Orientador: Rodrigo Tavanelli Hernandes / Resumo: A Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) é um importante agente causador de diarreia aguda e persistente em crianças e adultos em todo o mundo. EAEC é definida como isolados de E. coli que produzem o padrão de aderência agregativa (AA) em células epiteliais (HeLa e/ou HEp-2) cultivadas in vitro. O patotipo EAEC pode ser dividido em típico e atípico com base na presença do gene aggR, que codifica um ativador transcricional, presente apenas no primeiro grupo. O objetivo deste estudo foi caracterizar uma coleção de isolados de EAEC obtidos de pacientes com diarreia durante um período de 7 anos de vigilância epidemiológica (2010-2016). Um total de 220 isolados de EAEC (194 típicas e 26 atípicas) foi classificado nos distintos grupos filogenéticos de E. coli, e caracterizados quanto aos sorotipos (O:H), padrão de aderência produzidos em células HeLa, sensibilidade aos antimicrobianos, e a presença de 25 genes responsáveis por codificarem fatores de virulência no patotipo EAEC. A maioria dos isolados de EAEC foi classificada nos grupos filogenéticos A (44,1%; 97/220) e B1 (21,4%; 47/220). Em relação ao padrão de aderência, observamos que 92,7% (204/220) produziram o padrão AA. Além disso, foram identificados nove isolados (4,1%; 9/220) que produziram a aderência em cadeia (CLA), dos quais seis produziram concomitantemente o padrão AA, além de isolados de EAEC que produzem um padrão de aderência indefinido (1,4%; 3/220) e isolados não aderentes (3,6%; 8/220). Foi identificado some... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Enteroaggregative Escherichia coli (EAEC) is an important agent that causes acute and persistent diarrhea in children and adults worldwide. EAEC is defined as E. coli isolates that produce the aggregative adherence pattern (AA) on epithelial cells (HeLa and/or HEp-2) cultured in vitro. The EAEC pathotype can be divided in typical and atypical based on the presence of the aggR gene, which encodes a transcriptional activator, in the former group. The aim of this study was to characterize a collection of EAEC isolates obtained from diarrheal patients over a 7-year period of surveillance (2010-2016). A total of 220 EAEC isolates (194 typical and 26 atypical) were evaluated regarding the phylogenetic classification, serotypes, adherence pattern produced on HeLa cells, susceptibility to antimicrobial drugs and the presence of 25 virulence factor-encoding genes. The majority of the EAEC isolates were assigned to phylogroups A (44.1%; 97/220) and B1 (21.4%; 47/220). Regarding the adherence pattern, was observed that 92.7% (204/220) produced AA. Moreover, we identified nine isolates (4.1%; 9/220) that produced the chain-like adherence (CLA), with six of them producing concomitantly the AA pattern, besides EAEC isolates producing an undefined adherence (1.4%; 3/220) and isolates non-adherent (3.6%; 8/220). Only 0.9% (2/220) of the EAEC isolates studied presented the multidrug resistance phenotype. The genes encoding for the major pilin subunit of all five previously described aggregati... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

The present study aimed to evaluate bacterial isolates and the microbiome of dairies. The specific aims were: to characterize Staphylococcus spp. isolated from mastitic milk, to evaluate the presence of Lactococcus in mastitic milk as a potential causative agent of mastitis, to evaluate the association between microbiome and milk quality parameters, and to characterize Staphylococcus spp. isolated from production lines of Minas Frescal cheese. The detection of genes encoding virulence factors (enterotoxins (sea, seb, sec, sed, see, seg, seh, sei, selj, selk, sell, selm, seln, selo, selp, seIq, ser, ses, set, selu, selv, and selx), hemolysins (hla, hlb, hld, hlg, and hlgv), exfoliative toxins (eta, etb, and etd), Panton-Valentine leukocidin (pvl), and toxic shock syndrome toxin (tst)), genes encoding antibiotic resistance (resistance to tetracycline (tetK, tetL, and tetM), erythromycin (ermA, ermB, and ermC), methicillin (mecA and mecC), and tobramycin (ant(4\')-Ia)), molecular typing (spa, SCCmec, and agr types), and phenotyping regarding antibiotic resistance were performed in staphylococci isolates from mastitic milk, and from cheese processing plant samples. Staphylococcus aureus was identified in the majority of isolates from both origins. Several virulence factor genes were detected. The distribution of genes encoding staphylococcal enterotoxins (85.0% - 85.7% of isolates were positive for one or more enterotoxin gene) was highlighted and the gene related to H toxin was the most prevalent. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus were identified in isolates from mastitic milk (4.1%) and cheese processing (6.0%); the genotyping and phenotyping of these isolates were described. t605 had the highest frequency in the S. aureus population studied. In mastitic milk, Lactococcus was suggested as the causative agent of an outbreak of mastitis in a dairy farm. Using next generation sequencing, the abundance of Lactococcus was observed in microbiome samples. Bacterial isolation and DNA sequencing confirmed the presence of Lactococcus lactis and Lactococcus garvieae. The microbiome of environmental samples and bulk tank milk from the dairy farm showed the Lactococcus genus among the most common bacterial taxa, suggesting other sources of this genus. Regarding milk quality parameters, the microbiome of bulk tank milk from several dairy farms was associated with somatic cell count and bacterial count. The core microbiome was described and many genera of importance were identified. Among the associations performed between microbiome and milk quality parameters, the identification of Streptococcus in samples classified with high somatic cell count and high bacterial count was highlighted. Several bacterial taxa with relative abundance significantly higher in samples classified as high and low cell count and bacterial count were shown. Real-time polymerase chain reaction was also performed associated with bacterial diversity, bacterial taxa, and bacterial count. These findings highlight the need to control and prevent bacterial contamination in the dairy industry, from herd to consumers. / O presente estudo apresentou como objetivo avaliar isolados bacterianos e microbioma de lácteos. Os objetivos específicos foram: caracterizar Staphylococcus spp. isolados de leite de vacas com mastite, avaliar a presença de Lactococcus em leite de vacas com mastite como um potencial agente causador de mastite, avaliar a associação entre microbioma de leite de tanque e parâmetros da qualidade de leite, e caracterizar Staphylococcus spp. isolados de linhas de processamento de queijo Minas frescal. A detecção de genes codificadores de fatores de virulência (enterotoxinas (sea, seb, sec, sed, see, seg, seh, sei, selj, selk, sell, selm, seln, selo, selp, seIq, ser, ses, set, selu, selv, e selx), hemolisinas (hla, hlb, hld, hlg, e hlgv), toxinas exfoliativas (eta, etb e etd), leucocidina de Panton-Valentine (pvl), toxina da síndrome do choque tóxico (tst)), genes codificadores de resistência a antibióticos (resistência a tetraciclina (tetK, tetL e tetM), eritromicina (ermA, ermB e ermC), meticilina (mecA e mecC) e tobramicina (ant(4\')-Ia)), tipagem molecular (spa, SCCmec e agr types), e fenotipagem quanto à resistência a antibióticos foram realizadas em estafilococos isolados de leite de vacas com mastite e de amostras de planta de processamento de queijo. Staphylococcus aureus foi identificado na maioria dos isolados de ambas as origens. Diversos genes de fatores de virulência foram detectados, com destaque para a distribuição de genes codificadores de enterotoxinas estafilocócicas (85,0%-85,7% dos isolados foram positivos para um ou mais genes codificadores de enterotoxinas), sendo o gene relacionado com a toxina H o mais frequente. Staphylococcus aureus meticilina resistente foram identificados em isolados de leite de vacas com mastite (4.1%) e em processamento de queijo (6.0%); o perfil genotípico e fenotípico destes isolados foram descritos. t605 foi o mais freqüente na população de S. aureus estudada. Em leite de vacas com mastite, Lactococcus foi sugerido como o agente causador de um surto de mastite numa fazenda leiteira. Usando sequenciamento de nova geração, a abundância de Lactococcus foi observada no microbioma das amostras. O isolamento e sequenciamento de DNA confirmaram a presença de Lactococcus lactis e Lactococcus garvieae. O microbioma de amostras ambientais e de leite de tanque da fazenda mostrou o gênero Lactococcus entre os mais comuns, sugerindo outras fontes deste gênero. Contemplando parâmetros da qualidade de leite, o microbioma de leite de tanque de várias fazendas leiteiras foi relacionado com contagem de células somáticas e contagem bacteriana. O core microbiome foi descrito e muitos gêneros bacterianos de importância foram identificados. Dentre as análises realizadas associando microbioma com parâmetros da qualidade de leite, foi destacada a identificação de Streptococcus em amostras classificadas com alta contagem de células somáticas e alta contagem bacteriana. Diversos táxons bacterianos com abundância relativa significativamente maior em amostras classificadas com alta e baixa contagem de células somáticas e contagem bacteriana foram mostrados. Reação em cadeia da polimerase em tempo real também foi realizada e associada com diversidade bacteriana, táxons bacterianos e contagem bacteriana. Estes levantamentos confirmam a necessidade de controlar e prevenir a contaminação bacteriana na indústria de lácteos, do rebanho leiteiro até os consumidores.

Neste trabalho, esclarecemos tópicos da patogenicidade de EIEC que sustentam a sua menor virulência quando comparada à S. flexneri, e mostramos a importância das células dendríticas (CD) nesse processo. Estudou-se o comportamento de EIEC e S. flexneri quando em contato com células Caco-2, avaliando-se uma cinética de expressão dos genes envolvidos na invasão e disseminação bacteriana. Em geral, todos os genes foram menos expressos em EIEC, fato corroborado pelo fenótipo de disseminação bacteriana, onde EIEC foi menos eficiente do que Shigella. Também foi avaliada a modulação da resposta inflamatória de células dendríticas intestinais murinas pela produção de citocinas, expressão de moléculas co-estimulatórias e apresentação de antígenos, após desafio das células com as bactérias. Os resultados sugerem que EIEC induz a uma resposta protetora ao hospedeiro, enquanto que Shigella estaria \"driblando\" o sistema imune, além de provavelmente super-estimular o sistema imune adaptativo, fato que poderia levar a um agravamento da doença. As ações integradas das células Caco-2, células dendríticas e estímulos bacterianos foram estudadas em co-cultura celular. Observou-se que EIEC e suas proteínas secretadas induzem a migração das CDs ao compartimento apical da co-cultura; nada foi observado quando o desafio se deu com Shigella. Também foram avaliadas as concentrações de citocinas inflamatórias no microambiente infeccioso formado. A citocina TNF-α, bem como CCL20 e MCP-1 foram mais proeminentes após estímulo com EIEC, fato que poderia explicar parcialmente a migração das CDs ao lado apical da co-cultura após estímulo com EIEC e suas proteínas secretadas. Nossas evidências experimentais indicam que a doença desencadeada por EIEC é mais restrita a um determinado local da infecção, ou seja, não é capaz de se disseminar a ponto de estender a lesão tecidual de forma mais drástica, como Shigella. Esse fenômeno pode estar associado à menor expressão de seus dos fatores de virulência e à resposta imune inata induzida no sítio de infecção, o que levaria, fatalmente, à resolução da doença. / In this study, we clarify topics of pathogenicity from EIEC that support its lower level of virulence when it is compared to S. flexneri, and we have shown the importance of dendritic cells (DC) in this process. We studied the conduct of EIEC and S. flexneri when they were in contact with Caco-2 cells and we analyzed the kinetics of the genes expression that was involved in the spread and invasion of the bacteria. In general, all genes were expressed less in EIEC, as demonstrated by the phenotype of the bacterial spread, where EIEC was less efficient than Shigella. We also analyzed the modulation of the inflammatory response by the murine intestinal dendritic cells by the production of cytokine, expression of co-stimulators molecules and antigens presentation, after the interaction of the cells with the bacteria. The results showed that EIEC induces a response that protects the host while Shigella manipulate the host intestinal innate and adaptive immune system and it probably over-stimulates the adaptive immune system which could let the disease worse. The integrated actions of Caco-2 cells, dendritic cells and bacterial stimulus, were studied in a co-culture cell. We observed that EIEC and its secreted proteins induce the migration of the DCs to the apical compartment of the co-culture; nothing was observed related to Shigella. We also evaluated the concentrations of the inflammatory cytokines at the infective micro environment that was formed. The cytokine TNF-α, as CCL20 and MCP-1 were more prominent after been stimulated with EIEC, a fact that could partially explain the migration of DCs to the apical side of the co-culture after the stimulus with EIEC and its secreted proteins. Our experimental evidence shows that the disease triggered by the EIEC is more restricted at a definite infection place, which means that it is not capable of disseminating beyond a certain point to extend the tissue\'s injury and let it worsen, as Shigella do. This phenomenon can be associated with the lower level of expression of its virulence factors and to the immune response induced in the infection site, what could finally lead to the eradication of the disease.

Infecções invasivas por Trichosporon spp. ocorrem com maior frequência em pacientes neutropênicos, principalmente portadores de doenças hematológicas malignas, e estão associadas a elevados índices de mortalidade devido às dificuldades na identificação do patógeno e à resistência aos fármacos mais empregados na terapêutica antifúngica. A identificação das espécies de Trichosporon é importante tanto para estudos epidemiológicos, como para associar aspectos clínicos com as espécies causadoras das infecções. Além disso, auxilia no tratamento da enfermidade, uma vez que a suscetibilidades aos fármacos antifúngicos pode variar de acordo com a espécie. Além disso, as leveduras do gênero Trichosporon sintetizam a glucuronoxilomanana (GXM) em sua parede celular, que pode estar envolvida no mecanismo de virulência do patógeno. Este estudo teve como objetivo determinar, por identificação fenotípica e molecular, espécies isoladas de pacientes internados em unidades hospitalares, comparando os resultados obtidos por ambos os métodos; avaliar diferenças na distribuição dessas espécies em relação às formas invasivas e não invasivas da infecção; determinar o perfil de suscetibilidade dessas leveduras aos antifúngicos, empregando um método de micro-diluição de referência e um método comercial; e avaliar a presença de GXM na parede celular dos isolados. Foram avaliados 74 isolados obtidos de amostras clínicas de pacientes do Hospital das Clinicas da FMUSP e de outras unidades hospitalares do Estado de São Paulo, no período de 2003 a 2011. Dezenove amostras foram isoladas de sítios estéreis do organismo (infecções invasivas) e 55 foram isoladas de urina e cateter (isolados não invasivos). Para a identificação das espécies, os isolados foram submetidos a análises fenotípicas, que incluíram estudo macro e micromorfológico, provas fisiológicas e avaliação do perfil bioquímico por sistema automatizado VITEK 2. A identificação molecular foi realizada pelo sequenciamento das regiões IGS e D1/D2 do DNA ribossomal. O perfil de suscetibilidade dos 74 isolados foi analisado pelo método de micro-diluição EUCAST (referência) com os fármacos fluconazol (FCZ), itraconazol (ITZ), voriconazol (VCZ), cetoconazol (CTZ), anfotericina B (AMB) e 5-fluocitosina (5FC); e pelo método de micro-diluição comercial Sensititre YeastOne, com os mesmos fármacos empregados no EUCAST, acrescidos do posaconazol (POS) e caspofungina (CAS). Os valores das concentrações inibitórias mínimas (CIM), erros categórico e essencial, bem como outros parâmetros foram comparados entre os dois métodos. A presença de GXM na parede celular dos 74 isolados foi determinada por citometria de fluxo, empregando anticorpo monoclonal anti-GXM. Os resultados dos estudos morfológicos e fisiológicos foram insuficientes para definir as espécies dos 74 isolados. Pela assimilação de carboidratos analisada pelo sistema VITEK 2, verificou-se que 71 isolados foram identificados como T. asahii (17 de infecção invasiva e 54 não invasivos), um isolado como T. mucoides (invasivo), e para dois isolados (um invasivo e um não invasivo), a identificação não foi conclusiva. Para estes últimos foi realizado o auxanograma (método manual), e a identificação permaneceu inconclusiva, pois pelo perfil de assimilação, os isolados poderiam ser identificados como T. asahii ou T. faecale. Pela técnica de sequenciamento, 62 dos 74 isolados foram identificados como T. asahii, demonstrando 82,4% de concordância com o sistema VITEK 2. Onze isolados com identificações discordantes pertenciam às espécies T. inkin (8), T. faecale (2) e T. dermatis (1), como determinado por sequenciamento. Dos dois isolados com identificação inconclusiva pelo VITEK 2, um foi identificado pela técnica molecular como T. asahii, enquanto para o outro isolado não foi possível definir a espécie. Portanto, dos 74 isolados do estudo, 62 foram identificados como T. asahii, 8 como T. inkin, 2 como T. faecale e 1 T. dermatis; dois isolados permaneceram sem identificação conclusiva. Os resultados dos testes de suscetibilidade in vitro mostraram que, em ambos os métodos, VCZ apresentou a melhor atividade antifúngica. Pelo método EUCAST, foram obtidos valores elevados de CIM para AMB, enquanto o mesmo não foi observado no teste comercial. Neste último, foram observados valores elevados de CIM para FCZ, POS e CAS. Em relação à 5FC, os valores de CIM 90% por ambos os testes foram elevados (16mg/L). Diferenças significantes foram observadas entre os valores de CIM obtidas pelos dois métodos, e percentuais relativamente elevados de erros categóricos graves quando o método comercial foi comparado ao de referência. Não houve diferença estatística significante de valores de CIM entre isolados de infecção invasiva e não invasiva, exceto para ITZ e 5FC. Cerca de 30% dos isolados obtidos de casos de infecção invasiva e não invasivos apresentaram resistência cruzada entre os azóis FCZ e VCZ, e uma pequena porcentagem apresentou multirresistência. Para a análise de GXM na parede celular dos 74 isolados do estudo, foi avaliada a intensidade de fluorescência emitida pela citometria de fluxo, não tendo sido observada diferença estatística significante entre isolados invasivos e não invasivos. O estudo permitiu concluir que T. asahii foi a espécie mais isolada das amostras clínicas obtidas de sítios estéreis e não estéreis. A metodologia clássica de identificação fenotípica não foi suficiente para definir as espécies do gênero Trichosporon, e o sistema VITEK 2 apresentou discordância quando comparado à técnica molecular para as espécies não T. asahii. Em relação aos testes de suscetibilidade in vitro, VCZ apresentou-se mais adequado para a inibição das leveduras, enquanto os fármacos AMB, FCZ e POS não foram eficazes para a maior parte dos isolados. As discordâncias encontradas entre o método de referência e o comercial sugerem que, para o segundo, são necessárias mais avaliações para seu emprego em rotina laboratorial para o gênero Trichosporon. A detecção de GXM não resultou em diferenças entre os isolados de ambos os grupos; no entanto, para se determinar o efeito protetor do polissacarídeo contra a ação de macrófagos, ensaios de fagocitose devem ser realizados / Invasive Trichosporon spp. infections occur more frequently in neutropenic patients, especially those with hematologic malignancies, and are associated with high mortality rates due to difficulties in identifying the pathogen and treating patients with drugs most currently employed in antifungal therapy. Trichosporon species identification is important for epidemiological studies and to better define eventual species-specific clinical association. Additionally, antifungal susceptibility may vary according to the species. Furthermore, glucuronoxylomannan (GXM) is a cell wall-associated polysaccharide produced by genus Trichosporon, which may be involved in virulence mechanisms of this pathogen. This study aimed (i) to identify Trichosporon species isolated from hospitalized patients by both phenotypic and molecular methods, comparing results; (ii) to verify the distribution of these species in invasive and non-invasive infection episodes; (iii) to determine the in vitro activities of various antifungals agents against the Trichosporon spp. isolates, employing a reference micro-dilution method and a commercial system; (iv) and to analyze the surface expression of GXM. Seventy-four Trichosporon spp. isolates obtained from clinical specimens of patients admitted to the Hospital das Clínicas-FMUSP and to other hospitals in the state of São Paulo, from 2003 to 2011, were included in the study. Nineteen samples were isolated from sterile deep sites (invasive infections) and 55 were isolated from catheter and urine samples (non-invasive isolates). All isolates were submitted to phenotypic analysis, which consisted in morphological features observation, physiological tests and determination of the biochemical profile by VITEK 2 system. Molecular identification was performed by sequencing of IGS1 and D1/D2 regions from the ribosomal DNA. The susceptibility antifungal profiles of the 74 isolates were analyzed by both the EUCAST micro-dilution method (reference) employing fluconazole (FCZ), itraconazole (ITZ), voriconazole (VCZ), ketoconazole (CTZ), amphotericin B (AMB) and 5 - flucytosine (5FC), and the commercial micro-dilution test Sensititre YeastOne, with the same drugs employed in EUCAST plus posaconazole (POS) and caspofungin (CAS). The minimum inhibitory concentration values (MIC), categorical and essential errors as well as other susceptibility parameters were compared between both methods. The cell wall expression of GXM of all isolates was measured by flow cytometry employing an anti-GXM monoclonal antibody. The morphological and physiological features of the Trichosporon spp. isolates were insufficientto define species. The carbohydrate assimilation analysis, performed by VITEK 2 system, has resulted in 71 isolates identified as T. asahii (17 from invasive infections and 54 non-invasive isolates) and one isolate as T. mucoides (invasive). The species identification for the two remaining isolates (one invasive and one non-invasive) was inconclusive. For this reason, a manual auxanogram was performed with these isolates, resulting again in non-conclusive species identification. By the automated sequencing method, 62 of the 74 isolates were identified as T. asahii, showing 82.4% of agreement with the VITEK 2 identification. Eleven isolates were identified by sequencing as T. inkin (8), T. faecale (2) and T. dermatis (1), showing disagreement identification with the VITEK 2 system. Regarding the two isolates with inconclusive results by the carbohydrate assimilation, the molecular technique identified one as T. asahii, whereas for the other isolate the sequencing was also unable to define species. Therefore, among the 74 studied isolates, 62 were identified as T. asahii, eight as T. inkin, two as T. faecale and one as T. dermatis; and two isolates remained with unconclusive identification. Almost all Trichosporon spp. isolates displayed susceptibility to VCZ with both methods. By the EUCAST method, high values of MIC were observed for AMB, while by the commercial test especially the invasive isolates showed susceptibility to this drug. Additionally, the Sensititre kit provided elevated MIC values for FCZ, POS and CAS. In regards to 5FC, the MIC 90% values were consistently high (16 mg/L) in both methodologies. The MIC values obtained by both EUCAST and commercial methods were compared, resulting in significant differences of MIC values for all tested antifungal drugs; major categorical errors occurred at relatively high percentage with the commercial method. No statistically significant differences in MIC values were verified when invasive and non-invasive isolates were compared. Around 30% of both invasive and non-invasive isolates showed cross-resistance to FCZ and VCZ, while a small number of isolates was multiresistant. The GXM analysis by cytometry demonstrated no significant differences between invasive and non- invasive isolates. This study demonstrated that T. asahii was the most frequently isolated species from both deep and non-sterile sites of the patients. The classical phenotypic methodology was not able to define Trichosporon species, and the VITEK 2 system identification showed disagreement with the sequencing technique for the non-T. asahii species. Regarding the in vitro susceptibility tests, VCZ was the most effective drug against the isolates, whereas most of them appear to be less susceptible to AMB, FCZ and POS. The discrepancies in the Trichosporon spp. susceptibility results between the reference and commercial methods suggest that the latter requires further evaluation tests before it can be used in routine laboratory. Although the GXM expression seemed to be equal in both invasive and non-invasive Trichosporon spp. isolates, phagocytic assays should be performed in order to determine the protective effect of the polysaccharide against phagocytosis

Infecções invasivas por Trichosporon spp. ocorrem com maior frequência em pacientes neutropênicos, principalmente portadores de doenças hematológicas malignas, e estão associadas a elevados índices de mortalidade devido às dificuldades na identificação do patógeno e à resistência aos fármacos mais empregados na terapêutica antifúngica. A identificação das espécies de Trichosporon é importante tanto para estudos epidemiológicos, como para associar aspectos clínicos com as espécies causadoras das infecções. Além disso, auxilia no tratamento da enfermidade, uma vez que a suscetibilidades aos fármacos antifúngicos pode variar de acordo com a espécie. Além disso, as leveduras do gênero Trichosporon sintetizam a glucuronoxilomanana (GXM) em sua parede celular, que pode estar envolvida no mecanismo de virulência do patógeno. Este estudo teve como objetivo determinar, por identificação fenotípica e molecular, espécies isoladas de pacientes internados em unidades hospitalares, comparando os resultados obtidos por ambos os métodos; avaliar diferenças na distribuição dessas espécies em relação às formas invasivas e não invasivas da infecção; determinar o perfil de suscetibilidade dessas leveduras aos antifúngicos, empregando um método de micro-diluição de referência e um método comercial; e avaliar a presença de GXM na parede celular dos isolados. Foram avaliados 74 isolados obtidos de amostras clínicas de pacientes do Hospital das Clinicas da FMUSP e de outras unidades hospitalares do Estado de São Paulo, no período de 2003 a 2011. Dezenove amostras foram isoladas de sítios estéreis do organismo (infecções invasivas) e 55 foram isoladas de urina e cateter (isolados não invasivos). Para a identificação das espécies, os isolados foram submetidos a análises fenotípicas, que incluíram estudo macro e micromorfológico, provas fisiológicas e avaliação do perfil bioquímico por sistema automatizado VITEK 2. A identificação molecular foi realizada pelo sequenciamento das regiões IGS e D1/D2 do DNA ribossomal. O perfil de suscetibilidade dos 74 isolados foi analisado pelo método de micro-diluição EUCAST (referência) com os fármacos fluconazol (FCZ), itraconazol (ITZ), voriconazol (VCZ), cetoconazol (CTZ), anfotericina B (AMB) e 5-fluocitosina (5FC); e pelo método de micro-diluição comercial Sensititre YeastOne, com os mesmos fármacos empregados no EUCAST, acrescidos do posaconazol (POS) e caspofungina (CAS). Os valores das concentrações inibitórias mínimas (CIM), erros categórico e essencial, bem como outros parâmetros foram comparados entre os dois métodos. A presença de GXM na parede celular dos 74 isolados foi determinada por citometria de fluxo, empregando anticorpo monoclonal anti-GXM. Os resultados dos estudos morfológicos e fisiológicos foram insuficientes para definir as espécies dos 74 isolados. Pela assimilação de carboidratos analisada pelo sistema VITEK 2, verificou-se que 71 isolados foram identificados como T. asahii (17 de infecção invasiva e 54 não invasivos), um isolado como T. mucoides (invasivo), e para dois isolados (um invasivo e um não invasivo), a identificação não foi conclusiva. Para estes últimos foi realizado o auxanograma (método manual), e a identificação permaneceu inconclusiva, pois pelo perfil de assimilação, os isolados poderiam ser identificados como T. asahii ou T. faecale. Pela técnica de sequenciamento, 62 dos 74 isolados foram identificados como T. asahii, demonstrando 82,4% de concordância com o sistema VITEK 2. Onze isolados com identificações discordantes pertenciam às espécies T. inkin (8), T. faecale (2) e T. dermatis (1), como determinado por sequenciamento. Dos dois isolados com identificação inconclusiva pelo VITEK 2, um foi identificado pela técnica molecular como T. asahii, enquanto para o outro isolado não foi possível definir a espécie. Portanto, dos 74 isolados do estudo, 62 foram identificados como T. asahii, 8 como T. inkin, 2 como T. faecale e 1 T. dermatis; dois isolados permaneceram sem identificação conclusiva. Os resultados dos testes de suscetibilidade in vitro mostraram que, em ambos os métodos, VCZ apresentou a melhor atividade antifúngica. Pelo método EUCAST, foram obtidos valores elevados de CIM para AMB, enquanto o mesmo não foi observado no teste comercial. Neste último, foram observados valores elevados de CIM para FCZ, POS e CAS. Em relação à 5FC, os valores de CIM 90% por ambos os testes foram elevados (16mg/L). Diferenças significantes foram observadas entre os valores de CIM obtidas pelos dois métodos, e percentuais relativamente elevados de erros categóricos graves quando o método comercial foi comparado ao de referência. Não houve diferença estatística significante de valores de CIM entre isolados de infecção invasiva e não invasiva, exceto para ITZ e 5FC. Cerca de 30% dos isolados obtidos de casos de infecção invasiva e não invasivos apresentaram resistência cruzada entre os azóis FCZ e VCZ, e uma pequena porcentagem apresentou multirresistência. Para a análise de GXM na parede celular dos 74 isolados do estudo, foi avaliada a intensidade de fluorescência emitida pela citometria de fluxo, não tendo sido observada diferença estatística significante entre isolados invasivos e não invasivos. O estudo permitiu concluir que T. asahii foi a espécie mais isolada das amostras clínicas obtidas de sítios estéreis e não estéreis. A metodologia clássica de identificação fenotípica não foi suficiente para definir as espécies do gênero Trichosporon, e o sistema VITEK 2 apresentou discordância quando comparado à técnica molecular para as espécies não T. asahii. Em relação aos testes de suscetibilidade in vitro, VCZ apresentou-se mais adequado para a inibição das leveduras, enquanto os fármacos AMB, FCZ e POS não foram eficazes para a maior parte dos isolados. As discordâncias encontradas entre o método de referência e o comercial sugerem que, para o segundo, são necessárias mais avaliações para seu emprego em rotina laboratorial para o gênero Trichosporon. A detecção de GXM não resultou em diferenças entre os isolados de ambos os grupos; no entanto, para se determinar o efeito protetor do polissacarídeo contra a ação de macrófagos, ensaios de fagocitose devem ser realizados / Invasive Trichosporon spp. infections occur more frequently in neutropenic patients, especially those with hematologic malignancies, and are associated with high mortality rates due to difficulties in identifying the pathogen and treating patients with drugs most currently employed in antifungal therapy. Trichosporon species identification is important for epidemiological studies and to better define eventual species-specific clinical association. Additionally, antifungal susceptibility may vary according to the species. Furthermore, glucuronoxylomannan (GXM) is a cell wall-associated polysaccharide produced by genus Trichosporon, which may be involved in virulence mechanisms of this pathogen. This study aimed (i) to identify Trichosporon species isolated from hospitalized patients by both phenotypic and molecular methods, comparing results; (ii) to verify the distribution of these species in invasive and non-invasive infection episodes; (iii) to determine the in vitro activities of various antifungals agents against the Trichosporon spp. isolates, employing a reference micro-dilution method and a commercial system; (iv) and to analyze the surface expression of GXM. Seventy-four Trichosporon spp. isolates obtained from clinical specimens of patients admitted to the Hospital das Clínicas-FMUSP and to other hospitals in the state of São Paulo, from 2003 to 2011, were included in the study. Nineteen samples were isolated from sterile deep sites (invasive infections) and 55 were isolated from catheter and urine samples (non-invasive isolates). All isolates were submitted to phenotypic analysis, which consisted in morphological features observation, physiological tests and determination of the biochemical profile by VITEK 2 system. Molecular identification was performed by sequencing of IGS1 and D1/D2 regions from the ribosomal DNA. The susceptibility antifungal profiles of the 74 isolates were analyzed by both the EUCAST micro-dilution method (reference) employing fluconazole (FCZ), itraconazole (ITZ), voriconazole (VCZ), ketoconazole (CTZ), amphotericin B (AMB) and 5 - flucytosine (5FC), and the commercial micro-dilution test Sensititre YeastOne, with the same drugs employed in EUCAST plus posaconazole (POS) and caspofungin (CAS). The minimum inhibitory concentration values (MIC), categorical and essential errors as well as other susceptibility parameters were compared between both methods. The cell wall expression of GXM of all isolates was measured by flow cytometry employing an anti-GXM monoclonal antibody. The morphological and physiological features of the Trichosporon spp. isolates were insufficientto define species. The carbohydrate assimilation analysis, performed by VITEK 2 system, has resulted in 71 isolates identified as T. asahii (17 from invasive infections and 54 non-invasive isolates) and one isolate as T. mucoides (invasive). The species identification for the two remaining isolates (one invasive and one non-invasive) was inconclusive. For this reason, a manual auxanogram was performed with these isolates, resulting again in non-conclusive species identification. By the automated sequencing method, 62 of the 74 isolates were identified as T. asahii, showing 82.4% of agreement with the VITEK 2 identification. Eleven isolates were identified by sequencing as T. inkin (8), T. faecale (2) and T. dermatis (1), showing disagreement identification with the VITEK 2 system. Regarding the two isolates with inconclusive results by the carbohydrate assimilation, the molecular technique identified one as T. asahii, whereas for the other isolate the sequencing was also unable to define species. Therefore, among the 74 studied isolates, 62 were identified as T. asahii, eight as T. inkin, two as T. faecale and one as T. dermatis; and two isolates remained with unconclusive identification. Almost all Trichosporon spp. isolates displayed susceptibility to VCZ with both methods. By the EUCAST method, high values of MIC were observed for AMB, while by the commercial test especially the invasive isolates showed susceptibility to this drug. Additionally, the Sensititre kit provided elevated MIC values for FCZ, POS and CAS. In regards to 5FC, the MIC 90% values were consistently high (16 mg/L) in both methodologies. The MIC values obtained by both EUCAST and commercial methods were compared, resulting in significant differences of MIC values for all tested antifungal drugs; major categorical errors occurred at relatively high percentage with the commercial method. No statistically significant differences in MIC values were verified when invasive and non-invasive isolates were compared. Around 30% of both invasive and non-invasive isolates showed cross-resistance to FCZ and VCZ, while a small number of isolates was multiresistant. The GXM analysis by cytometry demonstrated no significant differences between invasive and non- invasive isolates. This study demonstrated that T. asahii was the most frequently isolated species from both deep and non-sterile sites of the patients. The classical phenotypic methodology was not able to define Trichosporon species, and the VITEK 2 system identification showed disagreement with the sequencing technique for the non-T. asahii species. Regarding the in vitro susceptibility tests, VCZ was the most effective drug against the isolates, whereas most of them appear to be less susceptible to AMB, FCZ and POS. The discrepancies in the Trichosporon spp. susceptibility results between the reference and commercial methods suggest that the latter requires further evaluation tests before it can be used in routine laboratory. Although the GXM expression seemed to be equal in both invasive and non-invasive Trichosporon spp. isolates, phagocytic assays should be performed in order to determine the protective effect of the polysaccharide against phagocytosis

Fímbrias do tipo IV estão associadas a diversos fenótipos em bactérias gram-negativas, e o presente estudo consistiu na caracterização da fímbria Pil e investigação de seu papel na adesão bacteriana de isolados de EPEC atípica. Por PCR e RT-PCR foram investigadas a presença e a funcionalidade do operon Pil e os resultados demonstraram que este está sendo transcrito somente nos isolados BA558 e BA956. Os genes pilS e pilV foram clonados em vetor de expressão para obtenção das proteínas Pil recombinantes e produção de anticorpos policlonais. A análise qualitativa dos testes de inibição da adesão utilizando os soros anti-PilS e anti-PilV juntos demonstraram que o isolado BA558 apresentou mudança de fenótipo de adesão. Esses resultados nos permitem concluir que o operon Pil está funcional em BA558 e BA956, e a expressão da fímbria Pil nessas cepas não está relacionada à formação de biofilme e autoagregação, porém a proteína fimbrial PilS juntamente com a adesina PilV parecem exercer uma função acessória importante na interação de BA558 às células HEp-2. / Type IV fimbriae are associated with several phenotypes in gram-negative bacteria. The aim of this study was the characterization of the Pil fimbria and its role in the interaction of atypical EPEC isolates in bacterial adhesion. Using PCR and RT-PCR, we investigated the presence and functionality of the pil operon genes. The results showed that these genes are transcribed only in the BA558 and BA956 isolates. The pilS and pilV genes were cloned into an expression vector for recombinant proteins and polyclonal antibodies production. Qualitative analysis of the adherence inhibition assays using both rabbit sera changed to localized-like the phenotype of BA558 isolate adhesion. Together, these results allow us to conclude that the Pil operon is functional only in the BA558 and BA956 isolates and that the expression of Pil fimbriae in aEPEC is not related to biofilm formation and autoaggregation but, the fimbrial PilS protein together with PilV adhesin seem to play an important accessory function in the interaction between the BA558 and epithelial cells in vitro.

The present study aimed to evaluate bacterial isolates and the microbiome of dairies. The specific aims were: to characterize Staphylococcus spp. isolated from mastitic milk, to evaluate the presence of Lactococcus in mastitic milk as a potential causative agent of mastitis, to evaluate the association between microbiome and milk quality parameters, and to characterize Staphylococcus spp. isolated from production lines of Minas Frescal cheese. The detection of genes encoding virulence factors (enterotoxins (sea, seb, sec, sed, see, seg, seh, sei, selj, selk, sell, selm, seln, selo, selp, seIq, ser, ses, set, selu, selv, and selx), hemolysins (hla, hlb, hld, hlg, and hlgv), exfoliative toxins (eta, etb, and etd), Panton-Valentine leukocidin (pvl), and toxic shock syndrome toxin (tst)), genes encoding antibiotic resistance (resistance to tetracycline (tetK, tetL, and tetM), erythromycin (ermA, ermB, and ermC), methicillin (mecA and mecC), and tobramycin (ant(4\')-Ia)), molecular typing (spa, SCCmec, and agr types), and phenotyping regarding antibiotic resistance were performed in staphylococci isolates from mastitic milk, and from cheese processing plant samples. Staphylococcus aureus was identified in the majority of isolates from both origins. Several virulence factor genes were detected. The distribution of genes encoding staphylococcal enterotoxins (85.0% - 85.7% of isolates were positive for one or more enterotoxin gene) was highlighted and the gene related to H toxin was the most prevalent. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus were identified in isolates from mastitic milk (4.1%) and cheese processing (6.0%); the genotyping and phenotyping of these isolates were described. t605 had the highest frequency in the S. aureus population studied. In mastitic milk, Lactococcus was suggested as the causative agent of an outbreak of mastitis in a dairy farm. Using next generation sequencing, the abundance of Lactococcus was observed in microbiome samples. Bacterial isolation and DNA sequencing confirmed the presence of Lactococcus lactis and Lactococcus garvieae. The microbiome of environmental samples and bulk tank milk from the dairy farm showed the Lactococcus genus among the most common bacterial taxa, suggesting other sources of this genus. Regarding milk quality parameters, the microbiome of bulk tank milk from several dairy farms was associated with somatic cell count and bacterial count. The core microbiome was described and many genera of importance were identified. Among the associations performed between microbiome and milk quality parameters, the identification of Streptococcus in samples classified with high somatic cell count and high bacterial count was highlighted. Several bacterial taxa with relative abundance significantly higher in samples classified as high and low cell count and bacterial count were shown. Real-time polymerase chain reaction was also performed associated with bacterial diversity, bacterial taxa, and bacterial count. These findings highlight the need to control and prevent bacterial contamination in the dairy industry, from herd to consumers. / O presente estudo apresentou como objetivo avaliar isolados bacterianos e microbioma de lácteos. Os objetivos específicos foram: caracterizar Staphylococcus spp. isolados de leite de vacas com mastite, avaliar a presença de Lactococcus em leite de vacas com mastite como um potencial agente causador de mastite, avaliar a associação entre microbioma de leite de tanque e parâmetros da qualidade de leite, e caracterizar Staphylococcus spp. isolados de linhas de processamento de queijo Minas frescal. A detecção de genes codificadores de fatores de virulência (enterotoxinas (sea, seb, sec, sed, see, seg, seh, sei, selj, selk, sell, selm, seln, selo, selp, seIq, ser, ses, set, selu, selv, e selx), hemolisinas (hla, hlb, hld, hlg, e hlgv), toxinas exfoliativas (eta, etb e etd), leucocidina de Panton-Valentine (pvl), toxina da síndrome do choque tóxico (tst)), genes codificadores de resistência a antibióticos (resistência a tetraciclina (tetK, tetL e tetM), eritromicina (ermA, ermB e ermC), meticilina (mecA e mecC) e tobramicina (ant(4\')-Ia)), tipagem molecular (spa, SCCmec e agr types), e fenotipagem quanto à resistência a antibióticos foram realizadas em estafilococos isolados de leite de vacas com mastite e de amostras de planta de processamento de queijo. Staphylococcus aureus foi identificado na maioria dos isolados de ambas as origens. Diversos genes de fatores de virulência foram detectados, com destaque para a distribuição de genes codificadores de enterotoxinas estafilocócicas (85,0%-85,7% dos isolados foram positivos para um ou mais genes codificadores de enterotoxinas), sendo o gene relacionado com a toxina H o mais frequente. Staphylococcus aureus meticilina resistente foram identificados em isolados de leite de vacas com mastite (4.1%) e em processamento de queijo (6.0%); o perfil genotípico e fenotípico destes isolados foram descritos. t605 foi o mais freqüente na população de S. aureus estudada. Em leite de vacas com mastite, Lactococcus foi sugerido como o agente causador de um surto de mastite numa fazenda leiteira. Usando sequenciamento de nova geração, a abundância de Lactococcus foi observada no microbioma das amostras. O isolamento e sequenciamento de DNA confirmaram a presença de Lactococcus lactis e Lactococcus garvieae. O microbioma de amostras ambientais e de leite de tanque da fazenda mostrou o gênero Lactococcus entre os mais comuns, sugerindo outras fontes deste gênero. Contemplando parâmetros da qualidade de leite, o microbioma de leite de tanque de várias fazendas leiteiras foi relacionado com contagem de células somáticas e contagem bacteriana. O core microbiome foi descrito e muitos gêneros bacterianos de importância foram identificados. Dentre as análises realizadas associando microbioma com parâmetros da qualidade de leite, foi destacada a identificação de Streptococcus em amostras classificadas com alta contagem de células somáticas e alta contagem bacteriana. Diversos táxons bacterianos com abundância relativa significativamente maior em amostras classificadas com alta e baixa contagem de células somáticas e contagem bacteriana foram mostrados. Reação em cadeia da polimerase em tempo real também foi realizada e associada com diversidade bacteriana, táxons bacterianos e contagem bacteriana. Estes levantamentos confirmam a necessidade de controlar e prevenir a contaminação bacteriana na indústria de lácteos, do rebanho leiteiro até os consumidores.

Neste trabalho, esclarecemos tópicos da patogenicidade de EIEC que sustentam a sua menor virulência quando comparada à S. flexneri, e mostramos a importância das células dendríticas (CD) nesse processo. Estudou-se o comportamento de EIEC e S. flexneri quando em contato com células Caco-2, avaliando-se uma cinética de expressão dos genes envolvidos na invasão e disseminação bacteriana. Em geral, todos os genes foram menos expressos em EIEC, fato corroborado pelo fenótipo de disseminação bacteriana, onde EIEC foi menos eficiente do que Shigella. Também foi avaliada a modulação da resposta inflamatória de células dendríticas intestinais murinas pela produção de citocinas, expressão de moléculas co-estimulatórias e apresentação de antígenos, após desafio das células com as bactérias. Os resultados sugerem que EIEC induz a uma resposta protetora ao hospedeiro, enquanto que Shigella estaria \"driblando\" o sistema imune, além de provavelmente super-estimular o sistema imune adaptativo, fato que poderia levar a um agravamento da doença. As ações integradas das células Caco-2, células dendríticas e estímulos bacterianos foram estudadas em co-cultura celular. Observou-se que EIEC e suas proteínas secretadas induzem a migração das CDs ao compartimento apical da co-cultura; nada foi observado quando o desafio se deu com Shigella. Também foram avaliadas as concentrações de citocinas inflamatórias no microambiente infeccioso formado. A citocina TNF-α, bem como CCL20 e MCP-1 foram mais proeminentes após estímulo com EIEC, fato que poderia explicar parcialmente a migração das CDs ao lado apical da co-cultura após estímulo com EIEC e suas proteínas secretadas. Nossas evidências experimentais indicam que a doença desencadeada por EIEC é mais restrita a um determinado local da infecção, ou seja, não é capaz de se disseminar a ponto de estender a lesão tecidual de forma mais drástica, como Shigella. Esse fenômeno pode estar associado à menor expressão de seus dos fatores de virulência e à resposta imune inata induzida no sítio de infecção, o que levaria, fatalmente, à resolução da doença. / In this study, we clarify topics of pathogenicity from EIEC that support its lower level of virulence when it is compared to S. flexneri, and we have shown the importance of dendritic cells (DC) in this process. We studied the conduct of EIEC and S. flexneri when they were in contact with Caco-2 cells and we analyzed the kinetics of the genes expression that was involved in the spread and invasion of the bacteria. In general, all genes were expressed less in EIEC, as demonstrated by the phenotype of the bacterial spread, where EIEC was less efficient than Shigella. We also analyzed the modulation of the inflammatory response by the murine intestinal dendritic cells by the production of cytokine, expression of co-stimulators molecules and antigens presentation, after the interaction of the cells with the bacteria. The results showed that EIEC induces a response that protects the host while Shigella manipulate the host intestinal innate and adaptive immune system and it probably over-stimulates the adaptive immune system which could let the disease worse. The integrated actions of Caco-2 cells, dendritic cells and bacterial stimulus, were studied in a co-culture cell. We observed that EIEC and its secreted proteins induce the migration of the DCs to the apical compartment of the co-culture; nothing was observed related to Shigella. We also evaluated the concentrations of the inflammatory cytokines at the infective micro environment that was formed. The cytokine TNF-α, as CCL20 and MCP-1 were more prominent after been stimulated with EIEC, a fact that could partially explain the migration of DCs to the apical side of the co-culture after the stimulus with EIEC and its secreted proteins. Our experimental evidence shows that the disease triggered by the EIEC is more restricted at a definite infection place, which means that it is not capable of disseminating beyond a certain point to extend the tissue\'s injury and let it worsen, as Shigella do. This phenomenon can be associated with the lower level of expression of its virulence factors and to the immune response induced in the infection site, what could finally lead to the eradication of the disease.

Orientador: Marcelo Palma Sircili / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T15:41:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Higa_JulianaSuyama_M.pdf: 2740628 bytes, checksum: 20ced0f2848628f2541d4313632cfc0b (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Escherichia coli (E.coli) enteropatogênica (EPEC), é um dos agentes causadores de diarreia em crianças, principalmente em países em desenvolvimento. EPEC pode ser dividida em típica (tEPEC) ou atípica (aEPEC) pela presença ou ausência do plasmídeo EAF, respectivamente e, mais precisamente pela expressão da fímbria Bfp. Uma característica de EPEC é a capacidade de causar uma lesão histopatológica denominada "attaching and effacing" (lesão A/E) no epitélio intestinal e os genes responsáveis pela formação da lesão A/E estão localizados na ilha de patogenicidade LEE (locus of enterocyte effacement). Outra característica de EPEC é a formação de microcolônias que possibilitam a formação de biofilme. Um dos mecanismos de regulação da formação de biofilme envolve a molécula sinalizadora Bis-(3'-5')-monofosfato de guanosina cíclico (c-di-GMP), um mensageiro secundário universal em bactérias que está envolvido na regulação de uma grande variedade de processos celulares. Para exercer sua função, c-di-GMP precisa se ligar e alterar alostericamente a estrutura de uma molécula efetora. Um dos receptores conhecidos para c-di-GMP é YcgR, uma proteína de domínio PilZ que possui um sítio de ligação para c-di-GMP e está envolvida diretamente na regulação do movimento flagelar através da ligação do complexo YcgR-c-di-GMP às proteínas da base do motor flagelar. Existem poucos dados na literatura sobre as funções de YcgR, todos focados apenas no seu papel na regulação da motilidade. Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de YcgR na motilidade, formação de biofilme, adesão e formação de lesão A/E em um amostra de aEPEC do sorotipo O55:H7. O gene ycgR foi deletado da amostra selvagem através da técnica de recombinação homóloga proposta por Datsenko e Wanner (2000). A complementação da amostra mutante foi realizada através da clonagem do gene ycgR no plasmídeo de expressão pBAD Myc HisA. Os resultados obtidos indicam que a deleção do gene ycgR reduz a motilidade e aumenta a formação do biofilme inicial na amostra O55:H7. Além disso, a adesão em células epiteliais e a formação da lesão A/E também foram reduzidas em comparação à amostra selvagem. Os resultados fenotípicos corroboram os observados na análise transcricional dos genes eae, ler e espA, que participam da formação da lesão A/E, e dos genes bscA, fimA e csgD, envolvidos na formação do biofilme inicial. Com exceção do gene csgD que apresentou um aumento na transcrição na amostra mutante, todos os outros genes avaliados apresentaram uma menor transcrição em relação à amostra selvagem. Poucos trabalhos na literatura demonstram o papel do mensageiro secundário em amostras de E. coli patogênicas, assim, estes resultados são os primeiros descritos para uma amostra de aEPEC e possibilitam que no futuro novos estudos possam analisar com mais detalhes a participação de c-di-GMP na regulação de fatores de virulência não só de aEPEC mas também de outras E.coli patogênicas / Abstract: Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is a causative agent of diarrhea in children, especially in developing countries. EPEC can be categorized in 2 subgroups termed typical (tEPEC) or atypical (aEPEC) by the presence or absence of the EAF plasmid respectively, and more precisely by the expression of the Bfp fimbriae. One characteristic of EPEC is the ability to cause a histopathological lesion on epithelial cells called "attaching and effacing" (A/E lesion). The genes responsible for the production of the A/E lesion are encoded in a pathogenicity island named "locus of enterocyte effacement" (LEE). Another feature of EPEC is the formation of microcolonies, which allow biofilm formation. One of the regulation mechanisms of biofilm formation involves the signaling molecule bis- (3'-5') cyclic guanosine monophosphate (c-di-GMP), a ubiquitous second messenger in bacteria that participates in the regulation of a wide variety of cellular processes. To perform its function, c-di-GMP needs to bind and alter allosterically the structure of an effector molecule. One of the known (many?) receptors for c-di-GMP is YcgR, a Pilz domain protein that has a c-di-GMP binding site and is involved directly in the regulation of flagellar movement through the binding of the YcgR-c-di-GMP complex to flagellar motor proteins. There are few published data on the YcgR functions and they focus mainly on the role of the YcgR in motility regulation. The aim of this study was to evaluate the influence of YcgR in motility, biofilm formation, adhesion and A/E lesion formation in an aEPEC strain serotype O55:H7. ycgR gene deletion was performed by homologous recombination as proposed by Datsenko and Wanner (2000). Complementation of O55:H7 mutant strain was achieved by cloning ycgR in pBAD/Myc-HisA plasmid. The results indicate that the deletion of ycgR gene decreases the motility and increases the formation of initial biofilm on O55:H7 strain. Moreover, the adhesion on epithelial cells and the A/E lesion formation were also diminished in comparision to the wild type strain. The phenotypic results are consistent with the transcriptional analysis of eae, ler and espA genes involved in A/E lesion formation, and of bcsA, fimA and csgD genes involved in the initial steps of biofilm formation. With the exception of csgD gene that showed an increased transcription level in the mutant strain, all other analysed genes showed a decrease in transcription when compared to the wild type strain. Few studies demonstrate the role of a second messenger molecule in Escherichia coli pathogenic samples, and therefore, these results are the first report in this regard for an aEPEC strain. This work should encourage further studies in order to analyze in more detail the involvement of c-di GMP in the regulation of virulence factors not only in aEPEC, but also in other pathogenic Escherichia coli pathotypes / Mestrado / Microbiologia / Mestra em Genética e Biologia Molecular

Fímbrias do tipo IV estão associadas a diversos fenótipos em bactérias gram-negativas, e o presente estudo consistiu na caracterização da fímbria Pil e investigação de seu papel na adesão bacteriana de isolados de EPEC atípica. Por PCR e RT-PCR foram investigadas a presença e a funcionalidade do operon Pil e os resultados demonstraram que este está sendo transcrito somente nos isolados BA558 e BA956. Os genes pilS e pilV foram clonados em vetor de expressão para obtenção das proteínas Pil recombinantes e produção de anticorpos policlonais. A análise qualitativa dos testes de inibição da adesão utilizando os soros anti-PilS e anti-PilV juntos demonstraram que o isolado BA558 apresentou mudança de fenótipo de adesão. Esses resultados nos permitem concluir que o operon Pil está funcional em BA558 e BA956, e a expressão da fímbria Pil nessas cepas não está relacionada à formação de biofilme e autoagregação, porém a proteína fimbrial PilS juntamente com a adesina PilV parecem exercer uma função acessória importante na interação de BA558 às células HEp-2. / Type IV fimbriae are associated with several phenotypes in gram-negative bacteria. The aim of this study was the characterization of the Pil fimbria and its role in the interaction of atypical EPEC isolates in bacterial adhesion. Using PCR and RT-PCR, we investigated the presence and functionality of the pil operon genes. The results showed that these genes are transcribed only in the BA558 and BA956 isolates. The pilS and pilV genes were cloned into an expression vector for recombinant proteins and polyclonal antibodies production. Qualitative analysis of the adherence inhibition assays using both rabbit sera changed to localized-like the phenotype of BA558 isolate adhesion. Together, these results allow us to conclude that the Pil operon is functional only in the BA558 and BA956 isolates and that the expression of Pil fimbriae in aEPEC is not related to biofilm formation and autoaggregation but, the fimbrial PilS protein together with PilV adhesin seem to play an important accessory function in the interaction between the BA558 and epithelial cells in vitro.