Sensitive detection of bacterial transcription initiation sites and differentiation from RNA processing sites in the pheromone-induced plasmid transfer system of Enterococcus faecalis.

A method was developed to detect 5' ends of bacterial RNAs expressed at low levels and to differentiate newly initiated transcripts from processed transcripts produced in vivo. The procedure involves use of RNA ligase to link a specific oligoribonucleotide to the 5' ends of cellular RNAs, followed by production of cDNA and amplification of the gene of interest by PCR. The method was used to identify the precise sites of transcription initiation within a 10-kb region of the pheromone-inducible conjugative plasmid pCF10 of Enterococcus faecalis. Results confirmed the 5' end of a very abundant, constitutively produced transcript (from prgQ) that had been mapped previously by primer extension and defined the initiation point of a less abundant, divergently transcribed message (from prgX). The method also showed that the 5' end of a pheromone-inducible transcript (prgB) that had been mapped by primer extension was generated by processing rather than new initiation. In addition, the results provided evidence for two promoters, 3 and 5 kb upstream of prgB, and indicated that only the transcripts originating 5 kb upstream may be capable of extending to prgB.

Enterococcus faecalis pheromone binding protein, PrgZ, recruits a chromosomal oligopeptide permease system to import sex pheromone cCF10 for induction of conjugation.

Conjugative transfer of the plasmid pCF10 by Enterococcus faecalis donor cells occurs in response to a peptide sex pheromone, cCF10, secreted by recipients. The plasmid-encoded cCF10 binding protein, PrgZ, is similar in sequence to binding proteins (OppAs) encoded by oligopeptide permease (opp) operons. Mutation of prgZ decreased the sensitivity of donor cells to pheromone, whereas inactivation of the chromosomal E. faecalis opp operon abolished response at physiological concentrations of pheromone. Affinity chromatography experiments demonstrated the interaction of the pheromone with several putative intracellular regulatory molecules, including an RNA molecule required for positive regulation of conjugation functions. These data suggest that processing of the pheromone signal involves recruitment of a chromosomal Opp system by PrgZ and that signaling occurs by direct interaction of internalized pheromone with intracellular effectors.

Surface properties of enterococcus faecalis in relation to infective endocarditis

The effect of growth conditions on both the appearance and the antigenic profile of cells of Enterococcus faecalis was investigated using electron micrographs of ruthenium red stained and sectioned cells and SDS-PAGE and blotting techniques respectively. Three specific antigens of molecular weights 73, 40 and 37 kdaltons were of particular interest being expressed most strongly after growth in serum. This medium was deemed to most closely mimic jn vjvo growth conditions reflecting an environment similar to that which the microorganisms would encounter during bacteraemia, preceding the colonisation of the endocardium and the development of infective endocarditis. The 40 and 37 kdalton antigens were shown by immunoqold labelling to be exposed on the surface of the cells although they did not appear to be connected with the fimbriae shown to exist on some of the E. faecalis cells examined by negative staining. The 73, 40 and 37 kdalton antigens were crudely purified using sarkosyl and ammonium sulphate precipitation, and used as the basis of a serodiagnostic test for E. faecalis endocarditis using an ELISA system. This was tested in a blind trial and the success rates were 94% for positives, 90% for negatives with endocarditis caused by other organisms and 80% for E. faecalis infections other than endocarditis. The binding of E.faecalis cells to the serum proteins fibronectin and albumin was investigated using 125I labelled proteins, followed by Scatchard analysis. This showed that· E.faecalis cells do loosely bind large amounts of both of these proteins, thus surely affecting the way in which the host's immune system perceives the cells. The E.faecalis receptor for fibronectin was partially characterised and appeared to involve protein and/or carbohydrate containing components. but did not involve LTA or the 40 and 37 kdalton species specific antigens.

Estudio in vitro de la efectividad de las distintas técnicas de irrigación en la eliminación del enterococcus faecalis

La irrigación es un paso indispensable en la desinfección del conducto radicular Con la que se pretende eliminar la capa residual, compuesta por restos orgánicos e inorgánicos, incluyendo microorganismos que podrían permanecer viables en su interior y ser la causa de reagudizaciones Está demostrado que la instrumentación rotatoria reduce el número de bacterias sólo en un 50%. Como consecuencia, se han empleado numerosos irrigantes a lo largo de los años para la desinfección del conducto radicular A día de hoy, no existe un irrigante que pueda efectuar por sí mismo una irrigación efectiva, por tanto se recurre a la combinación de irrigantes, utilizando uno como desinfectante y otro como quelante. Los más comunes son el hipoclorito sódico y el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA). Existen zonas del sistema de conductos inaccesibles a la instrumentación, tanto manual como mecánica, por lo que además de los sistemas de irrigación convencionales, han surgido nuevos mecanismos del irrigación y agitación para que el irrigante alcance esas zonas El conocimiento de la flora bacteriana del interior de los conductos radiculares, ha contribuido a un aumento de la preocupación acerca de la capacidad de descontaminación de los mismos...

Estudio del efecto antimicrobiano del catdex sobre el desarrollo de Enterococcus faecalis

Las bacterias en infecciones endodónticas juegan un papel crucial para el éxito del tratamiento, a pesar de los avances en instrumentos y el gran efecto antimicrobiano del NaOCl existe evidencia científica que no se logra erradicar al 100% la carga bacteriana del sistema de conductos, debido a las condiciones anatómicas e irregularidades del conducto en ocasiones resulta imposible acceder a dichas zonas aunado a la patogenicidad de las bacterias. Actualmente en endodoncia se tiene la necesidad de investigar nuevos materiales irrigantes que se puedan utilizar para la irrigación del sistema de conductos, que sean capaces de brindarnos un mejor efecto antimicrobiano. El NaOCl es el irrigante por excelencia utilizado en endodoncia, desde los años XIX que se introdujo para su uso en la terapia pulpar. A pesar de su efecto antimicrobiano eliminando bacterias, hongos, esporas, virus y que además tiene la capacidad de disolver tejido orgánico y necrótico, sin embargo, también se caracteriza por ser una sustancia químicamente inestable, irritante y además caustico para las células. Una desventaja que tiene su uso durante el tratamiento de endodoncia, es el riesgo que se extruya a los tejidos periapicales y genere una reacción inflamatoria severa. El Cat Dex es un potente agente antimicrobiano para las bacterias patógenas que regularmente encontramos dentro de los conductos y con la ventaja que no resulta ser citotóxico ya que ha sido empleado anteriormente contra células tumorales.

Enterococcus faecalis prophage dynamics and contributions to pathogenic traits

Polylysogeny is frequently considered to be the result of an adaptive evolutionary process in which prophages confer fitness and/or virulence factors, thus making them important for evolution of both bacterial populations and infectious diseases. The Enterococcus faecalis V583 isolate belongs to the high-risk clonal complex 2 that is particularly well adapted to the hospital environment. Its genome carries 7 prophage-like elements (V583-pp1 to -pp7), one of which is ubiquitous in the species. In this study, we investigated the activity of the V583 prophages and their contribution to E. faecalis biological traits. We systematically analyzed the ability of each prophage to excise from the bacterial chromosome, to replicate and to package its DNA. We also created a set of E. faecalis isogenic strains that lack from one to all six non-ubiquitous prophages by mimicking natural excision. Our work reveals that prophages of E. faecalis V583 excise from the bacterial chromosome in the presence of a fluoroquinolone, and are able to produce active phage progeny. Intricate interactions between V583 prophages were also unveiled: i) pp7, coined EfCIV583 for E. faecalis chromosomal island of V583, hijacks capsids from helper phage 1, leading to the formation of distinct virions, and ii) pp1, pp3 and pp5 inhibit excision of pp4 and pp6. The hijacking exerted by EfCIV583 on helper phage 1 capsids is the first example of molecular piracy in Gram positive bacteria other than staphylococci. Furthermore, prophages encoding platelet-binding-like proteins were found to be involved in adhesion to human platelets, considered as a first step towards the development of infective endocarditis. Our findings reveal not only a role of E. faecalis V583 prophages in pathogenicity, but also provide an explanation for the correlation between antibiotic usage and E. faecalis success as a nosocomial pathogen, as fluoriquinolone may provoke release of prophages and promote gene dissemination among isolates.

Large-scale screening of a targeted Enterococcus faecalis mutant library identifies envelope fitness factors

Spread of antibiotic resistance among bacteria responsible for nosocomial and community-acquired infections urges for novel therapeutic or prophylactic targets and for innovative pathogen-specific antibacterial compounds. Major challenges are posed by opportunistic pathogens belonging to the low GC% gram-positive bacteria. Among those, Enterococcus faecalis is a leading cause of hospital-acquired infections associated with life-threatening issues and increased hospital costs. To better understand the molecular properties of enterococci that may be required for virulence, and that may explain the emergence of these bacteria in nosocomial infections, we performed the first large-scale functional analysis of E. faecalis V583, the first vancomycin-resistant isolate from a human bloodstream infection. E. faecalis V583 is within the high-risk clonal complex 2 group, which comprises mostly isolates derived from hospital infections worldwide. We conducted broad-range screenings of candidate genes likely involved in host adaptation (e.g., colonization and/or virulence). For this purpose, a library was constructed of targeted insertion mutations in 177 genes encoding putative surface or stress-response factors. Individual mutants were subsequently tested for their i) resistance to oxidative stress, ii) antibiotic resistance, iii) resistance to opsonophagocytosis, iv) adherence to the human colon carcinoma Caco-2 epithelial cells and v) virulence in a surrogate insect model. Our results identified a number of factors that are involved in the interaction between enterococci and their host environments. Their predicted functions highlight the importance of cell envelope glycopolymers in E. faecalis host adaptation. This study provides a valuable genetic database for understanding the steps leading E. faecalis to opportunistic virulence.

Enterococcus faecium: caracterização molecular de amostras isoladas no período anterior e posterior a emergência da resistência à vancomicina no Estado do Rio de Janeiro

Nas últimas décadas, Enterococcus resistentes à vancomicina tem se destacado no cenário hospitalar em todo mundo. A emergência da resistência à vancomicina no Estado do Rio de Janeiro foi registrada em 2000, na espécie Enterococcus faecalis. Em seguida, Enterococcus faecium passou a ser prevalente. O objetivo deste estudo foi avaliar a diversidade genética das amostras de E. faecium sensíveis (VSEfm) e resistentes (VREfm) à vancomicina, isoladas em diferentes instituições de saúde do Estado do Rio de Janeiro no período de 1993 a 2008. As amostras bacterianas foram avaliadas por metodologia de eletroforese em campo pulsado (PFGE), após restrição com Smal, análise do polimorfismo numérico de segmentos repetitivos (MLVA) e tipagem por sequenciamento de múltiplos loci (MLST); além da detecção de marcadores fenotípicos, como a resistência à ampicilina e à ciprofloxacina, e genotípicos, como determinantes genéticos de virulência, que estão vinculados a um complexo clonal globalmente disperso (CC17). A diversidade de Tn1546 (que alberga o conjunto gênico vanA) foi determinada por amplificação e restrição com ClaI. Um grupo clonal prevalente foi observado pela metodologia de PFGE e agrupou amostras isoladas, principalmente, no período de 2004 a 2006, estando disseminado por diversas instituições de saúde do Estado, indicando transmissão inter- e intra-hospitalar. A avaliação por MLVA identificou dois MTs prevalentes dentre as amostras VREfm: MT12 relacionado à maioria das amostras dos principais grupos clonais identificados por PFGE e, o MT159 que apresentou frequência aumentada no ano de 2008. A análise por MLST destacou o ST78 associado aos principais grupos clonais definidos por PFGE, bem como, ao MT12. Também foi observada correlação entre o ST412 associado ao grupo clonal formado por apenas amostras de 2008 e o MT159. Foi notório por MLST que as amostras VREfm do Estado do Rio de Janeiro, no período do estudo, estiveram relacionadas CC17, juntamente com algumas amostras VSEfm. Entretanto, os principais marcadores de resistência e de virulência, característicos de CC17, estiveram mais relacionados as amostras VREfm do que as VSEfm, como resistência à ampicilina e à ciprofloxacina; e a presença do gene esp e do alelo purK1. A identificação de VSEfm pertencentes ao CC17 sugerem que amostras já adaptadas ao ambiente hospitalar, podem ter adquirdo o determinante de resistência vanA, facilitando a emergência de amostras de VREfm. Adicionalmente, nossos dados sugerem uma modificação no cenário de amostras VREfm no Rio de Janeiro. Pois a dominância de um grupo clonal prevalente (PFGE- X; MT12; ST78) pode estar sendo substituída pela possível emergência de um novo grupo clonal, que foi característico de amostras mais recentes (PFGE-XV; MT159; ST412), apontando assim, para um novo curso na epidemiologia dos E. faecium no Estado. Um perfil de restrição prevalente de Tn1546 idêntico ao protótipo foi observado, apontando que a disseminação da resistência à vancomicina ocorreu por também por transferência horizontal. Entretanto, alterações do tipo deleção e presença de elementos de inserção com aproximadamente 2 kb foram observadas em um número reduzido das amostras. A incongruência no genótipo vanA, em relação ao fenótipo, foi observado para uma amostra. Considera-se fundamental o acompanhamento da disseminação de VREfm, particularmente diante da elevada frequência de amostras pertencentes a um complexo clonal que conjuga multirresistência com virulência, com elevado potencial de adaptabilidade e disseminação.

Microbiota bucal de pacientes HIV positivos: relação com o uso de drogas antirretrovirais e condições de saúde

Pós-graduação em Odontologia - FOA

Prevalência, Virulência e sensibilidade às terapias antimicrobianas das cepas de enterecoccus faecalis e enterococcus faecium isoladas de infecções endodônticas

Pós-graduação em Biopatologia Bucal - ICT

Perfil genético de Enteroccocus faecalis isolados de infecção endodôntica primária no Brasil comparados a isolados orais e não-orais do Reino Unido e do Japão

Enterococcus faecalis (E. faecalis), conhecidamente patógeno oportunista, tem sido frequentemente associado a infecções sistêmicas graves. É também encontrado na cavidade oral, com destaque em infecção endodôntica refratária. O objetivo deste estudo foi avaliar características moleculares de E. faecalis isolados de infecção endodôntica primária no Brasil e comparar com isolados orais e não orais de pacientes do Reino Unido e do Japão, assim como E. faecalis resistentes à vancomicina. O presente estudo também investigou o relacionamento entre E. faecalis de diferentes origens (oral e não oral) e de diferentes áreas geográficas para obter uma melhor compreensão do envolvimento dos diferentes reservatórios no surgimento e propagação de clones virulentos, aqueles que possuem genes que conferem infectividade e virulência, assim como resistência aos antibióticos. Para tal, foram estudados E. faecalis isolados em infecções endodônticas no Brasil (n = 20) e orais no Reino Unido (n = 10), e em infecções não orais no Japão (n = 9). Além disso, 20 E. faecalis isolados ambientais do Hospital Universitário de Gales (Cardiff, Reino Unido), classificados como Enterococcus resistentes à vancomicina (VRE) também foram examinados. A Concentração Inibitória Mínima (CIM) dos isolados do Brasil foi obtida pelo método de diluição em agar de acordo com as recomendações do Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Reação em cadeia da polimerase (inglês - PCR) foi a técnica empregada para detectar os genes de virulência e aqueles associados à resistência aos antibióticos, enquanto Reação de Amplificação Aleatória de DNA Polimórfico (inglês - RAPD-PCR) foi escolhida para a tipagem molecular. Dentre os genes de virulência examinados, o gene que codifica a gelatinase gelE foi o mais prevalente entre os isolados (77-100%). Entre isolados orais, foram detectados os genes agg de substâncias de agregação, esp de proteína de evasão imune, cylB de citolisina, genes de resistência à tetraciclina tetM e tetL e à eritromicina ermB com diferentes prevalências. Os isolados clínicos hospitalares do Japão apresentaram perfil genético similar aos isolados orais, mas com maior prevalência de ermB e cylB. Todas as amostras de VRE foram positivas para os genes gelE, esp, agg, vanA, ermB e tetM, 95% foram positivos para cylB e 17% positivo para tetL. Todas as amostras foram negativas para ermA, asa373, vanB, vanC1 e vanC2/3. RAPD-PCR revelou agrupamento de VRE em comparação com outros isolados. Neste estudo, os isolados de E. faecalis de infecções orais apresentaram genes de resistência à tetraciclina, um antimicrobiano frequentemente usado no tratamento local de infecções dentárias, abrindo um debate muito importante sobre o papel e a eficácia desta droga para infecções orais. Claramente, são necessários mais estudos nesta área principalmente em relação à expressão de fatores de virulência entre isolados endodônticos para melhor nortear as estratégias de tratamento. As pressões externas no microambiente dos canais radiculares podem ser responsáveis pela seleção de espécies mais resistentes e virulentas. Por fim, embora isolados orais apresentem genes de virulência fundamentais para a patogenicidade, estes foram detectados em menor incidência em comparação com os isolados não-orais e VRE.

Caracterização molecular da resistência a antimicrobianos em Escherichia coli produtoras de β-lactamases de espectro alargado isoladas em cães e estudo da partilha de clones bacterianos entre animais de companhia e coabitantes humanos

A pressão seletiva originada pelo uso excessivo de antimicrobianos na medicina humana e veterinária tem contribuído para a emergência de estirpes bacterianas multirresistentes, sendo os estudos mais escassos relativamente à sua presença nos animais de companhia. Porque os animais e os seus proprietários partilham o mesmo espaço habitacional, apresentando comportamentos de contacto próximo, existe uma hipótese elevada de transferência microbiana inter-espécie. Ante esta possibilidade é importante escrutinar o papel dos animais de companhia enquanto reservatórios de estirpes e de genes de resistência, bem como a sua envolvência na disseminação de estirpes bacterianas multirresistentes. Importa também, investigar o papel das superfícies e objetos domésticos partilhados por ambos, como potenciadores deste fenómeno. O objetivo deste trabalho foi, identificar o filogrupo e fazer a caracterização molecular dos genes que conferem resistência aos β-lactâmicos e às quinolonas, em quarenta isolados de Escherichia coli produtoras de β-lactamases de espectro alargado (ESBL), obtidas em zaragatoas fecais de cães consultados no Hospital Veterinário do ICBAS-UP. Complementarmente pretendeu-se inferir sobre a partilha de clones de Escherichia coli e Enterococcus spp. com elevadas resistências, em cinco agregados familiares (humanos e seus animais de companhia) assim como avaliar a potencial disseminação de estirpes multirresistentes no ambiente doméstico. Previamente foram recolhidas zaragatoas de fezes, pelo e mucosa oral dos animais e em alguns casos, dos seus proprietários, e ainda do ambiente doméstico. As zaragatoas foram processadas e as estirpes isoladas com base em meios seletivos. Foram realizados testes de suscetibilidade antimicrobiana de modo a estabelecer o fenótipo de resistência de cada isolado. O DNA foi extraído por varias metodologias e técnicas de PCR foram utilizadas para caracterização de filogrupos (Escherichia coli) e identificação da espécie (Enterococcus spp.). A avaliação da proximidade filogenética entre isolados foi efetuada por ERIC PCR e PFGE. No conjunto de quarenta isolados produtores de ESBL e/ou resistentes a quinolonas verificou-se que 47,5% pertenciam ao filogrupo A, havendo uma menor prevalência do filogrupo D (25,0%), B1 (17,5%), e B2 (10,0%).A frequência de resistência nestes isolados é factualmente elevada, sendo reveladora de uma elevada pressão seletiva. Com exceção de dois isolados, os fenótipos foram justificados pela presença de β-lactamases. A frequência da presença de genes foi: 47% blaTEM, 34% blaSHV, 24% blaOXA , 18% blaCTX-M-15, 8% blaCTX-M-2, 3% blaCTX-M-9. Nos isolados resistentes às quinolonas verificou-se maioritariamente a presença de mutações nos genes cromossomais gyrA e parC, e em alguns casos a presença de um determinante de resistência mediado por plasmídeo – qnrS. Nos cinco “agregados familiares” (humanos e animais) estudados foi observada uma partilha frequente de clones de E. coli e Enterococcus faecalis com múltiplas resistências, isolados em fezes e mucosa oral de cães e gatos e fezes e mãos dos respetivos proprietários, evidenciando-se assim uma possível transferência direta entre coabitantes (agregados A, C, D, E). Ficou também comprovado com percentagens de similaridade genotípica superiores a 94% que essa disseminação também ocorre para o ambiente doméstico, envolvendo objetos dos animais e de uso comum (agregados A, E). Os resultados obtidos reforçam a necessidade de um uso prudente dos antimicrobianos, pois elevados padrões de resistências terão um impacto não só na qualidade de vida dos animais mas também na saúde humana. Adicionalmente importa sensibilizar os proprietários para a necessidade de uma maior vigilância relativamente às formas de interação com os animais, bem como para a adoção de medidas higiénicas cautelares após essa mesma interação.

Etiologia e susceptibilidade à drogas de microrganismos relacionados com a otite média crônica supurativa em pacientes portadores de fissura palatal

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Epidemiologia molecular, fatores de risco e prognóstico da infecção por Enterococcus spp resistentes à vancomicina em situação de introdução recente: um estudo em dois hospitais públicos de Bauru-SP

Pós-graduação em Doenças Tropicais - FMB