Pseudomonas aeruginosa is a metabolically versatile environmental bacterium that grows in extremely diverse habitats—from sea water to jet fuel—and is able to infect a large variety of organisms. It is a significant cause of human disease and is one of the most frequent healthcare-associated infections. P. aeruginosa uses a sophisticated gene regulatory network to adapt its growth strategy to these diverse environmental niches and the fluctuating conditions it encounters therein. The las and rhl “quorum sensing” (QS) intercellular communication systems play integral roles in this regulatory network and control the expression of factors important to the bacterium’s ecological fitness, including many secreted factors involved in nutrient acquisition, microbial competition, and virulence. These QS systems use diffusible acyl-homoserine lactone (AHL) signalling molecules to infer environmental parameters, including bacterial population density, and to coordinate behaviour across bacterial communities. This dissertation describes an investigation into the relationship between QS and small molecule primary metabolism, using metabolomic methods based on nuclear magnetic resonance spectroscopy and mass spectrometry. Analysis of extracellular metabolic profiles (the bacteria’s “metabolic footprint”) established that QS can modulate the uptake and excretion of primary metabolites and that this effect was strongest during the transition from exponential to stationary phase cell growth. Analysis of the cellular metabolome and proteome demonstrated that QS affected most major branches of primary metabolism, notably central carbon metabolism, amino acid metabolism and fatty acid metabolism. These data indicate that QS repressed acetogenesis and the oxidative C02-evolving portion of the TCA cycle, while inducing the glyoxylate bypass and arginine fermentation. QS also induced changes to fatty acid pools associated with lower membrane fluidity and higher chemical stability. Elevated levels of stress-associated polyamines were detected in QS mutants, which may be a consequence of a lack of QS-dependent adaptations. These findings suggest that wild-type QS directs metabolic adaptations to stationary phase stressors, including oxidative stress. Previous work, including several transcriptomic studies, has suggested that QS can play a role in primary metabolism. However, there has been no previous study of the global impact of AHL QS on the metabolome of P. aeruginosa. Research presented here demonstrates that QS induces a global readjustment in the primary metabolism and provides insight into QS- dependent metabolic changes during stationary-phase adaptation.

Em consultórios odontológicos são utilizadas canetas rotatórias que durante seu uso entram em contato com a microbiota oral, podendo trazer conseqüências para o próprio paciente ou para outros que utilizarem o mesmo equipamento, se não houver um tratamento apropriado para sua reutilização. Para avaliar a eficiência de diferentes tratamentos utilizados rotineiramente na limpeza e desinfecção de equipamentos odontológicos, este trabalho descreve a produção de biofime in vitro em superfície de canetas odontológicas e a eficiência dos biocidas glutaraldeído, ácido peracético e álcool 70%, do detergente enzimático e da lavagem ultra-sônica para remoção do biofilme induzido, utilizando amostras de Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. Para a padronização dos métodos, além de curvas de crescimento de ambos os micro-organismos, foram realizados testes de adesão em cupons obtidos pelo corte das canetas. Foram testados diferentes tempos de incubação para a produção do biofilme, cujo valor máximo foi obtido em 14 dias. A avaliação da formação de biofilme foi realizada pelo método de contagem de bactérias viáveis (CBV), por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e pelo método Cristal Violeta. A eficiência dos tratamentos na remoção do biofilme foi determinada pela diferença entre o número de células aderidas aos cupons submetidos ao tratamento e os cupons não submetidos. Maior remoção foi observada nos cupons tratados com ácido peracético, glutaraldeído e álcool 70% comparados aqueles tratados com detergente enzimático, lavagem ultra-sônica e solução salina. Os três primeiros tiveram eficiências similares, demonstradas pelos métodos CBV e MEV. O efeito dos tratamentos em S.aureus foi semelhante ao observado em P. aeruginosa, exceto a lavagem ultra-sônica que em S.aureus demonstrou melhor desempenho. Os tratamentos utilizados neste trabalho reduziram o biofilme em cupons de canetas odontológicas, mas não o removeram completamente, comprometendo a biossegurança na reutilização das canetas. / Rotating pens during its use in dental offices come into contact with the oral microbiota and may bring consequences to the patient or to others who use the same equipment, if there is not a clean suitable for reuse. To evaluate the efficiency of different treatments utilized routinely for cleaning dental equipments, this study describes the in vitro biofilm production on surfaces of dental pens and the efficiency of the biocides glutaraldehyde, peracetic acid, alcohol 70%, detergent enzyme and ultrasound rinsing for biofilm removal, using Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus strains. For the standardization of methods, and growth curves of both microorganisms, adhesion tests were performed on coupons obtained by cutting the pens. We tested different incubation times for the production of biofilm, whose maximum value was obtained in 14 days. Evaluation of biofilm formation was performed by the method of counting viable bacteria (CBV) and scanning electron microscopy (SEM) and Crystal Violet method.The efficiency of treatments on biofilm removal was determined by the difference between the number of cells attached to coupons submitted and not submitted to treatment. Higher removal was observed on the coupons treated with peracetic acid, glutaraldehyde and 70% alcohol than in those treated with enzyme detergent, ultrasonic washing and saline. The first three had similar efficiencies, as demonstrated by CBV and SEM. The effect of treatment on S. aureus was similar to that observed in P. aeruginosa, except for ultrasonic washing in S. aureus that showed better performance. Therefore, the treatments used in this work reduced but not completely removed the biofilm in dental coupons pens, which can compromise the biological safety when they are reused.

To combat the ever-growing clinical burden imposed by antibiotic-resistant pathogens, multiple-antibiotic treatments are increasingly being considered as promising treatment options. The impact of multiple-antibiotic treatments on the evolution of resistance is not well understood however, and debate is ongoing about the effectiveness of various multiple-antibiotic treatments. In this thesis, I investigate how aspects of multiple-antibiotic treatments impact the rate of evolution of antibiotic resistance in the opportunistic human pathogen Pseudomonas aeruginosa. In particular, I look at the impact of interactions between antibiotics in combination on the evolution of resistance, and how creating heterogeneity in the antibiotic environment by rotating the antibiotics used may change the rate of evolution of resistance. I characterise the interactions present in 120 combinations of antibiotics and find that the type of interaction can be predicted by the mechanism of action of the antibiotics involved. I investigate the effect of a subset of these combinations on the evolution of antibiotic resistance. My results refute the influential but poorly-evidenced hypothesis that synergistic combinations accelerate the evolution of resistance, even when synergistic combinations have the same inhibitory effect on sensitive bacteria as additive or antagonistic antibiotic combinations. I focus on a combination of the antibiotics ceftriaxone and sulfamethoxazole and test whether it is more effective in preventing the evolution of resistance than predicted by the inhibitory effect of the combination on sensitive bacteria. I do not find the combination to be more effective than predicted. Finally, I create heterogeneous antibiotic environments by rotating the antibiotic present at different rates. For the first time in a laboratory setting, I test how varying the rate of fluctuation in the antibiotics present in a heterogeneous antibiotic environment impacts the rate of evolution of resistance. Unexpectedly, I find the rate of evolution of resistance increases with increasing levels of antibiotic heterogeneity.

O advento do uso de cateteres venosos centrais na prática médica trouxe muitos benefícios aos pacientes, porém está relacionado a um aumento na incidência de infecções por microrganismos multirresistentes. Além disso, freqüentemente ocorre colonização por bactérias produtoras de biofilme. Estes microrganismos se aderem ao material abiótico desses dispositivos intravenosos, ficando protegidos sob a matriz exopolissacarídica do biofilme. Isso faz com que sistema imunológico e antimicrobianos sejam incapazes de ter sua ação plena e, muitas vezes, não atingem os microrganismos mais internos. O motivo deste insucesso é porque muitos desses agentes biológicos e farmacológicos apresentam propriedades físico-químicas incompatíveis com a penetração nesta matriz. Com o objetivo de determinar quais antimicrobianos são mais adequados para uso quando o microrganismo é produtor de biofilme e quais as propriedades físico-químicas que estão diretamente relacionadas à penetração do antimicrobiano na matriz polissacarídica, utilizou-se método colorimétrico com cristal violeta em microplacas modificado para obtenção de concentração inibitória mínima em biofilme (MBIC) e método já padronizado para concentração inibitória mínima (MIC). Para isso foram testados 10 antimicrobianos em Staphylococcus spp.: rifampicina, azitromicina, claritromicina, eritromicina, levofloxacino, gentamicina, doxiciclina, cloranfenicol, clindamicina e vancomicina. Para Pseudomonas aeruginosa foram testados os mesmos, exceto rifampicina e vancomicina. A discrepância entre MIC e MBIC foi muito grande para vários fármacos, mostrando a necessidade de se avaliar estes parâmetros antes do início da farmacoterapia para uma escolha correta, especialmente em hospitais. Os fármacos que apresentaram melhores resultados foram a rifampicina e os macrolídeos, enquanto que os menos efetivos foram vancomicina e clindamicina. Isso foi atribuído ao perfil lipofílico, porém com alguma solubilidade em água das melhores moléculas. Em contra ponto, a elevada área polar, complexidade e massa molar foram características negativas para a penetração em biofilme, resultando numa ineficácia para essas moléculas. Além disso, também foi avaliado o tratamento de polímeros plásticos com EDTA, obtendo-se redução significativa da produção de biofilme nas placas tratadas com o agente químico. / The use of central venous catheters in medicine has brought benefits to the patients and represents a great advance in clinical practice, while on the other hand this device is related to an increase in the incidence of infections caused by multiresistant pathogens. Furthermore, frequently, the catheters get colonized by biofilm producing bacteria. These microorganisms adhere to the abiotic material of the catheters keeping themselves protected underneath the exopolysaccharide matrix of biofilm, this way the immune system and antimicrobials are incapable to fulfill their action and, many times, are unable to reach internal bacteria. This fact is explained by the fact that many of the biological and pharmacological agents have physical-chemical properties incompatible with the penetration into the matrix. Aiming to determine which antimicrobials are suitable for using when dealing with a biofilm producing microorganism and which physical-chemical properties are directly related to the agent penetration into the polysaccharide matrix, we used colorimetric method with crystal violet to obtain biofilm minimum inhibitory concentration (MBIC) and the already standardized method for minimum inhibitory concentration (MIC). To accomplish these 10 antimicrobials were tested in Staphylococcus spp.: rifampin, azithromycin, clarithromycin, erythromycin, levofloxacin, gentamicin, doxycycline, chloramphenicol, clindamycin and vancomycin. For Pseudomonas aeruginosa all antimicrobials except for rifampin and vancomycin were included. There was a great difference between MIC and MBIC for many drugs, showing the need to evaluate these parameters before beginning treatment. The drugs with better results were rifampin and macrolides, while the worse were vancomycin and clindamycin, which can be attributed to the lipophilic profile with some water solubility present in the molecules with better results. The characteristics associated with poor penetration into biofilm were high polar surface area, complexity e molecular weight. Furthermore, the previous treatment of the plastic polymers with EDTA was accessed resulting in statistically significant reduction of biofilm production.

Resumo não disponível.

Em consultórios odontológicos são utilizadas canetas rotatórias que durante seu uso entram em contato com a microbiota oral, podendo trazer conseqüências para o próprio paciente ou para outros que utilizarem o mesmo equipamento, se não houver um tratamento apropriado para sua reutilização. Para avaliar a eficiência de diferentes tratamentos utilizados rotineiramente na limpeza e desinfecção de equipamentos odontológicos, este trabalho descreve a produção de biofime in vitro em superfície de canetas odontológicas e a eficiência dos biocidas glutaraldeído, ácido peracético e álcool 70%, do detergente enzimático e da lavagem ultra-sônica para remoção do biofilme induzido, utilizando amostras de Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. Para a padronização dos métodos, além de curvas de crescimento de ambos os micro-organismos, foram realizados testes de adesão em cupons obtidos pelo corte das canetas. Foram testados diferentes tempos de incubação para a produção do biofilme, cujo valor máximo foi obtido em 14 dias. A avaliação da formação de biofilme foi realizada pelo método de contagem de bactérias viáveis (CBV), por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e pelo método Cristal Violeta. A eficiência dos tratamentos na remoção do biofilme foi determinada pela diferença entre o número de células aderidas aos cupons submetidos ao tratamento e os cupons não submetidos. Maior remoção foi observada nos cupons tratados com ácido peracético, glutaraldeído e álcool 70% comparados aqueles tratados com detergente enzimático, lavagem ultra-sônica e solução salina. Os três primeiros tiveram eficiências similares, demonstradas pelos métodos CBV e MEV. O efeito dos tratamentos em S.aureus foi semelhante ao observado em P. aeruginosa, exceto a lavagem ultra-sônica que em S.aureus demonstrou melhor desempenho. Os tratamentos utilizados neste trabalho reduziram o biofilme em cupons de canetas odontológicas, mas não o removeram completamente, comprometendo a biossegurança na reutilização das canetas. / Rotating pens during its use in dental offices come into contact with the oral microbiota and may bring consequences to the patient or to others who use the same equipment, if there is not a clean suitable for reuse. To evaluate the efficiency of different treatments utilized routinely for cleaning dental equipments, this study describes the in vitro biofilm production on surfaces of dental pens and the efficiency of the biocides glutaraldehyde, peracetic acid, alcohol 70%, detergent enzyme and ultrasound rinsing for biofilm removal, using Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus strains. For the standardization of methods, and growth curves of both microorganisms, adhesion tests were performed on coupons obtained by cutting the pens. We tested different incubation times for the production of biofilm, whose maximum value was obtained in 14 days. Evaluation of biofilm formation was performed by the method of counting viable bacteria (CBV) and scanning electron microscopy (SEM) and Crystal Violet method.The efficiency of treatments on biofilm removal was determined by the difference between the number of cells attached to coupons submitted and not submitted to treatment. Higher removal was observed on the coupons treated with peracetic acid, glutaraldehyde and 70% alcohol than in those treated with enzyme detergent, ultrasonic washing and saline. The first three had similar efficiencies, as demonstrated by CBV and SEM. The effect of treatment on S. aureus was similar to that observed in P. aeruginosa, except for ultrasonic washing in S. aureus that showed better performance. Therefore, the treatments used in this work reduced but not completely removed the biofilm in dental coupons pens, which can compromise the biological safety when they are reused.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5403.pdf: 1214659 bytes, checksum: ec578be4027b3263202dca89b2b6f55a (MD5) Previous issue date: 2013-04-02 / Financiadora de Estudos e Projetos / Photodynamic Therapy (PDT) has been helping medicine in treatment infectious diseases and tumors. PDT's principle is based on a photosensitizer (PS) that is photoactivated by light at specific wavelength which generates reactive oxygen species that induces cell death and/or microorganism inactivation (PDI - photodynamic inactivation). The optimum incubation time of the photosensitizer, whereas the structural and metabolic differences of each microorganism, is important for the more efficient effect of PDI. Curcumin, being a natural PS, has been gaining ground in scientific research and has shown satisfactory results in microbiological control when associated with PDI, but there are no studies on the influence of incubation time of the PS with the bacterial cell. The present study aimed to evaluate the incubation time of curcumin on PS PDI and can therefore assist in determining future research the perfect time to contact the PS in bacteria of different wall compositions: Gram-positive (Staphylococcus aureus) and Gram-negative (Pseudomonas aeruginosa). Samples of microorganisms were cultured in TSB broth (Triptic Soy Broth) and incubated at 37 °C for 24 hours. The PS was solubilized in dimethylsulfoxide (DMSO) to achieve concentrations of 20 mM stock, subsequently diluted to obtain the final concentrations. Light source was used at a wavelength of 460nm, and final dose of 30 J/cm2. After the incubations with the FS and irradiation decimal dilutions of the samples were plated on TSA medium (Triptic Soy Agar) and incubated at 37 °C for 48 hours, and the counts performed. The PDI decreased approximately 7 logs S. aureus at a concentration of 1μM with incubation time of 30 minutes, while for P. aeruginosa was reduced by 2 logs with a maximum concentration of 50 μM with the same incubation time. Tests were conducted where PS withdrawing means before illumination, but the process was not found reductions as those obtained without the procedure. In general, the best incubation time was 30 minutes in all concentrations and for both microorganisms. / A Terapia Fotodinâmica (TFD) vem auxiliar a medicina no tratamento de doenças, tanto de etiologia microbiana quanto tumoral. O princípio da TFD baseia-se em um fotossensibilizador (FS) que se fotoativado por luz em comprimento de onda específico, gera espécies reativas de oxigênio que induz a morte celular e/ou inativação de microrganismos (IFD inativação fotodinâmica). O tempo de incubação ideal do fotossensibilizador, considerando as diferenças estruturais e metabólicas de cada microrganismo, é importante para eficácia da IFD. A curcumina, por ser um FS natural, vem ganhando espaço nas pesquisas científicas, tendo mostrado resultados satisfatórios no controle microbiológico quando associada com a IFD, porém ainda não existem estudos sobre a influência do tempo de incubação do FS com a célula bacteriana. O presente estudo teve como objetivo avaliar o tempo de incubação do FS curcumina na IFD, podendo assim auxiliar em futuras pesquisas determinando o tempo ideal para o contato do FS em bactérias de diferentes composições de parede: Gram-positivas (Staphyloccocus aureus) e Gram-negativas (Pseudomonas aeruginosa). As amostras dos microrganismos foram cultivadas em caldo TSB (Triptic Soy Broth) e incubadas a 37 °C por 24 horas. O FS foi solubilizado em dimetilsulfóxido (DMSO) para atingir a concentração estoque de 20 mM, posteriormente diluído para obter as concentrações finais. Foi utilizada fonte de luz no comprimento de onda 460 nm, e dose final de 30 J/cm2. Após as incubações com o FS e a irradiação, diluições decimais das amostras foram plaqueadas em meio TSA (Triptic Soy Agar) e incubadas a 37 °C por 48 horas; e realizada as contagens. A IFD reduziu aproximadamente 7 logs de S. aureus na concentração de 1 μM com tempo de incubação de 30 minutos, enquanto para P. aeruginosa houve redução de no máximo 2 logs com concentração de 50 μM com o mesmo tempo de incubação. Foram realizados testes onde se retirava o FS do meio antes da iluminação, porém com o processo não foi encontrado reduções como as obtidas sem o procedimento. Em geral, o melhor tempo de incubação foi o de 30 minutos em todas as concentrações de FS e em ambos os microrganismos.

Submitted by Ana Cláudia Moro Lima dos Santos (anna.moro@hotmail.com) on 2018-05-07T20:15:18Z No. of bitstreams: 1 Dissertaçãofinal.pdf: 1989003 bytes, checksum: c02493762a88023038e4fc08eea12f1c (MD5) / Approved for entry into archive by Sulamita Selma C Colnago null (sulamita@btu.unesp.br) on 2018-05-09T16:37:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_acml_me_bot.pdf: 1989003 bytes, checksum: c02493762a88023038e4fc08eea12f1c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-09T16:37:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_acml_me_bot.pdf: 1989003 bytes, checksum: c02493762a88023038e4fc08eea12f1c (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Peritonite por bacilos Gram-negativos não fermentadores (BGNNF) é complicação importante da diálise peritoneal (DP), com curso clínico grave e elevada taxa de falência do método. Fatores associados à virulência, resistência antimicrobiana, formação de biofilme, entre outros, têm sido relatados, mas o limitado conjunto de evidências não permite concluir sobre os fatores responsáveis pelo pior curso clínico dessas infecções. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência das características microbiológicas, das condições clínicas do paciente e do tratamento na evolução de peritonites por BGNNF, ocorridas num único centro, em período de 18 anos. A sensibilidade in vitro aos antimicrobianos, produção de biofilme, além da análise do perfil clonal das bactérias pela técnica de eletroforese em gel de campo pulsado foram realizadas em todos os isolados bacterianos. Foram pesquisados genotipicamente, em isolados de Pseudomonas aeruginosa, a presença de marcadores de virulência (alginato, exoenzima S, fosfolipases C, exotoxina A, protesase alcalina, elastase e ramnolipídeos). Associações entre as características microbiológicas do paciente e tratamento com a taxa de resolução da peritonite foram estudadas. A espécie mais frequente foi Pseudomonas aeruginosa (45,59%), seguida por isolados do complexo Acinetobacter baumannii (17,65%). O estudo dos fatores de virulência da Pseudomonas aeruginosa revelou a presença de fatores de virulência em 100% dos casos, exceto exoenzima S (58,33%) e fosfolipase C não hemolítica (87,5%). Houve elevada proporção de BGNNF resistentes aos antimicrobianos testados, em particular à amicacina (36,73%) e à ciprofloxacina (44,9%), sendo que a sensibilidade aos betalactâmicos esteve acima de 70%. Observou-se elevada proporção de isolados produtores de biofilme (73,08%). Os resultados da tipagem por PFGE revelaram um perfil policlonal para a maioria dos isolados, entretanto para isolados do complexo Acinetobacter baumannii a análise revelou um cluster, entre 2000-2008, com perfil de multiresistência aos antimicrobianos, sugerindo fonte hospitalar. A evolução dos episódios mostrou reduzida taxa de cura (35,29%). A sensibilidade à amicacina e cefepime, se associaram de modo independente à maior chance de cura, enquanto a presença concomitante de infecção do óstio de saída do cateter de DP foi preditor independente de não resolução do episódio. Não se observaram associações entre fatores de virulência, produção de biofilme e características do paciente e tratamento com o desfecho dos episódios. Em conclusão, peritonites em DP, por BGNNF, são infecções com reduzida taxa de cura; a resistência bacteriana é fator associado à menor chance de resolução e peritonite por bactérias do gênero Acinetobacter spp. podem representar infecção grave, potencialmente de origem hospitalar, o que deve fazer redobrar os cuidados quanto ao seu manejo clínico. / Peritonitis due to non-fermentative Gram-negative bacilli (NFGNB) is a serious complication of peritoneal dialysis (PD), with a severe clinical course and high technique failure rate. Factors as bacterial virulence, antimicrobial resistance, biofilm formation, among others, have been reported, but the limited amount of evidence does not allow to conclude on the factors responsible for the worst clinical course of these infections. The objective of this study was to evaluate the influence of the microbiological characteristics, patients conditions, and treatment on evolution of peritonitis episodes at a single center in an 18 - year period. In vitro susceptibility, biofilm production, and clonal profile analysis of bacteria by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) were performed in all isolates. The presence of virulence markers (alginate, exoenzyme S, phospholipases C, exotoxin A, alkaline protease, elastase, and ramnolipids) was genotyped in bacterial isolates of Pseudomonas aeruginosa. From the data referring to the patient and causal agent, associations between the microbiological, patient characteristics, and treatment on the resolution rate of peritonitis were analyzed. The most frequent species was Pseudomonas aeruginosa (45.59%), followed by Acinetobacter baumannii complex (17.65%). The study of the virulence factors of Pseudomonas aeruginosa revealed the presence of virulence factors in 100% of the cases, except for exonzyme S (58.33%) and hemolytic phospholipase C (87.5%). There was a high proportion of antimicrobial resistant, in particular to amikacin (36.73%) and ciprofloxacin (44.9%), with sensitivity to betalactam above 70%. A high (73.08%) proportion of biofilm producing isolates was observed. The results of the PFGE typing revealed a polyclonal profile for most of the isolates; however, for the Acinetobacter baumannii complex species the analysis revealed a cluster at interval from 2000 to 2008, with antimicrobial multi resistance profile, suggest that peritonitis by this agent had a hospital source. The evolution of the episodes showed a reduced resolution rate (35.29%). The susceptibility to amikacin and to cefepime were independently associated with a higher odds of resolution, while the concomitant presence of PD catheter exit site infection was an independent predictor of non-resolution. In conclusion, peritonitis due to NFGNB in PD are infections with reduced resolution rate; bacterial resistance is an independent predictor of lower odds of resolution. Peritonitis by Acinetobacter spp. can represent serious / 64736017.2.0000.5411

Orientador: Mara Correa Lelles Nogueira / Banca: Renata Cristina Picão / Banca: Eleni Gomes / Resumo: Pseudomonas aeruginosa é um bacilo Gram-negativo, aeróbio, não formador de esporos encontrado no solo, água, plantas e animais, incluindo os seres humanos, onde provoca infecções oportunistas. Infecções causadas por P. aeruginosa são de difícil tratamento devido a sua virulência e resistência a vários antimicrobianos. Os carbapenêmicos são geralmente ativos contra P. aeruginosa multirresistentes, mas as altas taxas de resistência a estas drogas estão se tornando comuns e podem indicar a produção de metalo-betalactamases (MβLs). O propósito deste estudo foi detectar e identificar, em cepas de P. aeruginosa resistentes a carbapenêmicos genes que codificam a produção de MβLs (blaSPM, blaIMP e blaVIM) e ESBLs (blaCTX-M e blaGES), e avaliar a similaridade genética entre as cepas. Foram avaliadas sessenta cepas de P. aeruginosa resistentes aos carbapenêmicos isoladas de pacientes do Hospital de Base de São José do Rio Preto, no período de junho de 2009 a dezembro de 2009. Os testes de sensibilidade foram realizados de acordo com a padronização do "Clinical and Laboratory Standards Institute" (CLSI) (2009) utilizando o método de disco-difusão. O teste fenotípico para a produção de MβLs foi realizado através do método de aproximação de discos, com os substratos ceftazidima e imipenem e com o inibidor de MβLs 2-MPA. A detecção dos genes de MβLs blaIMP, blaVIM e blaSPM e de ESBLs blaCTX-M e blaGES foi realizada por PCR, e a identificação através de seqüenciamento. A avaliação da similaridade genética entre as cepas foi realizada nas amostras produtoras de MβL e ESBLs do tipo CTX-M através de PFGE. No teste de suscetibilidade por disco-difusão 98,3% (59/60) das cepas apresentaram resistência ao imipenem e 75% (45/60) ao meropenem. Polimixina B foi o único agente a inibir o crescimento de 100% das amostras... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Pseudomonas aeruginosa is a versatile microorganism, with low nutritional demands and easy proliferation in culture medium. It's a Gram-negative bacillus, aerobic, nonsporulated and it can be isolated from soil, water, plants and animals, including humans. P. aeruginosa infections are hard to treat because of its virulence and resistance to various antimicrobials. Carbapenens are usually active against multiresistant P. aeruginosa, but high levels of resistance to these antibiotics are becoming common and it can indicate metallo-beta-lactamases presence (MβLs). The purpose of this study was to detect and identify, in P. aeruginosa strains, MβL and ESBL encoding genes (blaSPM, blaIMP, blaVIM, blaCTX-M and blaGES) and to determine genetic similarity between the carrier strains. The study was done analyzing sixty P. aeruginosa strains resistant to carbapenens isolated at Hospital de Base de São José do Rio Preto, in the period of june/2009 to December/2009. The isolates were submitted to disc-diffusion susceptibility test, as standardized by the "Clinical and Laboratory Standards Institute" (CLSI) (2009). The phenotypic test for MβL production was performed by means of the double disk synergy method, having ceftazidime and imipenem used as substratum and 2-MPA as an inhibitor. The polymerase chain reaction (PCR) was used to detect the MβLs genes (blaIMP, blaVIM, blaSPM) and the ESBL genes (blaCTX-M and blaGES) and sequencing was carried out for their identification. The genetic similarity between the strains was evaluated in samples which were positive for MβLs and ESBLs genes using the PFGE technique. In disc-diffusion susceptibility test, 98,3% (59/60) of the strains were imipenem resistant and 75% (45/60) were meropenem resistant. All isolates were inhibited by Polymixin B. Tracheal aspirate were the most frequent isolated clinic specimen, with 40% (24/60) of total. / Mestre

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Introduction: Has been observed the global spread of different variants of P. aeruginosa that is often associated with increased virulence or the emergence of new antimicrobial resistance genotypes. There are few studies describing the association of the Type III Secretion System (TTSS) with antibiotic resistance and outcome of patients with pneumonia and bacteremia. Objectives: Determine the relation among resistance to carbapenems and fluoroquinolones and the Type III Secretion System (TTSS) effector genotype and its association with the poor prognostic in patients with ventilator-associated pneumonia (VAP) and bacteremia, identify mutations in the Quinolone Resistance Determining Regions (QRDRs), Metallo-β-Lactamase genes (MβL), virulence genes (algD, lasB e toxA) and clonal spread of isolates producing MβL. Material and Methods: A retrospective cohort was conducted to determine the risk factors for 30-day mortality in patients with the first episode of bacteremia (157 patients) and VAP (60 patients) caused by P. aeruginosa. Genes blaIMP, blaVIM, blaSIM, blaGIM and blaSPM, TTSS genes (exoT, exoS, exoY, exoU ) and virulence genes (lasB, algD, toxA) were detected by PCR; the sequencing was conducted for QRDR genes (gyrA e parC) on fluoroquinolone-resistant strains and the Pulsed-Field Gel Electrophoresis (PFGE) for molecular typing of positive strains for the MβL genes Results: The multivariate analysis showed that predictors independently associated with death in patients with bacteremia were inappropriate therapy and cancer. Carbapenem resistance was more frequent among strains of VAP (53.3%), however with the detection of MβL genes in one isolate (blaIMP), unlike blood, where the frequency of these genes was 16.1%, being 10.7% blaSPM genotype and 5.4% blaVIM genotype. The exoS gene was found in all blood and lung isolates and the exoU gene only in 9.4%. Substitution of threonine to isoleucine at position 83 in gyrA was the most frequent mutation among fluoroquinolone-resistant strains. It was detected a mutation at position 91 in parC gene (Glu91Lys) associated with mutation in gyrA (Thre83Ile) in a strain of extensively drug-resistant P. aeruginosa, exoT+exoS+exoU+ genotype, isolate from lung, not described in Brazil yet. Among the strains that harboring the TTSS virulence genes it was observed high resistance to gentamicin (93.7%) and low for amikacin (37.5%). The evaluation of the clonal relationship between isolates producing blaSPM, blaVIM and blaIMP genes showed similarity (more than 80%) among the blaSPM strains, which was not observed for those producing blaVIM gene. Conclusions: Our results confirm previous findings regarding the spread of blaSPM clone, with indirect evidence of its cross-spread in our hospital and polyclonal those containing the blaVIM gene. Inappropriate therapy is significant factor for poor prognosis among patients with bacteremia caused by multidrug-resistant P. aeruginosa , independent of the virulence TTSS genotype associated. / Introdução: Vem sendo observado a disseminação global de diferentes variantes de P. aeruginosa que está frequentemente associada a maior virulência ou a emergência de novos genótipos de resistência aos antimicrobianos. Há poucos estudos descrevendo a associação do Sistema de Secreção Tipo III (TTSS) com resistência aos antibióticos e evolução dos pacientes com pneumonia e bacteremia. Objetivos: Determinar a relação entre resistência a fluorquinolonas e carbapenêmicos e a virulência de Pseudomonas aeruginosa pelo Sistema de Secreção Tipo III e sua associação com pior prognóstico em pacientes com Pneumonia Associada a Ventilação Mecânica (PAV) e bacteremia, identificar mutações na Região Determinante de Resistência as Quinolonas (QRDR), genes para Metalo-β-Lactamase (MβL), genes de virulência (algD, lasB e toxA) e disseminação clonal das amostras produtoras de MβL. Material e Métodos: Foi realizada uma coorte retrospectiva para determinar os fatores de risco para mortalidade em 30 dias em pacientes com primeiro episódio de bacteremia (157 pacientes) e PAV (60 pacientes) por P. aeruginosa. Os genes blaIMP, blaVIM, blaSIM, blaGIM e blaSPM, os genes do TTSS (exoT, exoS, exoY, exoU ) e os genes de virulência (lasB, algD, toxA) foram detectados por PCR; o sequenciamento foi realizado para os genes do QRDR (gyrA e parC) nas cepas resistentes a fluorquinolonas e o Pulsed-Field Gel Electrophoresis (PFGE) para tipagem molecular das amostras positivas para o gene produtor de MβL. Resultados: A análise multivariada mostrou que os preditores independentemente associados com mortalidade nos pacientes com bacteremia foram terapia antimicrobiana inapropriada e câncer. A resistência aos carbapenêmicos foi maior entre as amostras de PAV (53,3%), porém com a detecção dos genes que codificam MβL em apenas um isolado (blaIMP), ao contrário do sangue, onde a frequência desses genes foi de 16,1%, sendo 10,7% blaSPM e 5,4% blaVIM. O gene exoS foi encontrado em todas as amostras avaliadas de sangue e pulmão e o gene exoU em apenas 9,4% das mesmas. A substituição de uma treonina por isoleucina na posição 83 no gene gyrA foi a mais frequente entre as cepas resistentes a fluorquinolonas. Foi detectada uma mutação na posição 91 no gene parC (Glu91Lys) associada com a mutação em gyrA (Thre83Ile) em uma amostra de P. aeruginosa ,isolada do pulmão, extensivamente resistente, do genótipo exoT+exoS+exoU+ , ainda não descrita no Brasil. Entre as amostras que carreavam os genes de virulência TTSS observou-se alta resistência a gentamicina (93,7%) e baixa para amicacina (37,5%). A avaliação da relação clonal entre as amostras contendo os genes blaSPM, blaVIM e blaIMP , apresentou alta similaridade (maior que 80%), naquelas contendo blaSPM, o que não foi observado para as amostras contendo o gene blaVIM. Conclusões: Nossos resultados confirmam achados prévios com relação a disseminação do clone blaSPM, com evidências indiretas da sua disseminação cruzada no nosso hospital e policlonal daquelas contendo o gene blaVIM. A terapia inapropriada é fator significativo para pior prognóstico entre os pacientes com bacteremia por P. aeruginosa multirresistente, independente do genótipo de virulência TTSS associado. / Mestre em Imunologia e Parasitologia Aplicadas