INTRODUÇÃO: Infecções hospitalares por agentes multirresistentes (MR) acarretam custos significativos, elevada morbidade e mortalidade. A transmissão cruzada de MR é dependente da existência de pacientes e ambientes colonizados, as fontes, e da existência da via de transmissão, representada principalmente pelas mãos dos profissionais de saúde. As altas taxas de infecção hospitalar na unidade de terapia intensiva da neurologia do Hospital das Clínicas da Universidade de São Paulo e o aumento na frequência de isolamento de Acinetobacter spp. e Pseudomonas aeruginosa resistente a carbapenêmicos despertaram o interesse no estudo da colonização por estes agentes dos pacientes admitidos na unidade e o efeito de medidas de intervenção educativas na prevenção da colonização. MÉTODOS: O trabalho consistiu em um estudo quasi-experimental com três períodos (pré-intervenção educativa - PI, pós-educação-PE e pós-álcool gel - PA) nos quais eram colhidos swabs orais, axilares e retais de todos os pacientes à admissão, após três dias da admissão e semanais. Para a análise da coorte, foram excluídos os pacientes que já apresentavam colonização por PMR e AC à admissão e aqueles pacientes que, por permaneceram internados na UTIN por período inferior a três dias, tiveram culturas colhidas apenas à admissão. Entre o PI e o PE, foi realizada uma intervenção educativa que consistiu no treinamento dos profissionais de saúde visando higienização das mãos e isolamento de contato. Entre o PE e o PA, foi realizada a segunda intervenção que consistiu na disponibilização de álcool-gel para higienização das mãos na unidade. A adesão à higienização das mãos antes e após o contato com os pacientes e a adesão ao uso correto de luvas foram avaliadas antes e após cada intervenção. Calculou-se a pressão de colonização em cada período e a colonização à admissão. RESULTADOS: 1) Não houve diferenças entre os períodos em relação a idade, sexo, APACHE II, dias de internação prévios. 2) A intervenção educativa melhorou a adesão à higienização das mãos antes e após o contato com os pacientes e ao uso correto de luvas. No PA, apesar da disponibilização de álcool-gel, a adesão à higienização das mãos e ao uso correto de luvas decresceu a valores similares ao PI. 3) A probabilidade de se tornar colonizado ao longo do tempo por PMR e AC aumentou progressivamente do PI para o PE e para o PA. A densidade de incidência de colonização por PMR e AC por 1000 pacientes-dia foi de 24,8 no PI, 43,3 no PE e 67,5 no PA. 4) A pressão de colonização por PMR e AC foi diferente entre os três períodos, com média de 14,7 no PI, 38,2 no PE e 53,3 no PA. Este aumento deveu-se, principalmente, à admissão de pacientes já colonizados provenientes do Pronto Socorro. CONCLUSÃO: Para o controle da transmissão cruzada de AC e PMR são importantes intervenções educativas que visem o aumento na adesão à higienização das mãos. Entretanto, provavelmente é necessário o monitoramento da pressão de colonização e o planejamento de ações visando atuação mais abrangente, locadas nas unidades que representam fontes externas de indivíduos colonizados / Nosocomial infections by resistant pathogens are a major public health concern due to their related costs, morbidity and mortality. The cross transmission of resistant pathogens are dependent on the existence of a source, colonized patients or environment, and on carriage by the healthcare workerss hands. The increasing incidence of infections and colonization by Acinetobacter spp. (AC) and carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa (CRPA) in the Neurology intensive care unit (NICU) at Hospital das Clínicas of Universidade de São Paulo led to the study of the colonization by these pathogens and the efficacy of interventions on prevention. METHODS: This was a quasi-experimental study with three periods (pre-interventional- PI, post-educational PE and post-alcool hand rub implementation PA). In each period, patients had surveillance cultures (oropharyngeal, axillary and rectal) collected on admission, 3rd day and weekly. Patients who were colonized by CRPA or AC on admission in the NICU and patients who had just one set of cultures collected were excluded from the study. Between PI and PE, an educational intervention focused on hand hygiene and contact precautions was conducted. By the end of PE, an intervention based on the installation of alcohol hand rub dispensers was applied. Hand hygiene and glove use compliance were evaluated before and after each intervention. Colonization pressure was calculated in each period as well as colonization on admission to the ICU. RESULTS: 1) There were no differences in patients age, sex, APACHE II score and number of days in the hospital previous to NICU admission between the periods 2) The educational intervention increased hand hygiene and glove use compliance. In the PA, beside alcohol hand rub dispensers, hand hygiene and glove use compliance decreased. 3) The probability of becoming colonized by CRPA and AC during NICU stay increased over the periods. The incidence density of colonization by CPRA and AC by 1000 patient-days was 24,8 in PI, 43,3 in PE and 67,5 in PA. 4) Colonization pressure by CPRA and AC was different between periods: 14,7 in PI, 38,2 in PE and 53,3 in PA. The increase in the colonization pressure was due to the admission of patients already colonized, mainly from the Emergency room. CONCLUSIONS: Control of cross transmission of AC and CPRA requires efforts to increase hand hygiene compliance, monitoring of colonization pressure and interventions aimed at units that are sources of colonized patients

Recentemente, o bis-(3\',5\')-di-guanosina monofosfato cíclico (c-di-GMP) surgiu como uma importante molécula sinalizadora nas bactérias. Essa molécula foi identificada como uma das responsáveis pelo controle do comportamento bacteriano e está relacionada com a patogenicidade e a adaptação de diversas bactérias, coordenando a expressão de genes envolvidos com virulência, motilidade e formação de biofilme. O mecanismo pelo qual c-diGMP atua vem sendo motivo de estudo de vários grupos de pesquisa nos últimos anos. Já foi demonstrado o papel dessa molécula em diferentes etapas do controle da expressão gênica. Acredita-se que a manipulação dos níveis de c-di-GMP pode ser uma nova abordagem terapêutica contra bactérias patogênicas. Pseudomonas aeruginosa é uma proteobactéria do grupo gama, que atua como um patógeno oportunista, causando infecções em pacientes imunocomprometidos, sendo o maior causador de infecções crônicas em pacientes portadores de fibrose cística. O genoma de P. aeruginosa PA14 apresenta vários genes que codificam proteínas envolvidas no metabolismo e/ou ligação de c-di-GMP, o que pode indicar um amplo papel regulatório deste nucleotídeo nessa bactéria. Uma associação infundada entre níveis elevados de c-di-GMP e a resistência aos antibióticos é geralmente assumida, já que altos níveis de c-di-GMP levam à formação de biofilme, que é comprovadamente um modo de crescimento mais resistente. Nesse trabalho, utilizando uma abordagem proteômica, mostramos que Pseudomonas aeruginosa PA14 regula a expressão de cinco porinas em resposta a variações nos níveis de c-di-GMP, independentemente dos níveis de mRNA. Uma dessas porinas, OprD, é responsável pela entrada do antibiótico β-lactâmico imipenem na célula e é menos abundante em condições de alto c-di-GMP. Também demonstramos que linhagens com altos níveis de c-di-GMP apresentam uma vantagem competitiva de crescimento em relação a linhagens com níveis mais baixo de c-di-GMP quando crescidas em meio contendo imipenem. Em contraste, observamos que células planctônicas com elevados níveis c-di-GMP são mais sensíveis a tobramicina. Em conjunto, estes resultados mostram que c-di-GMP pode regular a resistência a antibióticos em sentidos opostos, e independentemente do crescimento em biofilme / Following the genomic era, a large number of genes coding for enzymes predicted to synthesize and degrade 3\'-5\'-cyclic diguanylic acid (c-di-GMP) was found in most bacterial genomes and this dinucleotide emerged as an important intracellular signal molecule controlling bacterial behavior. Diverse molecular mechanisms have been described as targets for c-di-GMP, but several questions remain to be addressed. An association between high c-di-GMP levels and antibiotic resistance is largely assumed, since high c-di-GMP upregulates biofilm formation and the biofilm mode of growth leads to enhanced antibiotic resistance; however, a clear understanding of this correlation is missing. Pseudomonas aeruginosa is a versatile gamma-proteobacterium that behaves as an opportunistic pathogen to a broad range of hosts. The ability of P. aeruginosa to form biofilms contributes to its virulence and adaptation to different environments. The P. aeruginosa PA14 genome presents several genes encoding proteins involved in metabolism or binding to c-di-GMP, which may indicate a wide regulatory role of this nucleotide in this bacterium. Here, using a proteomic approach, we show that Pseudomonas aeruginosa PA14 regulates the amount of five porins in response to c-di-GMP levels, irrespective of their mRNA levels. One of these porins is OprD, decreased in high c-di-GMP conditions, which is responsible for the uptake of the β-lactam antibiotic imipenem. We also demonstrate that this difference leads strains with high c-di-GMP to be more resistant to imipenem even when growing as planktonic cells, giving them a competitive advantage over cells with low c-di-GMP. Contrastingly, we found that planktonic cells with high c-di-GMP levels are more sensitive to aminoglycosides antibiotics. Together, these findings show that c-di-GMP levels can regulate the antibiotic resistance to different drugs in opposite ways and irrespective of a biofilm mode of growth.

A terapia laser de baixa intensidade (TLBI) vem sendo utilizada no tratamento de feridas devido aos seus efeitos cicatrizantes. No entanto, espécies bacterianas podem ser detectadas em úlceras cutâneas crônicas, não estando claro quais os melhores parâmetros a serem utilizados para se obter maior eficácia da inibição das bactérias que podem vir a colonizar essas feridas, já que são escassos os estudos que associam diferentes linhagens de bactérias, com diferentes comprimentos de onda e fluências da TLBI. O objetivo do estudo foi analisar a influência da TLBI no crescimento bacteriano in vitro. Para realização do estudo foram utilizadas linhagens da S. aureus (ATCC 25923), P. aeruginosa (ATCC 27853) e E. coli (ATCC 25922), as quais foram repicadas e incubadas por um período de 24 horas, à temperatura de 37º C. Após o crescimento bacteriano, as células foram suspensas em solução fisiológica com turvação de 0,5 na escala de McFarland (1,5 X 108 UFC/mL-1). Em seguida foram realizadas cinco diluições seriadas até alcançar a concentração de 1,5 X 103 UFC/mL-1. Uma alíquota de 300 L desta suspenção foi transferida para poços da placa de microtitulação e então expostas a irradiação. A seguir uma fração de 100 L foi espalhada sobre a superfície do meio de cultura sólido Mueller-Hinton em placas de Petri (90 x 15 mm), incubada a 37° C e após 24, 48 e 72 horas foram realizadas às contagens de UFC (unidades formadoras de colônias). A irradiação laser (laserpulse - Ibramed® Amparo, SP Brasil) foi realizada nos comprimentos de onda de 450, 660, 830 e 904 nm, nas fluências de 0 (controle), 3, 6, 12, 18 e 24 J/cm2, aplicado de forma direta e perpendicular a placa, a uma distância de 2 mm, sobre uma área de 1 cm2. Todos os dados foram submetidos ao teste de normalidade Shapiro-Wilk, sendo os dados referentes a contagem das UFC submetidos ao teste de Kruskal Wallis e post hoc de Dunn com nível de significância de 5%. A irradiação laser inibiu o crescimento da S. aureus em todos os comprimentos de ondas testados, nas fluências superiores a 12 J/cm², com maiores taxas de inibição em 24 J/cm2 (79,6%). Ao analisar o comportamento da taxa de inibição bacteriana, pode-se observar uma tendência similar entre todos os comprimentos de onda. No entanto, para a P. aeruginosa a TLBI foi capaz de inibir o crescimento em todos os comprimentos de onda, somente na fluência de 24 J/cm², não sendo possível identificar um padrão de inibição. A E. coli apresentou um padrão de inibição nos comprimentos de onda de 450 e 830 nm. Para os comprimentos de onda de 660 e 904 nm pode-se identificar inibição somente em 12 e 18 J/cm2, respectivamente. Assim, pode-se afirmar que a TLBI foi capaz de inibir o crescimento bacteriano em todos os comprimentos de onda, não apresentando o mesmo padrão de inibição entre as espécies bacterianas, comprimento de onda e fluências testadas, se mantendo por até 72 horas após a irradiação. / Low level laser therapy (LLLT) has been used in treatment of wounds due your healing effects. Some bacteria\'s species can be detected in almost all chronic ulcers, being not clear which are the best parameters to more effective inhibition of bacteria that may colonize these wounds. There are just a few studies that relate different bacteria types with different wavelength and different fluence of LLLT. Thus, the study objective is analyze the LLLT effect of bacterial growth in vitro. In this study were used S. aureus (ATCC 25923), P. aeruginosa (ATCC 27853) and E. coli (ATCC 25922), which were transplanted and incubated for 24 hours at a temperature of 37° C. After bacterial growth, the cells were suspended in saline with a turbidity of 0.5 McFarland scale (1.5 X 108 CFU/mL-1). Next, five serial dilutions were performed to achieve a concentration of 1.5 X 103 CFU/mL-1. An aliquot 300 L of this suspension was transferred to wells of a microtiter plate and then exposed to irradiation. Then 100 L of a fraction was spread on the surface of solid culture medium Mueller-Hinton in Petri dishes (90 x 15 mm) plates, incubated at 37° C and after 24, 48 and 72 hours to CFU counts were made (colony forming units). The laser irradiation (Laserpulse - Ibramed® - Amparo, SP - Brazil) was performed at wavelengths of 450, 660, 830 and 904 nm, the fluence of 0 (control), 3, 6, 12, 18 and 24 J/cm2 and applied directly perpendicular to the plate at a distance of 2 mm over an area of 1 cm2. All data were subjected to test normality the Shapiro-Wilk test, and the data for CFU counts submitted to test the Kruskal Wallis test and post hoc Dunn\'s test with a significance level of 5%. The laser irradiation inhibited the growth of S. aureus in all wavelengths tested in the higher fluences to 12 J/cm2, with higher rates of 24 J/cm2 inhibition (79.6%). In analyzing the behavior of the rate of bacterial inhibition, one can observe a similar trend among all wavelengths. However, for the LLLT P. aeruginosa was able to inhibit the growth of all wavelengths, the only fluence 24 J/cm2, it is not possible to identify a standard of inhibition. E. coli showed a standard of inhibition at a wavelength of 450 and 830 nm. For the wavelengths of 660 and 904 nm can be identified only inhibition at 12 and 18 J/cm2, respectively. Thus, it can be stated that LLLT was able to inhibit bacterial growth in all wavelengths, not presenting the same standard inhibition among bacterial species, the wavelength and fluence tested by keeping for up to 72 hours after irradiation.

Biofilmes são comunidades bacterianas complexas encapsuladas em matrizes poliméricas autoproduzidas e podem se desenvolver em superfícies inertes ou tecidos vivos. A formação do biofilme é um importante fator de virulência, pois permite à bactéria resistir às respostas do hospedeiro e à terapia antimicrobiana. Devido a essa elevada resistência aos antimicrobianos, é difícil estabelecer uma estratégia eficaz para o tratamento de infecções com formação de biofilmes, levando a falhas na erradicação das mesmas. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo é desenvolver um modelo farmacocinético/farmacodinâmico (PK/PD) para descrever o efeito do ciprofloxacino (CIP) na presença de biofilmes de Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), visto que a modelagem PK/PD de antimicrobianos é uma ferramenta útil na escolha de regimes posológicos que atinjam o efeito bactericida máximo, minimizando o desenvolvimento de resistência. Para atingir esse objetivo, inicialmente um método analítico por CLAE/fluorescência foi desenvolvido para quantificar o CIP em amostras de plasma e microdialisado. O método desenvolvido foi simples, rápido e com sensibilidade adequada para corretamente caracterizar a farmacocinética plasmática e pulmonar do CIP. Posteriormente, um modelo animal de infecção pulmonar crônica foi adaptado da literatura e padronizado, permitindo a investigação da distribuição pulmonar do CIP em ratos Wistar sadios e infectados. Para tal, bactérias foram imobilizadas em beads de alginato a fim de manter a infecção por até 14 dias com cargas bacterianas superiores à 108 UFC/pulmão. Estudo de microdiálise foi então conduzido para avaliar as concentrações livres de CIP após administração intravenosa de 20 mg/kg. A análise não-compartimental (NCA) e a modelagem farmacocinética populacional (PopPK) dos dados foram realizadas nos softwares Phoenix® e NONMEM®, respectivamente. Diferenças significativas foram observadas no clearance plasmático (1,59 ± 0,41 L/h/kg e 0,89 ± 0,44 L/h/kg) e na constante de eliminação (0,23 ± 0,04 h-1 e 0,14 ± 0,08 h-1) para ratos sadios e infectados, resultando em uma exposição plasmática maior nos animais infectados (ASC0-∞ = 27,3 ± 12,1 μg·h/mL) quando comparados com os animais sadios (ASC0-∞ = 13,3 ± 3,5 μg·h/mL) ( = 0,05). Apesar da maior exposição plasmática, quando comparados com os animais saudáveis (fT = 1,69), animais infectados apresentaram uma penetração pulmonar quatro vezes menor (fT = 0,44). Diferenças na constante de eliminação pulmonar não foram observadas. Dados plasmáticos e pulmonares foram simultaneamente descritos por modelo PopPK constituído de compartimentos venoso e arterial, dois compartimentos representativos de duas regiões pulmonares distintas e dois compartimentos periféricos, representando outros tecidos que não os pulmões. Um clearance pulmonar foi adicionado ao modelo apenas para os dados de microdiálise dos animais infectados (CLlung = 0,643 L/h/kg) afim de explicar a exposição tecidual diminuída. O modelo desenvolvido descreveu, com sucesso, os dados plasmáticos e teciduais de animais sadios e infectados, permitindo a correta caracterização das alterações observadas na disposição plasmática e pulmonar do CIP decorrentes da infecção com biofilme. Para os estudos de farmacodinâmica, o efeito bactericida do CIP frente a biofilmes e células planctônicas de P. aeruginosa foi simultaneamente avaliado através do uso de curvas de morte bacteriana. Para a construção destas curvas, biofilmes de P. aeruginosa foram formados na superfície de blocos de acrílico e sua formação foi confirmada pelo ensaio cristal violeta e por microscopia eletrônica de varredura. Os blocos foram expostos a concentrações constantes de CIP (de 0,0625 a 10 μg/mL) e, em tempos pré-determinados, células planctônicas e de biofilmes eram amostradas para quantificação. Um modelo semi-mecanístico que incorpora um modelo Emax sigmoidal foi utilizado para descrever o efeito do CIP frente a ambos estilos de vida bacteriano. Uma subpopulação pré-existente com menor suscetibilidade ao CIP foi incluída no modelo e o efeito do CIP nesta subpopulação também foi descrito pelo modelo Emax sigmoidal. A comparação dos parâmetros estimados pelo modelo demonstrou que o efeito in vitro do CIP é maior para as células planctônicas (EC50 = 0,259 mg/L e 0,123 mg/L e Emax = 2,25 h-1 e 5,59 h-1 para biofilmes e planctônicas, respectivamente). A potência estimada do CIP para a subpopulação resistente foi muito menor para ambos estilos de vida bacteriano (EC50 = 2,71 mg/L e 1,15 mg/L para biofilmes e planctônicas, respectivamente). Os modelos desenvolvidos podem ser utilizados para a simulação de cenários não testados e servir como uma ferramenta para guiar a escolha dos regimes posológicos adequados, contribuindo para o sucesso terapêutico no tratamento de infecções associadas à biofilmes. / Biofilms are complex bacterial communities enclosed in self-produced polymeric matrices that can develop in inert surfaces or living tissues. Biofilm formation is an important virulence factor that allows bacteria to resist host responses and antibacterial agents. Due to this high resistance to antibiotics, it is difficult to establish an efficacious strategy for treatment of infections with biofilm formation leading to failure in infection eradication. In this context, the goal of this study was to develop a pharmacokinetic/pharmacodynamic (PK/PD) model to describe the antimicrobial effect of ciprofloxacin (CIP) in the presence of biofilms of Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), since PK/PD modeling for antibacterial agents can be a useful tool to choose dosing regimens and to achieve the maximum bactericidal effect, minimizing the development of resistance. To reach this goal, firstly an analytical method based on HPLC/fluorescence was developed in order to quantify CIP in plasma and lung microdialysate. The developed method was simple, fast and with enough sensibility to proper characterize CIP plasma and lung pharmacokinetics. Secondly, an animal model of chronic lung infection was adapted from literature and standardized, allowing the analysis of CIP lung distribution in infected and healthy Wistar rats. Bacteria were immobilized in alginate beads prior to inoculation to Wistar rats in order to sustain the pneumonia for 14 days, maintaining a bacterial load superior to 108 CFU/lung. A microdialysis study was then conducted to evaluate free CIP concentrations after an intravenous administration of 20 mg/kg. Non-compartimental analysis (NCA) and populational PK modeling (PopPK) of the data were performed in Phoenix® and NONMEM®, respectively. Statistical differences were observed in the plasma clearance (1.59 ± 0.41 L/h/kg and 0.89 ± 0.44 L/h/kg) and elimination rate constant (0.23 ± 0.04 h-1and 0.14 ± 0.08 h-1) for healthy and infected rats, respectively, resulting in a significantly higher CIP plasma exposure in infected rats (AUC0-∞ = 27.3 ± 12.1 μg·h/mL) compare to healthy animals (AUC0-∞ = 13.3 ± 3.5 μg·h/mL) ( = 0.05). Besides the plasma exposure, a four times lower pulmonary penetration was observed in infected rat’s lungs (fT = 0.44) in comparison to healthy animals (fT = 1.69), with no significant differences in the lung elimination rate constant. Plasma and lung data were simultaneously fitted using a PopPK model consisting of an arterial and a venous compartment, two compartments representing different regions of the lungs and two peripheral distribution compartments, representing tissues other than lungs. A lung clearance was added to the model for infected animals (CLlung = 0.643 L/h/kg) to explain the lower tissue exposure. The model successfully described the plasma and microdialysis data from both, healthy and infected rats and allowed to correctly describe the changes in CIP plasma and lung disposition in biofilm infections. For the pharmacodynamic studies, CIP bactericidal effect against Pseudomonas aeruginosa biofilms and planktonic shedding cells were simultaneously evaluated using the time-kill curves approach. For the time-kill curves construction, P. aeruginosa biofilms were formed in acrylic blocks, which was confirmed by the crystal violet assay and scanning electron microscopy. The blocks were placed in flasks containing Mueller-Hinton growth medium and exposed to constant CIP concentrations (ranging from 0.0625 to 10 μg/mL). At pre-determined time points, biofilm and planktonic cells were sampled for bacterial counting. A mechanism-based model which incorporates a sigmoidal Emax model was used to describe the CIP effect against P.aeruginosa in both llifestyles, biofilm and planktonic. The presence of a pre-existing resistant subpopulation was included in the model and also modeled with a sigmoidal Emax model to describe CIP effect in this subpopulation. Comparison of the parameter estimates showed that the in vitro effect of CIP is higher for planktonic cells (EC50 = 0.259 mg/L and 0.123 mg/L and Emax = 2.25 h-1 and 5.59 h-1 for biofilm and planktonic cells, respectively). CIP potency was much lower for the resistant subpopulation, for both bacteria lifestyles (EC50 = 2.71 mg/L and 1.15 mg/L for biofilm and planktonic, respectively). The developed models can be used to simulate untested scenarios and serve as a tool to guide dosing regimen selection, contributing for the therapeutic success of treatments of biofilm-associated infections.

Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste responsable de pneumonies. Il est particulièrement impliqué dans la mortalité des patients sous ventilation mécanique et des patients atteints de la mucoviscidose. Ces infections sont difficiles à traiter en raison de l’existence de nombreuses résistances aux antibiotiques chez cette bactérie et des alternatives thérapeutiques s’avèrent donc nécessaires. Nous avons ainsi émis l’hypothèse qu’une application oropharyngée de lactobacilles pourrait permettre de limiter les infections à P. aeruginosa et leurs effets chez les patients concernés. L’objectif principal de ce travail était d’évaluer les effets d’un mélange de lactobacilles dans un modèle murin de pneumonie à P. aeruginosa. Les effets de lactobacilles isolés dans les cavités orales de volontaires sains sur la formation de biofilm et l’activité élastolytique de P. aeruginosa PAO1 ont été mesurés in vitro. Les effets des lactobacilles sélectionnés ont ensuite été évalués dans un modèle d’infection de cellules épithéliales respiratoires(A549) par P. aeruginosa PAO1 puis dans un modèle murin de pneumonie à P. aeruginosa PAO1. Les effets de 87 lactobacilles sur la formation de biofilm et l’activité élastolytique de P. aeruginosa PAO1 ont été déterminés in vitro,aboutissant à la sélection de 3 et 5 souches ayant respectivement inhibé la formation de biofilm et l’activité élastolytique de P. aeruginosa PAO1. Parmi ces souches, L. fermentum K.C6.3.1E, L. paracasei ES.D.88 et L. zeae Od.76,qui étaient les souches les plus actives contre la formation de biofilm ou l’activité élastolytique et les plus acidifiantes lors de croissances dans une salive artificielle, ont été associées dans un mélange testé dans un modèle cellulaire d’infection à P. aeruginosa PAO1. Ce mélange n’a pas eu d’effet cytotoxique et a démontré un effet cytoprotecteur vis-à-vis de l’infection à P. aeruginosa PAO1. In vivo, l’administration intratrachéale de ces mêmes bactéries de façon prophylactique a permis d’une part de réduire les charges pulmonaires en P. aeruginosa PAO1 et d’autre part de réduire ses effets pro-inflammatoires au niveau pulmonaire (IL-6, TNF-α). Ces résultats prometteurs laissent entrevoir la possibilité de nouvelles applications thérapeutiques pour les probiotiques. / Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that causes pneumonia and which is involved in themortality of mechanically-ventilated or cystic fibrosis patients.These infections are difficult to treat because of the existence of many antibiotic resistances in P. aeruginosa and therapeutic alternatives are needed. Our hypothesis was that the use of probiotics could be an alternative to antibiotic therapy in order to reduce P. aeruginosa infections and its injurious and pro-inflammatory effects in lungs.The main goal of this work was to evaluate the effects of lactobacilli in a murine model of P. aeruginosa pneumonia.The first step of this work was to screen lactobacilli isolated from oral cavities of healthy volunteers against biofilmformation and elastolytic activity of P. aeruginosa PAO1. The effects of selected lactobacilli were then evaluated in amodel of infection of lung epithelial cells by P. aeruginosa PAO1 and in a murine model of P. aeruginosa PAO1pneumonia. Eighty-seven lactobacilli were tested in vitro, leading to the selection of 3 and 5 strains respectively active against biofilm formation and elastolytic activity. The most active strains (L. fermentum K.C6.3.1E, L. paracasei ES.D.88and L. zeae Od.76) toward biofilm formation and elastolytic activity were chosen to be tested in vitro, in a cell model of P. aeruginosa PAO1 infection. This mix showed cytoprotective effect against P. aeruginosa PAO1. Finally, the prophylactic intratracheal administration of the mix of lactobacilli in mice allowed to reduce the pulmonary loads in P.aeruginosa PAO1. In the same time, the pro-inflammatory effects(IL-6 and TNF- α) of the infection were reduced. These promising results suggest the possibility of new therapeutic applications for probiotics.

P. aeruginosa PA14 é uma linhagem isolada de queimadura que apresenta vários fatores de patogenicidade comuns no quadro de infecção de hospedeiros filogeneticamente distintos (plantas, mamíferos ou invertebrados). O gene kerV foi revelado numa busca por mutantes atenuados em virulência em uma biblioteca de mutantes por transposons da linhagem PA14 (Rahme et al., 1997). A caracterização da linhagem D12, mutante em kerV, confirmou sua virulência atenuada (Apidianakis et al., 2005 e An et al., 2009) e resultados do transcriptoma mostraram alteração na expressão de mais de 500 genes, sendo alguns relacionados com o sistema de \"quorum sensing\" (Rahme et al, dados não publicados). O gene kerV está próximo à montante ao gene gloB, envolvido em detoxificação de metilglioxal, e à jusante aos genes rnhA e dnaQ, que codificam proteínas envolvidas na replicação e reparo do DNA. Este trabalho teve como objetivo estudar a função molecular do produto de kerV e a expressão dos genes do lócus kerV-rnhA-dnaQ. Análises de bioinformática indicam que a proteína KerV é uma metiltransferase dependente de S-adenosil-metionina (SAM), apresentando um domínio conservado de ligação a SAM e uma arquitetura de domínio compatível com a organização em fitas-beta e hélices-alfa alternadas descritas para a família das metiltransferases dependentes de SAM. Ela não apresenta outros domínios conservados que indiquem seu substrato de metilação. A expressão heteróloga desta proteína em E. coli, mostrou que ela é expressa de maneira parcialmente solúvel quando co-expressa com as chaperoninas GroEL/GroES em baixas temperaturas ou quando fusionada a MBP ou GST. A purificação desta proteína mostra que ela é co-eluída com a chaperonina GroEL sugerindo que para atingir sua conformação nativa ela necessita dessas proteínas acessórias. MBP-KerV purificado foi usado para ensaios \"in vitro\" de atividade de metiltransferase e ligação a SAM, que não foram conclusivos, pois não há certeza do seu correto estado de enovelamento. Ensaios de duplo-híbrido mostraram que KerV não interage com os produtos de rnhA e dnaQ, sugerindo que KerV não está diretamente relacionado com suas funções. A freqüência de mutação na linhagem D12 está levemente aumentada (aproximadamente quatro vezes), o que sugere que KerV não está diretamente envolvida no reparo de DNA do tipo ´mismatch repair`. Os ensaios usados para detectar metilação do DNA, proteínas e rRNAs não revelaram que KerV estaria envolvido com a metilação destes substratos. Os inícios de transcrição dos genes kerV, rnhA e dnaQ foram determinados. A deleção de kerV causa um efeito polar na transcrição do gene rnhA, que não se reflete nos níveis da proteína. A deleção também afeta a expressão de dnaQ, sugerindo que KerV seja importante para sua regulação. Os ensaios de complementação da virulência em modelos invertebrados e de células epiteliais de pulmão mostram que apenas a presença dos três genes e seus produtos em níveis normais são capazes de reverter a maioria dos fenótipos atenuados. KerV se mostrou essencial para a inibição da translocação de NF-kB para o núcleo das células, comprovando que esta proteína é relevante para a virulência de PA14, contribuindo com o silenciamento da resposta imune do hospedeiro. O conjunto dos resultados indicam uma complexa inter-relação entre a expressão dos genes kerV, rnhA e dnaQ e seu papel na biologia de P. aeruginosa. / P. aeruginosa PA14 is a burn isolate multi-host pathogen strain. The screening for virulence attenuated mutants in a PA14 transposon mutant library revealed the kerV gene (Rahme et al., 1997). The characterization of D12 strain, a kerV mutant, confirmed the attenuated virulence phenotype (Apidianakis et al., 2005 and An et al., 2009) and transcriptome analysis showed the expression of more than 500 genes are affected in D12, some of these genes are related with quorum sensing (Rahme et al, unpublished data). kerV is upstream of the gloB gene, related with methylglioxal detoxification and downstream of the rnhA and dnaQ genes, both related with DNA replication and repair. The purpose of this work was to study the molecular function of KerV product and the expression of kerV-rnhA-dnaQ locus. Bioinformatics analysis indicated that KerV is a SAM dependent methyltransferase that have a conserved SAM binding domain with architecture compatible with classic alternating β-stranded and α-helical regions. KerV does not show any other conserved motif that could indicate its methylation substrate. Heterologous expression in E. coli showed that KerV is partially soluble only when co-expressed with GroeL/GroES chaperones at low temperatures or when KerV is in fusion with MBP or GST tag. During the purification process KerV was copurified with GroEL chaperone suggesting that this association may be required for the correct folding of KerV. Methyltransferase activity and SAM binding assays were done with purified MBPKerV and the results were not conclusive since the proper conformation of MBP-KerV cannot be verified. Yeast two-hybrid assays indicated that RNaseH and DnaQ are not interaction partners of KerV, suggesting that their functions are not directly related. The mutation frequency of D12 strain increased only about four times in relation to PA14, suggesting that KerV is not directly involved with DNA mismatch repair. The assays to detect methylation in DNA, RNAs and proteins do not show that KerV is involved with methylation of these substrates. The transcription start sites of kerV, rnhA and dnaQ genes were mapped through 5\'-RACE- and primer extension experiments. The kerV deletion causes a polar effect on the transcription of rnhA gene, which is not reflected on RNaseH protein levels. The kerV deletion also affects dnaQ expression, suggesting that KerV is important for its regulation.The virulence complementation assays in flies and lung epithelial cells showed that the fully rescue of the wild type phenotype was achieved only when the entire locus is present. KerV was essential to inhibit the NF-kB nucleus translocation, demonstrating that KerV is relevant to PA14 virulence, contributing for the silencing of host immune system. Altogether, these data showed a complex inter-relation among kerV, rnhA and dnaQ genes and its role in P. aeruginosa biology

A infecção bacteriana é a principal complicação que um procedimento de artroplastia de quadril ou joelho pode apresentar. Mesmo após a incorporação de antibiótico (gentamicina) ao cimento ósseo, as taxas de infecções após este procedimento cirúrgico continuam gerando sérios prejuízos para o hospital e para o paciente. As principais bactérias envolvidas nas infecções relacionadas aos implantes ortopédicos são Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aderência e formação de biofilme de S. aureus, S. epidermidis e P. aeruginosa sobre o cimento ósseo polimetilmetacrilato (PMMA) com e sem antibiótico (gentamicina), de procedência nacional e internacional, por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV) e por cultura. Também, estimar quantitativamente as células viáveis recuperadas dos biofilmes formados. Foram produzidos discos de polimetilmetacrilato de 10,0 mm de diâmetro e 3,0 mm de espessura. Foram utilizadas cepas Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853, Staphylococcus epidermidis - ATCC 12228 e Staphylococcus aureus - ATCC 25932. Para este estudo foram utilizados corpos-de-prova de cimento ósseo de procedência nacional (BAUMER, CMM e BIOMECANICA) e internacional (BIOMET com gentamicina, BIOMET sem gentamicina e SIMPLEX). Biofilmes foram produzidos in vitro a partir da inoculação da suspensão bacteriana (\'10 POT.8\' unidades formadoras de colônia/mL) em Tryptic Soy Broth e incubados nos períodos de tempo de 1, 6, 24, 48, e 72 horas. Após os períodos de incubação os corpos-de-prova foram removidos do meio de cultura, lavados, sonicados e do sobrenadante realizadas diluições seriadas (\'10 POT.-1\' a \'10 POT.-5\'). A seguir, os corpos-de-prova foram preparados para observação por MEV. Os resultados de MEV mostraram bacilos e cocos aderidos e agrupados formando biofilme. Para P. aeruginosa: as contagens das células viáveis em média (UFC/mL) foram de 2,8 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,7 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,7 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 6,0 \'+ OU -\' 5,5 x \'10 POT.4\' (BIOMET com gentamicina) e 1,9 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. epidermidis: 1,3 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 2,3 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,5 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMET com gentamicina) e 1,2 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. aureus: 1,7 \'+ OU -\' 0,8 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,4 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,1 \'+ OU -\' 0,5 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 3,0 \'+ OU -\' 6,0 x \'10 POT.5\' (BIOMET com gentamicina) e 1,3 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX), respectivamente. Os dados obtidos mostraram que o cimento ósseo de polimetilmetacrilato com e sem gentamicina não evitaram a aderência da Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis e Staphylococcus aureus e formação de biofilme, como demonstrado pela MEV. Em conclusão, isto é um fator de risco para infecções. / The bacterial infection is the main complication of a procedure for hip or knee arthroplasty can present. Even after the addition of antibiotic (gentamicin) in the bone cement, the rates of infection after the surgical procedure continue causing serious damage to the hospital and the patient. The main bacteria involved in infections related to orthopedic implants are Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis. The objective of this study was to evaluate the adhesion and biolfilm formation of the S. aureus, S. epidermidis and P. aeruginosa on the bone cement polymethylmethacrylate (PMMA) with and without antibiotic (gentamicin) from national and international origin, by means scanning electron microscope (SEM) and by culture. Also, quantitatively estimate the viable cells recovered from biofilms formed. Discs of cement were produced from 10.0 mm in diameter and 3.0 mm thick. Strains used were Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853, Staphylococcus epidermidis - ATCC 12228 e Staphylococcus aureus - ATCC 25932. For this study we used coupons cement of national origin (Baumer, CMM and biomechanics) and international (BIOMET with gentamicin, BIOMET without gentamicin and SIMPLEX). Biofilms were produced in vitro from the inoculation of bacterial suspension (108 Colony-Forming Units/mL) in Tryptic Soy Broth and incubated for the time periods of 1, 6, 24, 48 and 72 hours. After the incubation periods of the coupons they were removed from the medium culture, washed, sonicated and serial dilutions of supernatant taken (\'10 POT.-1\' a \'10 POT.-5\'). Next, the coupons were prepared for observation by SEM. The results of SEM showed adherent cocci bacilli, and adhered to each other form a biofilm. For P. aeruginosa: the couting of viable cells on average (CFU/mL) were 2,8 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,7 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,7 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 6,0 \'+ OU -\' 5,5 x \'10 POT.4\' (BIOMET com gentamicina) e 1,9 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. epidermidis: 1,3 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 2,3 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,5 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMET com gentamicina) e 1,2 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. aureus: 1,7 \'+ OU -\' 0,8 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,4 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,1 \'+ OU -\' 0,5 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 3,0 \'+ OU -\' 6,0 x \'10 POT.5\' (BIOMET com gentamicina) e 1,3 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX), respectively. The data showed that of polymethylmethacrylate bone cement with and without gentamicin did not prevent the adhesion of Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus and formation of biofilms, as demonstrated by SEM. In conclusion, this is risk factor for infections.

Ko Mui Lam. / Thesis submitted in: December 2003. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2004. / Includes bibliographical references (leaves 84-100). / Abstracts in English and Chinese. / Chapter Chapter 1 --- Introduction --- p.1 / Chapter A. --- Antibiotic use and resistance --- p.1 / Chapter B. --- Selection of resistant strains by antibiotics --- p.2 / Chapter C. --- Fluoroquinolones --- p.5 / Chapter D. --- β-Lactams --- p.8 / Chapter E. --- Aminoglycosides --- p.9 / Chapter F. --- Salmonella sp --- p.9 / Chapter a. --- Microbiology and clinical significance --- p.9 / Chapter b. --- Antimicrobial susceptibilities --- p.10 / Chapter G. --- Escherichia coli --- p.14 / Chapter a. --- Microbiology and clinical significance --- p.14 / Chapter b. --- Antimicrobial susceptibilities --- p.15 / Chapter H. --- Pseudomonas aeruginosa --- p.18 / Chapter a. --- Microbiology and clinical significance --- p.18 / Chapter b. --- Antimicrobial susceptibilities --- p.18 / Chapter I. --- Objectives --- p.22 / Chapter Chapter 2 --- Materials and Methods --- p.23 / Chapter A. --- Bacterial strains --- p.23 / Chapter B. --- Methods --- p.23 / Chapter a. --- Identification --- p.23 / Chapter i) --- Salmonella --- p.23 / Chapter ii) --- Escherichia coli --- p.24 / Chapter iii) --- Pseudomonas aeruginosa --- p.24 / Chapter b. --- Antimicrobial susceptibility testing --- p.24 / Chapter i) --- Determination of minimal inhibitory concentrations (MICs) of antibiotics --- p.24 / Chapter ii) --- "Determination of the antimicrobial susceptibility of Salmonella sp, Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa by the breakpoint method" --- p.28 / Chapter c. --- Effects of antimicrobial agents on the development of resistant mutants --- p.28 / Chapter Chapter 3 --- Results --- p.32 / Chapter A. --- Antimicrobial susceptibilities --- p.32 / Chapter B. --- Effects of fluoroquinolones on the development of resistance --- p.36 / Chapter a. --- Salmonella sp --- p.38 / Chapter b. --- Escherichia coli --- p.40 / Chapter c. --- Pseudomonas aeruginosa --- p.46 / Chapter C. --- Effects of β-lactams on the development of resistance --- p.49 / Chapter a. --- Salmonella sp --- p.49 / Chapter b. --- Escherichia coli --- p.53 / Chapter c. --- Pseudomonas aeruginosa --- p.56 / Chapter D. --- Effects of aminoglycosides on the development of resistance --- p.60 / Chapter a. --- Salmonella sp --- p.60 / Chapter b. --- Escherichia coli --- p.68 / Chapter c. --- Pseudomonas aeruginosa --- p.68 / Chapter Chapter 4 --- Discussion --- p.76 / References --- p.84 / List of Tables / Chapter I-1 --- Antimicrobial susceptibilities of salmonellae reported in the literature --- p.12 / Chapter I-2 --- Antimicrobial susceptibilities of Escherichia coli reported in the literature --- p.16 / Chapter I-3 --- Antimicrobial susceptibilities of Pseudomonas aeruginosa reported in the literature --- p.20 / Chapter II-1 --- Antibiotics and their solvents --- p.26 / Chapter II-2 --- Antibiotics and their concentrations tested --- p.27 / Chapter II-3 --- Antibiotics and their breakpoint concentration tested --- p.29 / Chapter III-1 --- Susceptibilities of 40 isolates of Salmonella sp to 12 antimicrobial agents --- p.33 / Chapter III-2 --- Susceptibilities of 40 isolates of Escherichia coli to 12 antimicrobial agents --- p.34

Les bactéries pathogènes opportunistes de l'Homme (bpo) sont retrouvées dans le milieu hospitalier où elles sont responsables d'infections nosocomiales ainsi que dans les milieux naturels terrestres et aquatiques. Elles présentent souvent des résistances intrinsèques aux antibiotiques élevées. En milieu clinique, l'usage intensif d'antibiotiques peut conduire à l'émergence de souches dites « Multi Drug Resistant ». L'anthropisation des milieux naturels peut également influencer la prévalence et les propriétés de résistance des bpo. Mes travaux ont porté sur l'impact de l'épandage d'amendements organiques sur la prévalence de bpo dans les sols, leur diversité génétique et leurs propriétés de résistance aux antibiotiques. Une étude des espèces Stenotrophomonas maltophilia, Pseudomonas aeruginosa et Burkholderia du « cepacia complexe » (Bcc) réalisée sur des sites du Burkina-Faso amendés ou non en déchets urbains bruts a mis en évidence des différences dans les propriétés de résistance des 3 modèles. S. maltophila présente fréquemment des phénotypes MDR contrairement à P. aeruginosa et aux Bcc. Une approche de génomique comparative entre souches de S. maltophilia d'origine environnementale ou clinique et de phénotypes sensibles à MDR a été réalisée afin d'élucider l'origine génétique de l'hétérogénéité des phénotypes de résistance. Une variation dans le contenu en pompes à efflux et la présence de pompes souche spécifique chez des souches environnementales ont été observées. L'étude de l'expression d'une de ces pompes confirme son implication dans la résistance aux antibiotiques et dans l'adaptation à des paramètres environnementaux tels que la température / Opportunistic bacterial pathogens (obp) of Man are found in hospital setting where they are responsible for nosocomial infections as well as in terrestrial and aquatic natural environments. Obp often show high intrinsic antibiotic resistance level. Moreover, the intensive use of antibiotics in clinical settings can lead to the emergence of "Multi Drug Resistant" strains. The anthropisation of the natural environment leads to modifications in bacterial diversity of these environments and can affect the prevalence and the antibiotic resistance properties of obp. My research focused on the impact of organic amendments on the prevalence, genetic diversity and antibiotic resistance properties of obp. A study on the species Stenotrophomonas maltophilia, Pseudomonas aeruginosa and the “Burkholderia cepacia complex" (Bcc) was conducted on sites in Burkina Faso amended or not with raw urban wastes. This study showed differences in antibiotic resistance properties between the 3 models. S. maltophila frequently showed MDR phenotypes unlike P. aeruginosa and Bcc. A comparative genomics study between S. maltophilia strains from environmental or clinical origin showing sensitive or MDR phenotypes was performed to elucidate the genetic origins of heterogeneity in the resistance phenotypes. A variation in the efflux pumps content was observed between strains. The expression of an efflux pump specific to an environmental MDR strain was then evaluated and confirmed its likely involvement in antibiotic resistance and adaptation to environmental parameters such as temperature

Introdução: Isolados clínicos de Pseudomonas aeruginosa multirresistentes estão associados a elevadas taxas de mortalidade. A resistência ao imipenem é uma urgência global, uma vez que é considerado o tratamento de escolha para infecções associadas a bactérias Gram negativas multirresistentes. Assim, elucidar os mecanismos de resistência é de vital importância para realizar um controle epidemiológico efetivo da disseminação deste tipo de isolado. Objetivos: Caracterizar os principais mecanismos de resistência ao imipenem em 76 isolados clínicos brasileiros de Pseudomonas aeruginosa, recuperados em 2004/2007, de 4 centros hospitalares do Estado de São Paulo. Material e métodos: Foram investigados: i) o perfil de resistência com determinação da CIM do imipenem; ii) a detecção de metalo-betalactamases (MBL) através de métodos fenotípicos e genotípicos; iii) a sensibilidade e especificidade do método de dupla difusão do disco na detecção de MBL; iv) a presença de genes codificadores de metilases 16S RNAr e sua associação com fenótipos aminoglicosídeo resistentes; v) alterações da permeabilidade por perda da porina OprD; vi) a presença ou ausência do gene oprD por PCR; vii) triagem fenotípica para expressão de bombas de efluxo através da determinação da CIM de quinolonas, cefalosporinas e carbapenêmicos na presença/ausência de inibidores específicos, realizando uma análise comparativa com o método de disco combinado; viii) os genes associados às bombas de efluxo mexA e mexE, através de PCR; ix) caracterizar a expressão das bombas de efluxo MexAB-OprM e MexEF-OprN, x) a clonalidade dos isolados por tipagem genotípica, através de ERIC-PCR, avaliando a relação genética (dendrograma) e sua associação com o predomínio de um determinado mecanismo de resistência. Resultados: Dentre os isolados de P. aeruginosa resistentes ao imipenem estudados (n=76, CIM50 e CIM90 = 32 µg/mL e > 512 µg/mL, respectivamente) 82% apresentaram um fenótipo de multirresistência. O principal mecanismo de resistência ao imipenem foi a produção de MBL, detectada em 74% dos isolados, e destes, 62% carregavam o gene blaSPM-1 e 12% carregavam o gene blaVIM-like. O método de dupla difusão do disco identificou a produção de MBL em 61% dos isolados. A combinação CAZ/MAA apresentou maior sensibilidade na detecção de MBL associada à SPM-1 (89%), mostrando uma especificidade de 86%. A presença do gene rmtD foi confirmada em 66% das amostras resistentes aos aminoglicosídeos, sendo que a presença concomitante do gene rmtD e do gene blaSPM-1 foi confirmada em 61% dos isolados. A deleção da porina OprD foi observada em 71% dos isolados. Dentre os isolados MBL positivos, 66% apresentaram ausência desta porina e, dentre as amostras MBL negativas, 85% não apresentaram OprD. Assim, para a resistência ao imipenem foi confirmada a contribuição de dois mecanismos, mediados pela presença de MBL e ausência de porina OprD. Em 13% (10/76) isolados, a deleção da porina OprD esteve associada à presença de seqüências de inserção (SI) em uma região anterior ao gene oprD. Por outro lado, a ausência de amplificação da região 736/1394 do gene oprD, em 11% (9/76) dos isolados, sugeriu a presença de polimorfismos. O gene mexA esteve presente em 92% dos isolados, enquanto que o gene mexE esteve presente em 82% dos isolados. A triagem de bombas de efluxo por disco combinado e análise da CIM na presença de reserpina, CCCP e PAβN, utilizando levofloxacina, meropenem, aztreonam, imipenem ou levofloxacina, não teve correlação com a superexpressão dos sistemas MexAB-OprM e MexEF-OprN. Ambos os métodos careceram de especificidade e sensibilidade quando comparados ao PCR em tempo real. A superexpressão dos sistemas mexA e mexE foi confirmada em 35% (7/20) isolados MBL negativos, enquanto que 11% (6/56) isolados MBL positivos apresentaram superexpressão do gene mexA ou mexE, sendo que 7% (4/56) isolados MBL positivos superexpressaram ambos os genes. A superexpressão dos sistemas MexAB-OprM e MexEFOprN como único mecanismo de resistência ao meropenem e imipenem foi confirmada em 10% (2/20) dos isolados MBL negativos. Nos 76 isolados, a tipagem genotípica por ERIC-PCR, identificou a presença de 24 clusters (considerando 90% de similaridade na análise do dendrograma). Conclusão: A convergência de múltiplos mecanismos de resistência em P. aeruginosa parece ser um evento favorável para a seleção de clones endêmicos multirresistentes disseminados na região Sudeste do Brasil. / Introduction: Clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa are associated with high mortality rates. Resistance to imipenem is a global concern, since it is a drug of choice for the treatment of infections produced by multidrug-resistant Gram-negative bacteria. Thus, research on resistance mechanisms is crucial to carry out an effective program for infection control and epidemiology of imipenem-resistant strains. Objective: to characterize the major mechanisms of imipenem resistance in 76 clinical isolates of P. aeruginosa recovered from clinical samples collected, from 2004 to 2007, in four hospitals in the State of São Paulo, Brazil. Material and methods: Isolates were screened for: i) resistance profile to antibacterial agents, determining the MIC of imipenem; ii) the detection of metallo-beta-lactamase (MBL) by phenotypic and genotypic methods, iii) MBL detection by using a double-disk diffusion test (D-test), determining the sensitivity and specificity of the assay; iv) the presence of genes encoding 16S rRNA methylases and their association with aminoglycoside-resistant phenotypes, v) changes in the bacterial permeability due to porin (OprD) loss; vi) the presence or absence of the oprD gene by using PCR; vii) phenotypic expression of efflux pumps by determining the MIC of quinolones, cephalosporins and carbapenems in the presence/absence of specific inhibitors, performing a comparative analysis with a combined-disk method, viii) genes encoding efflux pumps proteins (mexC and mexX) by PCR; ix) MexAB-OprM and MexEF efflux pumps expression; x) clonal relatedness, by ERIC-PCR genotyping, regarding the predominance of major resistance genotypes. Results: Among imipenem-resistant P. aeruginosa strains (n=76, MIC50 e MIC90 = 32 µg/mL e > 512 µg/mL, respectively) 82% showed a multidrug-resistant phenotype. The main mechanism of imipenem resistance was the MBL production detected in 74% strains, of which 62% harbored the blaSPM-1 gene, and 12% harbored the blaVIM-like gene. The D-test identified MBL production in 61% strains. In this regard, CAZ/MAA was the most sensitive combination for MBL detection associated to SPM-1 enzyme (89%), exhibiting 86% specificity. The presence of the rmtD 16S rRNA methylase gene was confirmed in 66% aminoglycoside-resistant strains. Moreover, presence of both rmtD and blaSPM-1 genes was identified in 61% strains. Loss of OprD porins was observed in 71% strains. In this regard, 66% MBL positive strains and 85% MBL negative strains showed OprD loss. Thus, MBL production and OprD loss contributed to imipenem resistance in P. aeruginosa. Most likely, in 13% (10/76) strains the porin loss was associated to insertion sequences (SI) inserted upstream of the oprD gene. On the other hand, in 11% (9/76) strains the absence of a PCR product targeting the 736/1394 region of the oprD gene, suggested the presence of polymorphisms. The mexA gene was identified in 92% strains, whereas the mexE gene was identified in 82% strains. Results obtained from efflux pump screening by using a combined-disk assay and MIC determination in the presence of reserpine, CCCP e PABN (using levofloxacin, meropenem, aztreonam or imipenem) was not correlated with results obtained from MexAB-OprM and MexEF-OprN overexpression analysis by RT-PCR. In this regard, both combined-disk and MIC assay showed lack of specificity and sensitivity in comparison to RT-PCR. Overexpression of mexA and mexE genes was confirmed in 35% (7/20) MBL-negative and 11% (6/56) MBL-positive strains, respectively, being 7% (4/56) MBL-positive strains overexpressed both genes. The overexpression of MexAB-OprM and MexEF-OprN efflux pumps, as only mechanism of resistance to meropenem and imipenem was observed in 10% (2/20) MBL-negative strains. ERICPCR typing revealed the presence of 24 clusters among 76 imipenem-resistant P. aeruginosa strains (≥ 90% similarity). Conclusion: The convergence of multiple mechanisms of resistance in Pseudomonas aeruginosa seems to be a favorable event for the selection of multiresistant clones endemic in the southeastern region of Brazil.