virus type 6 (HHV-6)

HHV-6 is the etiological agent of Exanthem subitum which is considered the sixth most frequent disease in infancy. In immuno-compromised hosts, reactivation of latent HHV-6 infection may cause severe acute disease. We developed a Sybr Green Real Time PCR for HHV-6 and compared the results with nested conventional PCR. A 214 pb PCR derived fragment was cloned using pGEM-T easy from Promega system. Subsequently, serial dilutions were made in a pool of negative leucocytes from 10-6 ng/µL (equivalent to 2465.8 molecules/µL) to 10-9 (equivalent to 2.46 molecules/µL). Dilutions of the plasmid were amplified by Sybr Green Real Time PCR, using primers HHV3 (5' TTG TGC GGG TCC GTT CCC ATC ATA 3)'and HHV4 (5' TCG GGA TAG AAA AAC CTA ATC CCT 3') and by conventional nested PCR using primers HHV1 (outer): 5'CAA TGC TTT TCT AGC CGC CTC TTC 3'; HHV2 (outer): 5' ACA TCT ATA ATT TTA GAC GAT CCC 3'; HHV3 (inner) and HHV4 (inner) 3'. The detection threshold was determined by plasmid serial dilutions. Threshold for Sybr Green real time PCR was 24.6 molecules/µL and for the nested PCR was 2.46 molecules/µL. We chose the Real Time PCR for diagnosing and quantifying HHV-6 DNA from samples using the new Sybr Green chemistry due to its sensitivity and lower risk of contamination.

Molecular characterization of two rocio flavivirus strains isolated during the encephalitis epidemic in são paulo state, brazil and the development of a one-step rt-pcr assay for diagnosis

Rocio virus (ROCV) was responsible for an explosive encephalitis epidemic in the 1970s affecting about 1,000 residents of 20 coastland counties in São Paulo State, Brazil. ROCV was first isolated in 1975 from the cerebellum of a fatal human case of encephalitis. Clinical manifestations of the illness are similar to those described for St. Louis encephalitis. ROCV shows intense antigenic cross-reactivity with Japanese encephalitis complex (JEC) viruses, particularly with Ilheus (ILHV), St. Louis encephalitis, Murray Valley and West Nile viruses. In this study, we report a specific RT-PCR assay for ROCV diagnosis and the molecular characterization of the SPAn37630 and SPH37623 strains. Partial nucleotide sequences of NS5 and E genes determined from both strains were used in phylogenetic analysis. The results indicated that these strains are closely related to JEC viruses, but forming a distinct subclade together with ILHV, in accordance with results recently reported by Medeiros et al. (2007).

Effects of tissue handling and processing steps on PCR for detection of Mycobacterium tuberculosis in formalin-fixed paraffin-embedded samples

Development and standardization of reliable methods for detection of Mycobacterium tuberculosis in clinical samples is an important goal in laboratories throughout the world. In this work, lung and spleen fragments from a patient who died with the diagnosis of miliary tuberculosis were used to evaluate the influence of the type of fixative as well as the fixation and paraffin inclusion protocols on PCR performance in paraffin embedded specimens. Tissue fragments were fixed for four h to 48 h, using either 10% non-buffered or 10% buffered formalin, and embedded in pure paraffin or paraffin mixed with bee wax. Specimens were submitted to PCR for amplification of the human beta-actin gene and separately for amplification of the insertion sequence IS6110, specific from the M. tuberculosis complex. Amplification of the beta-actin gene was positive in all samples. No amplicons were generated by PCR-IS6110 when lung tissue fragments were fixed using 10% non-buffered formalin and were embedded in paraffin containing bee wax. In conclusion, combined inhibitory factors interfere in the detection of M. tuberculosis in stored material. It is important to control these inhibitory factors in order to implement molecular diagnosis in pathology laboratories.

Adenovirus respiratory infection: significant increase in diagnosis using PCR comparing with antigen detection and culture methods

Adenovirus (AdV) respiratory infections are usually described as being associated with high mortality rates. Laboratory diagnosis is essential for the establishment of the appropriate therapy, and for guiding the implementation of preventive measures in order to prevent the spread of the infection. Aiming to analyze the sensitivity and specificity of the laboratorial diagnosis methods available, we compared antigen detection by indirect immunofluorescence assay (IF), and a specific nested polymerase chain reaction (PCR), to detect AdV in respiratory samples collected from patients admitted to hospital with acute respiratory disease. Positive samples were inoculated into a cell culture to confirm the results. We analyzed 381 samples from the nasopharyngeal aspirates collected during the year 2008; of these, 2.6% tested were positive for adenovirus through IF and 10% through PCR; positive isolation was obtained in 40% and 26% of these cases, respectively. Most infected patients were children under six months of age, and despite of the fact that a significant number of patients required intensive care, the mortality rate was low (5%). In conclusion, molecular methods were found to be useful for rapid diagnosis of adenovirus infections with higher sensitivity than antigen detection; their introduction permitted a significant increase in diagnoses of adenovirus infections.

Genetic variability of Triatoma flavida and Triatoma bruneri (Hemiptera: Reduviidae) by RAPD-PCR technique

The Triatominae (Hemiptera:Reduviidae) contains the principal and potential Chagas disease vectors present in Mexico, Central America and South America. Triatoma flavida and T. bruneri are Cuban species. These species are closely related according to morphology and were considered synonyms until 1981, when they were separated on the grounds of external characters of the body and the morphology of male genitalia. The present study seeks to analyze genetic polymorphism of T. flavida and T. bruneri populations using RAPD techniques, and to assess the genetic relationship between these species. Ten random primers were used to evaluate the genetic variability among species using RAPD-PCR. The genetic flow among them was calculated. The dendrogram based on calculated Jaccard distances showed two clearly distinguishable clusters which coincided with the studied species. Within each species, moderate genetic differentiation (Fst 0.05-0.15) and migration rates (N > 1) were found among populations, that reveal gene flow and genetic homogeneity. Between species, the Fst value showed a high genetic differentiation and the migration rate was insufficient to maintain genetic homogeneity, and confirmed the absence of gene flow between them. Our results confirm the genetic variability among T. flavida and T. bruneri species.

Agilidade e resiliência na gestão da cadeia de abastecimento. Proposta de uma framework

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

Two sequential PCR amplifications for detection of Schistosoma mansoni in stool samples with low parasite load

Schistosomiasis constitutes a major public health problem, with an estimated 200 million individuals infected worldwide and 700 million people living in risk areas. In Brazil there are areas of high, medium and low endemicity. Studies have shown that in endemic areas with a low prevalence of Schistosoma infection the sensitivity of parasitological methods is clearly reduced. Consequently diagnosis is often impeded due to the presence of false-negative results. The aim of this study is to present the PCR reamplification (Re-PCR) protocol for the detection of Schistosoma mansoni in samples with low parasite load (with less than 100 eggs per gram (epg) of feces). Three methods were used for the lysis of the envelopes of the S. mansoni eggs and two techniques of DNA extraction were carried out. Extracted DNA was quantified, and the results suggested that the extraction technique, which mixed glass beads with a guanidine isothiocyanate/phenol/chloroform (GT) solution, produced good results. PCR reamplification was conducted and detection sensitivity was found to be five eggs per 500 mg of artificially marked feces. The results achieved using these methods suggest that they are potentially viable for the detection of Schistosoma infection with low parasite load.

Desenvolvimento de sensores colorimétricos para despiste de antibióticos

introdução de drogas que assegurem o crescimento e a preservação das espécies, mas que eventualmente se espalham para o meio aquático envolvente, promovendo alterações da biodiversidade e entrar, directamente ou indirectamente, na cadeia alimentar. Quando estas drogas são agentes antimicrobianos de uso humano, tais como a amoxicilina, tetraciclina ou sulfonamidas, há um alto risco de aparecimento de espécies bacterianas resistentes, algo que constitui uma ameaça grave para a saúde pública. Esta introdução de agentes antimicrobianos no ambiente aquático através do sector das pescas pode ser reduzida através da monitorização regular ou contínua dos níveis de antibióticos no sistema de água, durante a execução, bem como antes da descarga para o meio aquático. Para isso, é necessário métodos analíticos que permitam uma frequência analítica elevada e continua, nos tanques de cultivos dos peixes. O presente trabalho descreve para este efeito, um sensor constituído por papel quimicamente modificado por reações em monocamadas, assumindo uma coloração típica após contacto com o antibiótico . A intensidade da coloração estava relacionada com a concentração desse antibiótico. A modificação do papel foi baseada na alteração química das unidades de glucose do papel por meio de uma reação covalente com reagentes apropriados. De seguida, criou-se uma camada de quitosano sobre o papel modificado onde se adsorveu a espécie metálica capaz de mudar de cor na presença de sulfadiazina. As modificações resultantes foram avaliadas em relação a vários parâmetros, com o intuito de provocar uma variação de cor intensa face à concentração de antibiótico. Os sensores preparados foram caracterizados do ponto de vista do seu desempenho analítico, efetuou-se a construção de uma gama de concentração que permitiu obter uma resposta previsível e transversal em relação a outros antibióticos, bem como a identificação de uma relação linear entre concentração e coordenadas de cor e a aplicação de sensores em amostra de água ambiental dopados com antibiótico. Generalizando, foi possível estabelecer um processo de modificação simples de papel capaz de medir a presença e quantidade de sulfadiazina

Produção de Biodiesel em reator de ultrassons

A contínua subida dos preços dos combustíveis fósseis tradicionais aliada à crescente pressão por parte de várias instituições mundiais para uma política “verde” no que diz respeito aos combustíveis, levam a um aumento da procura dos biocombustíveis e é neste contexto que surge o biodiesel como um dos principais intervenientes. O biodiesel pode ser definido como um derivado éster monoalquílico de ácidos gordos de cadeia longa proveniente de fontes renováveis como óleos vegetais ou gorduras animais e que apresenta características semelhantes ao diesel de petróleo, podendo ser utilizado sem qualquer problema em motores de ignição por compressão. Este trabalho apresenta como principal objetivo o estudo da aplicação da tecnologia de ultrassons na produção de biodiesel. Foi utilizado neste trabalho como matéria-prima um óleo doméstico usado. Este óleo foi previamente filtrado sendo depois analisado o seu índice de acidez para avaliar o seu teor em ácidos gordos livres. O valor obtido para o índice de acidez do óleo foi de 1,91 mg KOH/g, um valor relativamente baixo permitindo a sua utilização sem ser necessário um tratamento inicial via esterificação para diminuir a acidez do mesmo. Foram realizados três ensaios de reação independentes, o primeiro recorrendo ao método tradicional de produção de biodiesel através de transesterificação e recorrendo a agitação mecânica e aquecimento, o segundo utilizando uma sonda de ultrassons com a potência de 500 W e um terceiro ensaio de reação utilizando uma sonda de ultrassons de 2000 W. Em todas as reações foi utilizada uma proporção de 1:5 de óleo usado e metanol e 0,5 % (em relação á massa de óleo utilizada) de catalisador metilato de sódio. Todas as alíquotas recolhidas durante os ensaios foram analisadas através de cromatografia gasosa de modo a determinar o conteúdo em ésteres presente em cada uma delas. A reação convencional teve uma duração total de 150 minutos e decorreu a uma temperatura de 65ºC e a agitação constante de 500 rpm. Ao longo da reação foram retiradas alíquotas de cerca de 25 ml, que foram tratadas de imediato e posteriormente analisadas de modo a estudar-se o comportamento da reação ao longo do tempo. A percentagem de ésteres metílicos no biodiesel obtida ao fim de 90 minutos foi de 81,3%. Em seguida realizou-se uma reação utilizando uma sonda de ultrassons de 500 W de potência mergulhada num recipiente reacional devidamente isolado com uma rolha de cortiça de modo a minimizar as perdas de metanol por evaporação. O tempo total de reação foi de 90 minutos e foram-se retirando alíquotas de cerca de 25 ml para acompanhar o desenrolar da reação, tendo-se obtido uma percentagem de ésteres metílicos de 85,9% ao fim dos 90 minutos. Foi realizada por fim um terceiro ensaio de reação utilizando uma sonda de 2000 W com uma duração total de 90 minutos, tendo-se obtido resultados pouco satisfatórios (77,7%), provavelmente devido a algum problema operacional relacionado com a sonda de ultrassons utilizada ou devido a uma geometria do reator pouco eficiente. Os produtos resultantes da reação convencional e da reação utilizando a sonda de ultrassons de 500 W, assim como o óleo utilizado como matéria-prima foram caracterizados em termos de índice de acidez, densidade a 15ºC e viscosidade a 40ºC.

Reação Cutânea Iatrogénica à Terapêutica Intra-Articular com Ácido Hialurónico

Introdução: A osteoartrite é uma doença crónica e progressiva, muito prevalente acima dos 60 anos de idade. Caracteriza-se por incapacidade e dor crónicas e resulta da redução da concentração e peso molecular do ácido hialurónico no líquido sinovial. Uma das opções terapêuticas, na ausência de resposta à terapêutica conservadora (anti-inflamatórios não esteroides), passa pela viscossuplementação com ácido hialurónico. A maior parte dos efeitos adversos descritos, tais como artralgia, reação inflamatória local e dor no local da infiltração, resolvem em 2 dias sem necessidade de tratamento específico. Caso clinico: Doente do sexo masculino, 74 anos de idade, com antecedentes pessoais de osteoartrite bilateral do joelho foi enviado à consulta urgente de Dermatovenereologia por mancha purpúrica com 10 dias de evolução, reticulada, com 20 cm de maior diâmetro, associada a dor. A lesão localizava-se na face anterior do joelho esquerdo e surgiu 1 semana após tratamento intra-articular com ácido hialurónico de origem não animal (Durolane®). A biópsia cutânea revelou a presença de êmbolos intravasculares de material amorfo, não refringente à luz polarizada, na derme e hipoderme - achados compatíveis com embolização por ácido hialurónico. Na reavaliação, 21 dias após, apresentava apenas ligeiro eritema da face anterior do joelho esquerdo, sem outros sintomas associados. Conclusão: Esta reação cutânea adversa ao tratamento com ácido hialurónico parece resultar do extravasamento extra-articular deste. No entanto, não podemos excluir que resulte da má aplicação técnica do ácido hialurónico, e não da molécula em si. O interesse deste caso reside no facto de a embolização por ácido hialurónico ser um efeito adverso da viscossuplementação ainda não descrito.

APPLICABILITY OF kDNA-PCR FOR ROUTINE DIAGNOSIS OF AMERICAN TEGUMENTARY LEISHMANIASIS IN A TERTIARY REFERENCE HOSPITAL

SUMMARYThis study evaluated the applicability of kDNA-PCR as a prospective routine diagnosis method for American tegumentary leishmaniasis (ATL) in patients from the Instituto de Infectologia Emílio Ribas (IIER), a reference center for infectious diseases in São Paulo - SP, Brazil. The kDNA-PCR method detected Leishmania DNA in 87.5% (112/128) of the clinically suspected ATL patients, while the traditional methods demonstrated the following percentages of positivity: 62.8% (49/78) for the Montenegro skin test, 61.8% (47/76) for direct investigation, and 19.3% (22/114) for in vitro culture. The molecular method was able to confirm the disease in samples considered negative or inconclusive by traditional laboratory methods, contributing to the final clinical diagnosis and therapy of ATL in this hospital. Thus, we strongly recommend the inclusion of kDNA-PCR amplification as an alternative diagnostic method for ATL, suggesting a new algorithm routine to be followed to help the diagnosis and treatment of ATL in IIER.