Plantea el uso de las fibras naturales andinas cabuya (Furcraea andina) y paja de trigo (Triticum vulgari) como soporte bacteriano de biorreactores anaerobios UASB, para procesos de desnitrificación de aguas residuales de piscícolas de truchas arcoíris en la zona alto andina de la localidad Juan de Velasco en Ecuador. Evalúa tanto la capacidad de desnitrificar las aguas residuales de acuicultura como la de remover metales pesados, mediante el uso combinado de biofilms soportados por fibras naturales, en condiciones controladas y acondicionamiento previo del medio bacteriano. Diseña nueve biofiltros a escala piloto para la remoción de contaminantes de las aguas residuales de piscícolas de truchas arcoíris. Determina si la incubación de la microbiota con pseudomonas acelera la adaptación de la población bacteriana en las fibras naturales en seis biofiltros. Determina la tasa de desnitrificación de los efluentes de las piscícolas de los biofiltros, las diferentes alturas de la columna de los biofiltros orgánicos en un proceso anaerobio, la altura del biofiltro necesario para la descontaminación de los efluentes de las piscícolas y si el biofiltro con la fibra cabuya–pseudomonas aisladas contribuye en la remoción de metales pesados que provienen de la ceniza de la zona volcánica del sector estudiado. Evalúa la degradación de las fibras naturales como medios filtrantes mediante el análisis de los cambios en las propiedades físicas y químicas, la calidad sanitaria del efluente de los biofiltros anaerobios, con cargas hidráulicas constante, para determinar si cumplen con los criterios que marca la normatividad ambiental ecuatoriana. / Tesis

[ES] Las biopelículas bacterianas y fúngicas contribuyen enormemente a la persistencia de muchas infecciones graves y potencialmente mortales, las cuales anualmente provocan millones de defunciones. Además, estas bacterias y hongos que crecen adheridas formando biopelículas son hasta 1.000 veces más resistentes a los tratamientos antimicrobianos convencionales, generando una carga económica significativa y dificultando su diagnóstico y tratamiento. Por tanto, es necesario buscar nuevas herramientas fiables para estudiar la dinámica de formación de biopelículas con el fin de mejorar las estrategias de tratamiento.El objetivo general de la tesis doctoral es la puesta a punto de un sistema basado en medidas de impedancia eléctrica para el estudio de la formación y dinámica de crecimiento de las biopelículas bacterianas (gram-positivas y gram-negativas) y fúngicas, así como de biopelículas complejas multi-especie como las de la placa dental subgingival de muestras periodontales humanas. Tras la puesta a punto del sistema, los objetivos específicos de la tesis doctoral son su aplicación como herramienta en la identificación de tratamientos efectivos contra biopelículas persistentes, la búsqueda de nuevos compuestos antimicrobianos con actividad anti-biofilm, así como la evaluación de novedosas nanopartículas autopropulsadas para la erradicación de biofilms multirresistentes. Finalmente, se ha evaluado su aplicación clínica directa en la selección de la terapia antibiótica para el tratamiento personalizado de pacientes con enfermedad periodontal. / [CA] Les biopelícules bacterianes i fúngiques contribueixen en gran manera a la persistència de moltes infecciones greus i potencialment mortals les quals provoquen anualment milions de morts. A més, estes bactèries i fongs que creixen adherides en forma de biopelícules son fins a 1000 vegades més resistents als tractaments antimicrobians convencionals, generant una càrrega econòmica significativa i dificultant el diagnòstic i tractament. Per això, es necessari trobar noves eines fiables per a estudiar la dinàmica de formació de biopelícules amb l'objectiu de millorar les estratègies de tractament. El objectiu general de la tesis doctoral es la posta a punt de un sistema basat en mesures d'impedància elèctrica per al estudi de la formació i dinàmica de creixement de les biopelícules bacterianes (gram-positives i gram-negatives) i fúngiques, així com de biopelícules complexes mutiespècie com les de la placa dental subgingival de mostres periodontals humanes. Una vegada posat a punt el sistema, els objectius específics de la tesis doctoral son la aplicació com a eina de la identificació de tractaments efectius contra biopelícules persistents, la recerca de nous compostos antimicrobians amb activitat antibiopelícula, així com la avaluació de noves nanopartícules autopropulsades per a l'eliminació de biofilms multiresistents. Finalment, s'ha avaluat l'aplicació clínica directa en la selecció de la teràpia antibiòtica per al tractament personalitzat de pacients amb periodontitis. / [EN] Bacterial and fungal biofilms contribute enormously to the persistence of many life-threatening infections, causing millions of deaths annually. In addition, bacteria and fungi growing as biofilms are up to 1.000 times more resistant to conventional antimicrobial treatments, resulting in a significant economic burden and challenging diagnosis and treatment. Therefore, there is a need to search for new reliable tools to study biofilm formation dynamics to improve treatment strategies. This doctoral thesis aims to set up an impedance-based system to study biofilm formation and dynamics of bacterial (gram-positive and gram-negative) and fungal species, as well as complex multi-species biofilms such as subgingival plaque collected from patients with chronic periodontitis. After the impedance system is set up, the specific objectives of the doctoral thesis are its application as a tool in the identification of effective treatment against persistent biofilms, testing new antimicrobial and anti-biofilm compounds, and the evaluation of novel self-propelled nanoparticles on the eradication of multi-resistant S. aureus biofilms. Finally, a clinical application of the impedance system is proposed, aiming at determining the best individual antibiotic therapy in dental clinics (personalized use of antibiotics). / Work performed at Genomics & Health Department at FISABIO Foundation and described in this doctoral thesis was supported by the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities scholarship FPU17/01302 to Miglė Žiemytė and a grant RTI2018-102032-B-I00 to Alex Mira Obrador. / Ziemyte, M. (2023). Towards Personalized Medicine in Antibiotic Treatment: Development of a Real-Time Cell Analysis System for Biofilm Studies [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/195434

Evalúa la eficacia de dos desinfectantes de uso hospitalario (Dezavid® y Supersafe-D®) frente a biopelículas de Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus formadas sobre acero inoxidable. Adicionalmente se evaluó la eficacia del hipoclorito de sodio (lejía tradicional) de uso doméstico. Se formó durante 6 días una biopelícula sobre discos de acero inoxidable de 1 cm de diámetro y 1 mm de espesor, posteriormente se les trató con concentraciones de 0,05 %, 0,10 % y 1,00 % de Dezavid®; Supersafe-D® y lejía tradicional, dejando actuar el desinfectante durante el tiempo recomendado por el fabricante. Posteriormente se cuantificó las UFC/disco en comparación con un grupo de discos que no fueron sometidos a ningún desinfectante. Los desinfectantes con mayor eficacia fueron Dezavid® 1,00 %; 0,10 % y Supersafe-D® para Staphylococcus aureus ATCC y cepa clínica. En el caso de Pseudomonas aeruginosa ATCC y cepa clínica los desinfectantes con mayor eficacia fueron Dezavid® 1,00 % y Supersafe-D®. La lejía (1:20) tuvo igual eficacia que Dezavid® 1,00 %; 0,10 % y Supersafe-D® para Staphylococcus aureus ATCC y cepa clínica. En el caso de Pseudomonas aeruginosa ATCC y cepa clínica, la lejía (1:20) tuvo igual eficacia que Dezavid® 0,10 %. / Tesis

Evalúa la capacidad de formación de biofilm por diecisiete cepas de L. monocytogenes sobre una superficie de acero inoxidable a una temperatura de 30°C, alta humedad y en un periodo de siete días, mediante el uso de tres métodos de recuento como el sistema TEMPO®, recuento en placa y microscopía de epifluorescencia directa, además de comparar su eficacia en determinar el número de células presentes en el biofilm. La cepa con un mayor número de células presentes en el biofilm es L. monocytogenes CECT 5672 con un recuento de 2.17×10⁷ UFC/cm², evaluado por microscopía de epifluorescencia directa. Sin embargo, la evaluación por sistema TEMPO® y recuento en placa determinan que la mayor productora de biofilm es la cepa L. monocytogenes 4423 con recuentos de 4.70×10⁶ y 3.98×10⁶ UFC/cm², respectivamente. Los tres métodos coinciden en que la cepa con una menor producción de biofilm es L. monocytogenes CECT 911, obteniéndose recuentos de 5.98×10⁵, 5.59×10⁵ y 2.98×10⁶ UFC/cm² por sistema TEMPO®, recuento en placa y por microscopía de epifluorescencia directa, respectivamente. Los recuentos de las cepas de mayor producción de biofilm, mencionadas anteriormente, no presentan diferencias estadísticamente significativas (P > 0.05), en su mayoría, con los recuentos obtenidos por las otras cepas estudiadas. Sin embargo, sí se encuentran diferencias estadísticamente significativas (P < 0.05) entre la mayor y menor cepa productora de biofilm, en los tres métodos evaluados. Sin embargo, se encuentran diferencias significativas entre los recuentos obtenidos por estos dos métodos con los obtenidos por microscopía de epifluorescencia directa para todas las cepas, excepto L. monocytogenes R6 en la que su recuento por microscopía de epifluorescencia directa no presenta diferencias significativas (P > 0.05) con el recuento en placa. No se encuentra una relación directamente proporcional entre la producción de biofilm y el porcentaje de células viables. El modelo de regresión lineal es el más idóneo para relacionar los tres métodos. Finalmente, se concluye que todas las cepas estudiadas presentan diferentes capacidades para formar biofilm, y que el método que presenta las mayores ventajas en cuanto a su sensibilidad y rapidez para cuantificar células del biofilm es la microscopía de epifluorescencia directa. / Tesis

[EN] The main objective of this study was the analysis, description, characterization and impact of red-orange colorations observed in salted bovine casings (intestines), ready for marketing. To achieve this, over the course of three years, an investigation was conducted in two slaughterhouses to assess the industrial process of obtaining cattle intestines (primary process); and three tripe shops to study the secondary process of obtaining salted bovine casings. A salt processing establishment was also visited. A sensory evaluation of the contaminated products was performed, and samples of salt, bovine casings, and water were collected and subjected to physico-chemical, microbiological, molecular, and histological analyses. Our study concludes that the microorganisms responsible for the color alterations are extremely halophilic archae, Haloarcula, Halogranum or Haloterrígena and Haloferax being the identified Genus. Archaea enter the system by cross-contamination through food grade salt. Our studies show that an extremely low load of archaea is sufficient for its development. According to our observations, red-orange coloration can be found in the salt and brine from the surface of open-head drums with only 20 days of storage, and up to a year and a half. Furthermore, electron microscope scans reveal that these halophilic microorganisms can form biofilms, adhering to the casings' surface, altering its histological structure, and therefore their properties when making sausages. In the establishments surveyed it was found that, despite all the measures taken to ensure product quality and safety (GMP, SSOP and HACCP), quality changes in the product were present. We conclude that this is a problem underestimated at an industrial level, and where preventive measures play a major role. / [ES] El objetivo principal de este trabajo fue el análisis, descripción, caracterización e incidencia de las coloraciones rojo anaranjadas observadas en tripas bovinas saladas (intestinos), prontas para su comercialización. Para ello, en el curso de tres años, se realizó una investigación en dos establecimientos de faena para evaluar el proceso industrial de obtención de intestinos bovinos (proceso primario); y en tres triperías, para estudiar el proceso secundario de industrialización de las tripas bovinas saladas. También se asistió a un establecimiento procesador de sal. Se realizó evaluación sensorial de los productos contaminados y se recolectaron muestras de sal, tripas vacunas y agua para estudios microbiológicos, físico-químicos, moleculares e histológicos. Este trabajo concluye que los microorganismos responsables de las alteraciones son arqueas halófilas extremas identificándose los géneros Haloarcula, Halogranum o Haloterrígena y Haloferax. Las arqueas ingresan al sistema por contaminación cruzada a través de la sal de grado alimentario. Los estudios muestran que una carga extremadamente baja de arqueas es suficiente para su desarrollo. De acuerdo a las observaciones realizadas, se constatan coloraciones rojo anaranjadas en la sal y salmuera de la superficie de las tarrinas con tan sólo 20 días de almacenamiento y hasta un año y medio. Por otra parte, la microscopía electrónica muestra que estos microorganismos halófilos pueden formar biopelículas, adhiriéndose a la superficie de la tripa, alterando su estructura histológica y, por tanto, sus propiedades al momento de la elaboración de embutidos. En los establecimientos estudiados se constató que, a pesar de adoptar todas las medidas para garantizar la inocuidad del producto (GMP, SSOP y HACCP), se presentaban alteraciones de calidad en el producto. En conclusión, se trata de un problema subestimado a nivel industrial, y donde las medidas preventivas desempeñan un papel fundamental. / [CAT] L'objectiu principal d'este treball va ser l'anàlisi, descripció, caracterització i incidència de les coloracions roig ataronjades observades en budells bovins salats (intestins), promptes per a la seua comercialització. Per a això, en el curs de tres anys, es va realitzar una investigació en dos establiments de faena per a avaluar el procés industrial d'obtenció d'intestins bovins (procés primari); i en tres triperies, per a estudiar el procés secundari d'obtenció de budells bovins salats. També es va assistir a un establiment processador de sal. Es va realitzar avaluació sensorial dels productes contaminats i es van recol¿lectar mostres de sal, budells vacunes i aigua per a estudis microbiològics, fisicoquímics, moleculars i histològics. Este treball conclou que els microorganismes responsables de les alteracions són arqueges halòfiles extremes identificant-se els gèneres Haloarcula, Halogranum o Haloterrigena i Haloferax. Les arqueges ingressen al sistema per contaminació encreuada a través de la sal de grau alimentari. Els estudis mostren que una càrrega extremadament baixa d'arqueges és suficient per al seu desenrotllament. D'acord amb les observacions realitzades, es constaten coloracions roig ataronjades en la sal i salmorra de la superfície de les terrines amb tan sols 20 dies d'emmagatzemament i fins a un any i mig. D'altra banda, la microscòpia electrònica mostra que estos microorganismes halòfils poden formar biofilms, adherint-se a la superfície del budell, alterant la seua estructura histològica i, per tant, les seues propietats al moment de l'elaboració d'embotits. En els establiments estudiats es va constatar que, a pesar d'adoptar totes les mesures per a garantir la innocuïtat del producte (GMP, SSOP i HACCP), es presentaven alteracions de qualitat en el producte. En conclusió es tracta d'un problema subestimat a nivell industrial, i on les mesures preventives exercixen un paper fonamental. / Bertacchi Pepe, MM. (2016). Archeas halófilas como causa de alteraciones en tripas bovinas saladas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62205 / TESIS

El biofouling es una acumulación indeseada de sustancias orgánicas en una superficie sumergida en agua y se considera que el origen se debe principalmente a la formación de biofilm por parte de bacterias, el cual sirve de alimento en la colonización de organismos superiores responsables de impactos negativos en el ambiente e industria acuática. Debido a esto, se debe identificar bacterias asociadas a este fenómeno en cultivos de “concha de abanico” (Argopecten purpuratus) en la bahía de Huaynuma, Casma, Perú, que permita realizar trabajos para disminuir la adhesión bacteriana. Se aislaron 40 cepas en total, las cuales fueron sometidas a la prueba de adherencia, para evaluar la producción de biofilm y su capacidad para adherirse a un sustrato, determinándose así que 16 (40%), 8 (20%) y 7 (17.5%) cepas fueron fuerte, moderada y débilmente productoras de biofilm y 9 (22.5%) cepas no productoras. Posteriormente se realizó la identificación fenotípica, basada en las pruebas del Manual de Bergey, cuyos resultados de similitud fueron superiores al 90%, predominando el género Vibrio, principalmente la especie de V. alginolyticus; la identificación molecular ratificó el predominio del género Vibrio, en especial V. alginolyticus, sin embargo esta identificación no fue específica para una sola especie por los altos porcentajes de similitud (100%) entre dos o más cepas. Por su parte la cepa M28 fue identificada al 100% como Photobacterium damselae subs. damselae., el cual se reporta por primera vez en cultivos de “concha de abanico” en la bahía de Huaynuma. / Tesis

Se determina la actividad antibacteriana in vitro de los extractos etanólicos y metanólicos de hojas y tallos de Hyptis eriocephala Benth y de hojas de Piper umbellatum L. recolectadas en el Departamento de Amazonas (Perú), frente a cepas planctónicas y biopelículas de Staphylococcus aureus ATCC 25923 y Staphylococcus epidermidis ATCC 12228. Para determinar la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) y la Concentración Mínima Inhibitoria de Biopelículas (CMIB) se empleó el método de microdilución en placa de 96 pocillos de poliestireno con resazurina. Para el caso de las biopelículas primero se seleccionaron a las Cepas Formadoras de Biopelículas (CFB) mediante el método de Agar Rojo de Congo (ARC). Concluye que todos los extractos de Hyptis eriocephala Benth y Piper umbellatum L. demostraron actividad antibacteriana frente a las cepas planctónicas de Staphylococcus aureus ATCC 25923 y Staphylococcus epidermidis ATCC 12228; La actividad antibacteriana moderada fue evidenciada frente a Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 para el extracto etanólico de tallos de Hyptis eriocephala Benth con un valor de CMI de 250 µg/mL y para los extractos de Piper umbellatum L con valores de CMI de 250 µg/mL y 125 µg/mL. Solo el extracto etanólico de Piper umbellatum L. presentó actividad antibiopelícula débil frente a biopelículas de Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 con un valor de CMIB de 1000 µg/mL, mientras que los demás extractos no presentaron actividad antibiopelícula frente a los microorganismos estudiados. / Tesis

Evidencia la actividad inhibidora del aceite esencial de Cinnamomum zeylanicum frente a la formación de biopelículas de Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus en lentes de contacto blandos. Utiliza el método de cuantificación de la formación de biopelículas por medio del ensayo de biopelícula estática. Los resultados mostraron que el aceite esencial de Cinnamomum zeylanicum presenta actividad inhibitoria frente a biopelículas de Pseudomonas aeruginosa a una concentración de 5 µL/mL, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 a una concentración de 5 µL/mL, Staphylococcus aureus a una concentración de 1,25 µL/mL y Staphylococcus aureus ATCC 25923 a una concentración de 0,625 µL/mL, logrando un efecto óptimo frente a la formación de biopelículas de Pseudomonas aeruginosa, donde se llegó a reducir en un 23,94% el crecimiento de dichas biopelículas mejor que la solución multipropósito “Renu Fresh®”, mientras que en las biopelículas maduras, el aceite esencial tuvo mejor actividad en Staphylococcus aureus ATCC 95923 con una reducción del 24,85% mejor que la solución multipropósito “Renu Fresh®”. Concluye que el aceite esencial de canela presenta una gran actividad inhibitoria frente a biopelículas de Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus inducidas en lentes de contacto blandos. / Tesis

Evalúa la eficacia de dos desinfectantes de uso hospitalario (Dezavid® y Supersafe-D®) frente a biopelículas de Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus formadas sobre acero inoxidable. Adicionalmente se evaluó la eficacia del hipoclorito de sodio (lejía tradicional) de uso doméstico. Se formó durante 6 días una biopelícula sobre discos de acero inoxidable de 1 cm de diámetro y 1 mm de espesor, posteriormente se les trató con concentraciones de 0,05 %, 0,10 % y 1,00 % de Dezavid®; Supersafe-D® y lejía tradicional, dejando actuar el desinfectante durante el tiempo recomendado por el fabricante. Posteriormente se cuantificó las UFC/disco en comparación con un grupo de discos que no fueron sometidos a ningún desinfectante. Los desinfectantes con mayor eficacia fueron Dezavid® 1,00 %; 0,10 % y Supersafe-D® para Staphylococcus aureus ATCC y cepa clínica. En el caso de Pseudomonas aeruginosa ATCC y cepa clínica los desinfectantes con mayor eficacia fueron Dezavid® 1,00 % y Supersafe-D®. La lejía (1:20) tuvo igual eficacia que Dezavid® 1,00 %; 0,10 % y Supersafe-D® para Staphylococcus aureus ATCC y cepa clínica. En el caso de Pseudomonas aeruginosa ATCC y cepa clínica, la lejía (1:20) tuvo igual eficacia que Dezavid® 0,10 %.biopelículas de Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus formadas sobre acero inoxidable. Adicionalmente se evaluó la eficacia del hipoclorito de sodio (lejía tradicional) de uso doméstico. Se formó durante 6 días una biopelícula sobre discos de acero inoxidable de 1 cm de diámetro y 1 mm de espesor, posteriormente se les trato con concentraciones de 0,05 %, 0,10 % y 1,00 % de Dezavid®; Supersafe-D® y lejía tradicional, dejando actuar el desinfectante durante el tiempo recomendado por el fabricante. Posteriormente se cuantificó las UFC/disco en comparación con un grupo de discos que no fueron sometidos a ningún desinfectante. Los desinfectantes con mayor eficacia fueron Dezavid® 1,00 %; 0,10 % y Supersafe-D® para Staphylococcus aureus ATCC y cepa clínica. En el caso de Pseudomonas aeruginosa ATCC y cepa clínica los desinfectantes con mayor eficacia fueron Dezavid® 1,00 % y Supersafe-D®. La lejía (1:20) tuvo igual eficacia que Dezavid® 1,00 %; 0,10 % y Supersafe-D® para Staphylococcus aureus ATCC y cepa clínica. En el caso de Pseudomonas aeruginosa ATCC y cepa clínica, la lejía (1:20) tuvo igual eficacia que Dezavid® 0,10 %. / Tesis

Determina la resistencia microbiana y capacidad de formar biopelículas de las cepas de Staphylococcus aureus y Listeria monocytogenes aisladas de carnes frescas provenientes de tres mercados de Lima Metropolitana. Por eso se recolectaron 60 muestras que se distribuyó en tres grupos de 20 muestras de carne fresca (10 de pollo y 10 de cerdo) por cada mercado y se realizó el respectivo análisis microbiológico para identificarlos. Luego, se determinó la sensibilidad antimicrobiana por el método de Kirby Bauer según la CLSI y la formación de biopelículas por el método de microtitulación en placa, según las recomendaciones de Stepanovic et al. Se encontró incidencia de 75% para S. aureus y 13,33% para L. monocytogenes. Las cepas de S. aureus, presentaron resistencia a la penicilina (75,56%) y tetraciclina (28,89%); 97,78% al sulfametoxazol-trimetoprim, 82,22% para gentamicina y ciprofloxacino y 77,78% a la clindamicina. El 75% de las cepas de L. monocytogenes presentaron una resistencia a la clindamicina y ninguna presentó resistencia a la ampicilina, penicilina, tetraciclina, sulfametoxazol-trimetoprim, gentamicina, eritromicina y vancomicina. Se determinó que 33,33% de las cepas de S. aureus tienen capacidad fuerte, 28,89% capacidad moderada, 33,33% capacidad débil y 4,45% no tenían capacidad de formar biopelículas. En el caso de las cepas de L. monocytogenes, 100% presentó capacidad débil de formar biopelículas. / Tesis