Yes / Aims: The rapidly growing industrial and medical use of nanomaterials, especially zinc oxide and titanium dioxide, has led to growing concerns about their toxicity. Accordingly, the intrinsic genotoxic and cytotoxic potential of these nanoparticles have been evaluated. Materials & methods: Using a HEp-2 cell line, cytotoxicity was tested along with mitochondrial activity and neutral red uptake assays. The genotoxic potential was determined using the Comet and the cytokinesis-blocked micronucleus assays. In addition,tyrosine phosphorylation events were investigated. Results & conclusion: We found concentration- and time-dependent cytotoxicity and an increase in DNA and cytogenetic damage with increasing nanoparticle concentrations. Mainly for zinc oxide, genotoxicity was clearly associated with an increase in tyrosine phosphorylation. Our results suggest that both types of nanoparticles can be genotoxic over a range of concentrations without being cytotoxic. / Embargo ended 3/11/ 2011

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A ocorrência de fenótipos multirresistentes de Corynebacterium pseudodiphtheriticum e sua associação a infecções graves, com elevada mortalidade em pacientes imunocomprometidos, aliados ao escasso conhecimento da virulência e patogenia destas infecções, motivou esta pesquisa, que teve como objetivo investigar mecanismos de virulência e resistência microbiana deste agente entre pacientes de um hospital universitário brasileiro. Um total de 113 amostras de C. pseudodiphtheriticum identificadas por métodos bioquímicos convencionais e sistema API-Coryne isoladas de pacientes de diferentes grupos etários. Os micro-organismos eram, em sua maioria, relacionados a infecções no trato respiratório (27,45%), urinário (29,20%) e sitios intravenosos (18,60%) e cerca de 32,70% das amostras foram provenientes de pacientes com pelo menos uma das condições predisponentes: insuficiência renal; transplante renal, tuberculose em paciente HIV+, câncer, cirrose hepática, hemodiálise e uso de cateter. As amostras testadas revelaram-se multirresistentes sendo a maioria resistente à oxacilina, eritromicina e clindamicina. A adesão das cepas ao poliestireno e ao poliuretano indicou o envolvimento de hidrofobicidade da superfície celular na fase inicial da formação de biofilmes. O crescimento subsequente conduziu à formação de microcolônias, agregados bacterianos densos incorporados na matriz exopolimérica rodeada por espaços vazios, típica de biofilmes maduros. Adicionalmente, a interação do micro-organismo com fibrinogênio e fibronectina humana indica o envolvimento destes componentes séricos na formação de biofilme, sugerindo a participação de diferentes adesinas neste processo e a capacidade deste agente formar biofilme in vivo. A afinidade por esses componentes e a formação de biofilme podem contribuir para o estabelecimento e disseminação da infecção no hospedeiro. Adicionalmente, as cepas de C. pseudodiphtheriticum isoladas de pacientes com infecções localizadas (ATCC10700/Pharyngitis) e sistêmicas (HHC1507/Bacteremia) exibiram um padrão de aderência agregativa-like a células HEp-2, caracterizado por aglomerados de bactérias com aparência de um "empilhado de tijolos". Através do teste FAS e ensaios de interação na presença de inibidores de citoesqueleto, demonstramos o envolvimento da polimerização de actina na internalização das cepas testadas. A internalização bacteriana e rearranjo do citoesqueleto pareceu ser parcialmente desencadeado pela ativação da tirosina-quinase. Finalmente, C. pseudodiphtheriticum foi capaz de sobreviver no ambiente intracelular e embora não tenha demonstrado capacidade de replicar intracelularmente, células HEp-2 foram incapazes de eliminar o patógeno completamente no ambiente extracelular no período de 24 horas. Todas as cepas estudadas foram capazes de induzir apoptose em células epiteliais 24 horas pós-infecção evidenciada pelo aumento significativo no número de células mortas e pela ocorrência de alterações nucleares reveladas através dos métodos de coloração pelo azul Trypan, pelo DAPI e microscopia electrônica de transmissão. Alterações morfológicas incluindo a vacuolização, a fragmentação nuclear e a formação de corpos apoptóticos foram observadas neste período. A citometria de fluxo demonstrou ainda uma diminuição significativa no tamanho das células infectadas e a utilização de dupla marcação (iodeto de propídio / anexina V) permitiu a detecção da ocorrência de necrose e apoptose tardia. Em conclusão, o conhecimento de tais características contribuiu para a compreensão de mecanismos envolvidos no aumento da frequência de infecções graves com elevada mortalidade em pacientes no ambiente hospitalar, por C. pseudodiphtheriticum, um patógeno rotineiramente subestimado em países em desenvolvimento. / The occurrence of multiresistant phenotypes and associated with severe infections, with high mortality in immunocompromised hosts due to Corynebacterium pseudodiphtheriticum, allied to little known about virulence and pathogenesis these infections, led to present investigation. The investigation aims to examine the virulence mechanisms and resistance to antimicrobial agents of C. pseudodiphtheriticum among patients with bacterial infections at a Brazilian teaching hospital. A total of 113 C. pseudodiphtheriticum strains identified by conventional biochemical methods and API-Coryne System were recovered from patients from different age groups. Micro-organisms were mostly related to infections in the respiratory tracts (27.45%), urinary (29.20%) and intravenous sites (18.60%) and approximately 32.70% samples were obtained of patients presenting at least one of the pre-disposing conditions: end-stage renal disease; renal transplant; AIDS and Mycobacterium tuberculosis infection; cancer, hepatic cirrhosis; haemodialysis and catheter use. Antimicrobial susceptibility tests identified multiresistant phenotypes. Most strains were resistant to oxacillin, erythromycin and clindamycin. Adherence to polystyrene and polyurethane indicated the involvement of cell surface hydrophobicity in the initial stage of biofilm formation. Further growth led to the formation of dense bacterial aggregates embedded in the exopolymeric matrix surrounded by voids, typical of mature biofilms. Data also showed C. pseudodiphtheriticum recognizing human fibrinogen (Fbg) and fibronectin (Fn) and involvement of these sera components in biofilm formation in conditioning films. These findings suggest that biofilm formation may be associated with the expression of different adhesins. C. pseudodiphtheriticum may form biofilm in vivo possibly by an adherent biofilm mode of growth in vitro currently demonstrated on hydrophilic and hydrophobic abiotic surfaces. The affinity to Fbg and Fn and the biofilm-forming ability may contribute to the establishment and dissemination of infection caused by C. pseudodiphtheriticum. Additionally, C. pseudodiphtheriticum strains isolated from patients with localized (ATCC10700/Pharyngitis) and systemic (HHC1507/Bacteremia) infections exhibited an aggregative adherence-like pattern to HEp-2 cells characterized by clumps of bacteria with a stacked-brick appearance. The fluorescent actin staining test demonstrated that actin polymerization is involved in the internalization of the C. pseudodiphtheriticum strains. Bacterial internalization and cytoskeletal rearrangement seemed to be partially triggered by the activation of tyrosine kinase activity. Although C. pseudodiphtheriticum strains did not demonstrate an ability to replicate intracellularly, HEp-2 cells were unable to fully clear the pathogen within 24 hours. All samples were able to induce apoptosis in HEp-2 cells 24 h post-infection, evidenced by significant increase in the number of dead cells and nuclear alterations were observed by the Trypan blue assay, DAPI and transmission electron microscopy. Morphological changes in HEp-2 cells observed 24 h post-infection included vacuolization, nuclear fragmentation and the formation of apoptotic bodies. Flow cytometry revealed an significant decrease in cell size of infected HEp-2 cells. Furthermore, a double-staining assay using Propidium Iodide/Annexin V gave information about the numbers of vital vs. early apoptotic cells and late apoptotic or secondary necrotic cells. In conclusion, these characteristics may contribute to understanding of mechanisms involved on increase of severe infection, with high mortality in nosocomial enviroment patients by C. pseudodiphtheriticum, a pathogen usually overlooked in emerging countries.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A ocorrência de fenótipos multirresistentes de Corynebacterium pseudodiphtheriticum e sua associação a infecções graves, com elevada mortalidade em pacientes imunocomprometidos, aliados ao escasso conhecimento da virulência e patogenia destas infecções, motivou esta pesquisa, que teve como objetivo investigar mecanismos de virulência e resistência microbiana deste agente entre pacientes de um hospital universitário brasileiro. Um total de 113 amostras de C. pseudodiphtheriticum identificadas por métodos bioquímicos convencionais e sistema API-Coryne isoladas de pacientes de diferentes grupos etários. Os micro-organismos eram, em sua maioria, relacionados a infecções no trato respiratório (27,45%), urinário (29,20%) e sitios intravenosos (18,60%) e cerca de 32,70% das amostras foram provenientes de pacientes com pelo menos uma das condições predisponentes: insuficiência renal; transplante renal, tuberculose em paciente HIV+, câncer, cirrose hepática, hemodiálise e uso de cateter. As amostras testadas revelaram-se multirresistentes sendo a maioria resistente à oxacilina, eritromicina e clindamicina. A adesão das cepas ao poliestireno e ao poliuretano indicou o envolvimento de hidrofobicidade da superfície celular na fase inicial da formação de biofilmes. O crescimento subsequente conduziu à formação de microcolônias, agregados bacterianos densos incorporados na matriz exopolimérica rodeada por espaços vazios, típica de biofilmes maduros. Adicionalmente, a interação do micro-organismo com fibrinogênio e fibronectina humana indica o envolvimento destes componentes séricos na formação de biofilme, sugerindo a participação de diferentes adesinas neste processo e a capacidade deste agente formar biofilme in vivo. A afinidade por esses componentes e a formação de biofilme podem contribuir para o estabelecimento e disseminação da infecção no hospedeiro. Adicionalmente, as cepas de C. pseudodiphtheriticum isoladas de pacientes com infecções localizadas (ATCC10700/Pharyngitis) e sistêmicas (HHC1507/Bacteremia) exibiram um padrão de aderência agregativa-like a células HEp-2, caracterizado por aglomerados de bactérias com aparência de um "empilhado de tijolos". Através do teste FAS e ensaios de interação na presença de inibidores de citoesqueleto, demonstramos o envolvimento da polimerização de actina na internalização das cepas testadas. A internalização bacteriana e rearranjo do citoesqueleto pareceu ser parcialmente desencadeado pela ativação da tirosina-quinase. Finalmente, C. pseudodiphtheriticum foi capaz de sobreviver no ambiente intracelular e embora não tenha demonstrado capacidade de replicar intracelularmente, células HEp-2 foram incapazes de eliminar o patógeno completamente no ambiente extracelular no período de 24 horas. Todas as cepas estudadas foram capazes de induzir apoptose em células epiteliais 24 horas pós-infecção evidenciada pelo aumento significativo no número de células mortas e pela ocorrência de alterações nucleares reveladas através dos métodos de coloração pelo azul Trypan, pelo DAPI e microscopia electrônica de transmissão. Alterações morfológicas incluindo a vacuolização, a fragmentação nuclear e a formação de corpos apoptóticos foram observadas neste período. A citometria de fluxo demonstrou ainda uma diminuição significativa no tamanho das células infectadas e a utilização de dupla marcação (iodeto de propídio / anexina V) permitiu a detecção da ocorrência de necrose e apoptose tardia. Em conclusão, o conhecimento de tais características contribuiu para a compreensão de mecanismos envolvidos no aumento da frequência de infecções graves com elevada mortalidade em pacientes no ambiente hospitalar, por C. pseudodiphtheriticum, um patógeno rotineiramente subestimado em países em desenvolvimento. / The occurrence of multiresistant phenotypes and associated with severe infections, with high mortality in immunocompromised hosts due to Corynebacterium pseudodiphtheriticum, allied to little known about virulence and pathogenesis these infections, led to present investigation. The investigation aims to examine the virulence mechanisms and resistance to antimicrobial agents of C. pseudodiphtheriticum among patients with bacterial infections at a Brazilian teaching hospital. A total of 113 C. pseudodiphtheriticum strains identified by conventional biochemical methods and API-Coryne System were recovered from patients from different age groups. Micro-organisms were mostly related to infections in the respiratory tracts (27.45%), urinary (29.20%) and intravenous sites (18.60%) and approximately 32.70% samples were obtained of patients presenting at least one of the pre-disposing conditions: end-stage renal disease; renal transplant; AIDS and Mycobacterium tuberculosis infection; cancer, hepatic cirrhosis; haemodialysis and catheter use. Antimicrobial susceptibility tests identified multiresistant phenotypes. Most strains were resistant to oxacillin, erythromycin and clindamycin. Adherence to polystyrene and polyurethane indicated the involvement of cell surface hydrophobicity in the initial stage of biofilm formation. Further growth led to the formation of dense bacterial aggregates embedded in the exopolymeric matrix surrounded by voids, typical of mature biofilms. Data also showed C. pseudodiphtheriticum recognizing human fibrinogen (Fbg) and fibronectin (Fn) and involvement of these sera components in biofilm formation in conditioning films. These findings suggest that biofilm formation may be associated with the expression of different adhesins. C. pseudodiphtheriticum may form biofilm in vivo possibly by an adherent biofilm mode of growth in vitro currently demonstrated on hydrophilic and hydrophobic abiotic surfaces. The affinity to Fbg and Fn and the biofilm-forming ability may contribute to the establishment and dissemination of infection caused by C. pseudodiphtheriticum. Additionally, C. pseudodiphtheriticum strains isolated from patients with localized (ATCC10700/Pharyngitis) and systemic (HHC1507/Bacteremia) infections exhibited an aggregative adherence-like pattern to HEp-2 cells characterized by clumps of bacteria with a stacked-brick appearance. The fluorescent actin staining test demonstrated that actin polymerization is involved in the internalization of the C. pseudodiphtheriticum strains. Bacterial internalization and cytoskeletal rearrangement seemed to be partially triggered by the activation of tyrosine kinase activity. Although C. pseudodiphtheriticum strains did not demonstrate an ability to replicate intracellularly, HEp-2 cells were unable to fully clear the pathogen within 24 hours. All samples were able to induce apoptosis in HEp-2 cells 24 h post-infection, evidenced by significant increase in the number of dead cells and nuclear alterations were observed by the Trypan blue assay, DAPI and transmission electron microscopy. Morphological changes in HEp-2 cells observed 24 h post-infection included vacuolization, nuclear fragmentation and the formation of apoptotic bodies. Flow cytometry revealed an significant decrease in cell size of infected HEp-2 cells. Furthermore, a double-staining assay using Propidium Iodide/Annexin V gave information about the numbers of vital vs. early apoptotic cells and late apoptotic or secondary necrotic cells. In conclusion, these characteristics may contribute to understanding of mechanisms involved on increase of severe infection, with high mortality in nosocomial enviroment patients by C. pseudodiphtheriticum, a pathogen usually overlooked in emerging countries.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:25:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese Jozelia rego.pdf: 289983 bytes, checksum: 81f90ad780122cbecb664ab66f6306c0 (MD5) Previous issue date: 2009-12-17 / Autoimmune diseases are a clinical syndrome caused by the activation of T and/or B cells. They are multifactorial in nature and characterized by the presence of autoantibodies directed against cellular components. These autoantibodies can act as diagnostic markers or as predictors for these diseases. The ANA test is a very useful tool in the investigation of autoimmune diseases. OBJECTIVES: a) establishing a correlation between clinical diagnoses and fluorescence patterns in ANA tests on HEp-2 cells; b) determining the frequency of fluorescence patterns; c) establishing a correlation between clinical diagnosis and fluorescence titers; d) establishing possible correlations of changes in fluorescence patterns. CASES AND METHODS: All the ANA requests sent to the Immunorheumatology Laboratory of the Teaching Hospital of the Federal University of Goias, from January / 2000 to December / 2007 were analyzed and those with positive results were selected. For the ANA research, the investigator used the IFI technique and HEp-2 cells as substrate. To classify the fluorescence patterns decision trees proposed by the Brazilian Consensus for Standardization of ANA in HEp-2 cells were used. RESULTS: Among the 8,631 ANA requests, 1,167 presented positive results (13,52%). These positive tests were divided into two groups: Group I (tests requested in one occasion) and Group II (tests requested in more than one occasion). In Group I, nuclear patterns were more prevalent (89,41%). Speckled nuclear patterns were seen more frequently (78,81%), with special notice to fine speckled nuclear patterns (32,74%), coarse speckled nuclear patterns (29,86%) and fine dense speckled nuclear patterns (9,79%). Among the clinical diagnoses, rheumatic autoimmune diseases were the most prevalent (59,87%) and they correlated mostly with speckled nuclear patterns. A positive ANA was noted in 216 cases (34,67%) of non-immune conditions and in 22 cases (3,53%) of undetermined diagnosis. Cases with moderate (1:160) and high (1:640 and > 1:640) titers presented a high association with autoimmune diseases (54,25%; 73,23%; 83,91%, respectively). In Group II, the analytic clinical diagnosis and fluorescence titer factors showed a significant association with the change in the fluorescence pattern. CONCLUSIONS: 1) ANA was found to be positive in autoimmune (61,80%) and in non-autoimmune diseases (34,67%). 2) The most frequently found positive ANA correlation was seen with a diagnosis of lupus erythematosus (38,04%), mainly with coarse speckled nuclear pattern (32,91%), fine speckled nuclear pattern (25,73%), homogeneous nuclear pattern (19,40%) and fine dense speckled nuclear pattern (10,12%). 3) Nuclear patterns were more frequently found (89,41%), and among them, speckled patterns were prevalent (78,81%). 4) Low titers can be found in rheumatic autoimmune diseases and, therefore, can not be interpreted as an exclusion criteria for autoimmune disease, as long as there are clinical indications. 5) High titers can be found in non-autoimmune diseases and, therefore, can not be interpreted as specific to autoimmune diseases. 6) When the ANA test was requested in more than one occasion for the same patient, the clinical diagnosis (especially SLE) and the fluorescence titer (1:40 and 1:160) showed an association with the change of the fluorescence pattern. 7) A correct valuation of the ANA test should associate information from positive results to the clinical history and the physical examination of the patient when they are suggestive of an autoimmune disease, most notably, of rheumatic autoimmune diseases / As doenças autoimunes são síndromes clínicas causadas pela ativação de células T e/ou B, de origem multifatorial, caracterizadas pela presença de autoanticorpos dirigidos contra componentes celulares. Os autoanticorpos podem atuar como marcadores diagnósticos ou como marcadores preditores destas doenças. O teste de FAN é um exame útil na investigação de doenças autoimunes. OBJETIVOS: a) verificar a correlação entre os diagnósticos clínicos e os padrões de fluorescência na pesquisa de FAN em células HEp-2; b) determinar a freqüência dos padrões de fluorescência; c) verificar a correlação entre os diagnósticos clínicos e os títulos de fluorescência; d) verificar as possíveis correlações da mudança dos padrões de fluorescência. CASUÍSTICA E MÉTODOS: Foram analisadas todas as solicitações de FAN encaminhadas ao Laboratório de Imuno-Reumatologia do Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Goiás, durante o período de jan./ 2000 a dez./ 2007, e selecionadas as solicitações com resultados positivos. A pesquisa do FAN foi realizada pela técnica de IFI, utilizando-se como substrato células HEp-2. Para a classificação dos padrões de fluorescência utilizou-se as árvores de classificação definidas pelo I Consenso Nacional para padronização dos laudos de FAN em células HEp-2. RESULTADOS: Das 8631 solicitações de FAN, 1167 apresentaram resultados positivos (13,52%). Os testes positivos foram divididos em dois grupos: Grupo I (exames solicitados em uma ocasião) e Grupo II (exames solicitados em mais de uma ocasião). No Grupo I, os padrões encontrados em maior freqüência foram os nucleares (89,41%). Os padrões nucleares pontilhados foram observados em maior freqüência (78,81%), destacando-se os padrões nuclear pontilhado fino (32,74%), nuclear pontilhado grosso (29,86%) e nuclear pontilhado fino denso (9,79%). Dentre os diagnósticos clínicos descritos, as doenças autoimunes reumáticas foram observadas em maior freqüência (59,87%) e correlacionaram-se, principalmente, com os padrões nucleares pontilhados. FAN positivo foi observado em 216 casos (34,67%) de situações não-autoimunes e em 22 casos (3,53%) de diagnóstico não definido. Os casos com títulos moderados (1:160) e elevados (1:640 e > 1:640) apresentaram maior associação com enfermidades autoimunes (54,25%; 73,23%; 83,91%, respectivamente). No Grupo II, os fatores analíticos diagnóstico clínico e título de fluorescência mostraram associação significativa com a mudança do padrão de fluorescência. CONCLUSÕES: 1) A positividade do teste de FAN foi observada em doenças autoimunes (61,80%) e em doenças não-autoimunes (34,67%). 2) A correlação mais freqüente do FAN positivo foi observada com o diagnóstico de lupus eritematoso (38,04%), principalmente com os padrões nuclear pontilhado grosso (32,91%), nuclear pontilhado fino (25,73%), nuclear homogêneo (19,40%) e nuclear pontilhado fino denso (10,12%). 3) Os padrões nucleares foram observados em maior freqüência (89,41%), sendo os pontilhados os mais comuns (78,81%). 4) Títulos baixos podem ser encontrados em doenças autoimunes reumáticas e, portanto, não devem ser interpretados como critério para exclusão de doença autoimune, desde que exista suspeita clínica. 5) Títulos altos podem ser encontrados em doenças não-autoimunes e, portanto, não devem ser interpretados como específicos de doença autoimune. 6) Quando o teste de FAN foi solicitado em mais de uma ocasião, para o mesmo paciente, o diagnóstico clínico (principalmente de LES) e o título de fluorescência (1:40 e 1:160) mostraram associação com a mudança do padrão de fluorescência. 7) A valorização correta do teste de FAN deve associar as informações fornecidas pelo resultado positivo à história clínica e exame físico do paciente, quando sugestivos de doença autoimune, principalmente de doenças autoimunes reumáticas.

A constant flow of various pathogens enters the respiratory system on daily basis through the involuntary mechanism of breathing. Respiratory viral infections are common yet can be fatal in vulnerable populations. Respiratory syncytial virus (RSV) is one of the first and most common viruses that the human population acquire in the first two years of life. Despite the ability of most infants to recover from a RSV infection, many require hospitalization and, in few cases, die from such an infection. The pattern of seasonality of respiratory viruses also applies to RSV. In this work the temperature dependence of infectivity was studied in Hep-2 cells infected with RSV that had been incubated with bronchoalveolar lavage (BAL) fluid. The results indicate a temperature dependence of infectivity. Inhibition of the viral infectivity was observed at three different temperatures 37 ̊C, 40 ̊C and 42 ̊C. The inhibition appears to be linked to the appearance of large agglutinates that appear to reduce the infectivity of RSV. Such a study found that viral neutralization is dependent on a temperature-dependent agglutination reaction. The causality of agglutination formation requires further investigation in order to conclusively confirm the immunological component(s) of this reaction, and how temperature is contributing to this reaction.

No / Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) are considered to be extracellular pathogens, inducing attaching and effacing lesions following their attachment to the surface of eukaryotic cells; however, in vitro and in vivo invasion by EPEC has been reported in several studies. A cloned 4.6 kb fragment of EPEC plasmid pLV501 has been shown to facilitate invasion of E. coli K-12, and here we further investigate the nature of this process. Two of the three complete open reading frames contained within the plasmid fragment have been cloned to E. coli, and in HEp-2 adherence assays both tniA2 and pecM were shown to be expressed during the first 3 h of infection from a plac promoter. Escherichia coli transformants carrying pecM alone or in combination with tniA2 were able to both survive intracellularly and escape eukaryotic cells to re-establish themselves within the medium, whereas those bacterial cells carrying tniA2 alone could not be isolated from within HEp-2 cells after 24 h of infection, but were present in the previously sterile medium surrounding the cells. Bacteria carrying pecM and tniA2 adhered to HEp-2 cells with sites of adhesion characterized by underlying actin polymerization. The invasive potential conferred by these genes may give EPEC strains a survival advantage during prolonged infection.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae / Corynebacterium diphtheriae have been isolated from classical diphtheria and systemic infections such as endocarditis. Fibrinogen (Fbn) and fibronectin (Fn) are high molecular-weight glycoproteins that may be found in extracellular matrix of connective tissues. Their influence in the pathogenesis of local and in invasive C. diphtheriae infection is object of interest due to the fact that diphtheria bacilli is recovered from lesions where such proteins are predominant, including pharyngeal pseudomembrane and valve heart vegetations in infectious endocarditis. There is growing evidence that C. diphtheriae may adhere to and be internalized by cells in culture. The present study investigated the participation of C. diphtheriae strains and 67-72p, a surface protein, in adherence to human plasma Fn, Fbn, erythrocytes, adherence to and internalization by HEp-2 cells. The participation of 67-72p in promoting cell death was evaluated by the Trypan blue, DAPI staining methods, methylthiazole tetrazolium (MTT) reduction assay and flow cytometry. The 67-72p was extracted from C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 toxigenic strain, by mechanical process and ammonium sulfate fractionation. SDS-PAGE and immunoblotting analysis detected the polypeptide bands of 67 and 72 kDa in all toxigenic and nontoxigenic strains from both sucrose-fermenting and non-fermenting biotypes. Diphtheria bacilli were capable to both form bacterial aggregates in rabbit plasma and to convert Fbn to fibrin independently to the presence of tox gene, albeit the ATCC 27010 (tox-) strain was less adherent to Fbn than the parental strain ATCC 27012 (tox+). Bacteria-erythrocytes interaction was inhibited only by Fn. Interactions of Fn and/or Fbn with 67-72p were demonstrated by dot blotting, ELISA and/or fluorescence assays. Bacteria-Fbn interaction was inhibited by 67-72p, indicating that 67-72p may participate in the adhesion of the pathogen to host tissues. The interaction of HEp-2 cells with 67-72p-adsorbed latex microspheres was demonstrated by light microscopy. Rabbit IgG anti 67-72p was shown to interfere with diffuse adherence phenotype to HEp-2 cells displayed by CDC-E8392, but not by other phenotypes. Transmission electron microscopy (TEM) and the inhibition of bacterial internalization by anti 67-72p IgG and 67-72p indicated the role of 67-72p as invasin. Cytoskeletal accumulation of polymerized actin in HEp-2 cells induced by 67-72p-microspheres was observed by the fluorescent actin staining (FAS) test. Fn enhanced the intracellular viability of all strains tested. The presence of 67-72p-latex particles inside spacious vacuoles (SV) in HEp-2 cells, suggested a citotoxic effect of these proteins. Evaluation by the Trypan blue staining method, 4,6-Diamidine-2-phenylindole dihydrochloride DAPI and the 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) reduction assay showed a significant decrease in viability of HEp-2 cells treated with 0.2 mg/ml 67-72p. Morphological changes in HEp-2 cells (vacuolization, nuclear fragmentation, and the formation of apoptotic bodies) was observed after 3 h post-treatment with 67-72p. Flow cytometry revealed a 15.13% reduction apoptotic volume of HEp-2 cells treated with 0.2 mg/ml 67-72p. Moreover, a double-staining assay using Propidium Iodide (PI)/Annexin V (AV) demonstrated the numbers of vital (PI-/AV-) (66.1%) vs. early apoptotic (PI-/AV+) (16.6%) cells and late apoptotic or secondary necrotic cells (PI+/AV+) (13.8%). In conclusion, the 67-72p are directly implicated in C. diphtheriae interaction with Fn and Fbn. The non-fimbrial Fn/Fbn binding 67-72p are hemagglutinins directly implicated in adherence to and internalization by respiratory epithelial cells. Moreover, 67-72p may act as a potential virulence factor to induce apoptosis of epithelial cells in the early stages of diphtheria and C. diphtheriae invasive infection

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A célula epitelial é o primeiro contato entre os micro-organismos e o hospedeiro. Essa interação pode levar a produção de diversas citocinas, quimiocinas, moléculas inflamatórias e também estimular a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO). Neste trabalho avaliamos se a interação com as células HEp-2 poderia ser genotóxica para os mutantes derivados de Escherichia coli K-12 deficientes em algumas enzimas que fazem parte do sistema de reparo por excisão de base (BER). Além disto, avaliamos a expressão do sistema SOS, que é induzido pela presença de danos no genoma bacteriano. Os resultados obtidos mostraram a presença de filamentos, na interação com células HEp-2, principalmente, no mutante xthA (BW9091) e no triplo mutante xthA nfo nth (BW535). Quando a interação foi quantificada na ausência da D-manose, observamos um aumento das bactérias aderidas. Além disto, a quantidade e o tamanho dos filamentos também aumentaram, mostrando que as adesinas manose-sensíveis estavam envolvidas na filamentação bacteriana. Para comprovar se o aumento da filamentação observada neste ensaio foram uma consequência da indução do sistema SOS, desencadeada pela interação com as células HEp-2, quantificamos a expressão do SOS, na presença e na ausência da D-manose. De fato, observamos que a indução do SOS na ausência da D-manose foi maior, quando comparada, com o ensaio realizado na presença de D-manose. Além disto, observamos que a ausência de xthA foi importante para o aumento da filamentação observada na ausência de D-manose. Diante destes resultados, verificamos se a resposta de filamentação ocorreria quando as bactérias interagiam com uma superfície abiótica como o vidro. Observamos também inúmeros filamentos nos mutantes BER, BW9091 e BW535, quando comparados a cepa selvagem AB1157. Essa filamentação foi associada à indução do SOS, em resposta a interação das bactérias com o vidro. Em parte a filamentação e a indução do SOS observadas na interação ao vidro, foram associadas à produção de ERO. Quantificamos também o número de bactérias aderidas e observamos que as nossas cepas formavam biofilmes moderados. Contudo, a formação de biofilme dependia da capacidade da bactéria induzir o sistema SOS, tanto em aerobiose como em anaerobiose. A tensão do oxigênio foi importante para interação dos mutantes BER, uma vez que os mutantes BW9091 e BW535 apresentaram uma quantidade de bactérias aderidas menor em anaerobiose. Contudo, a diminuição observada não estava vinculada a morte dos mutantes BER. Também realizamos microscopia de varredura na cepa selvagem e nos mutantes, BW9091 e BW535 e confirmamos que as três cepas formavam biofilmes tanto em aerobiose como em anaerobiose. Observamos uma estrutura sugestiva de matriz extracelular envolvendo os biofilmes da cepa selvagem AB1157 e do mutante BW9091. No entanto, a formação desta estrutura por ambas as cepas dependia da tensão de oxigênio, pois nos biofilmes formados em anaerobiose essa estrutura estava ausente. Em conclusão, mostramos que na interação das bactérias com a superfície biótica e abiótica, ocorreu lesão no genoma, com indução do SOS e a resposta de filamentação associada. / The epithelial cell is the first contact between microorganisms and host. This interaction results in production of several cytokines, chemokines, and inflammatory molecules by epithelial cells and also stimulate the generation of reactive oxygen species (ROS). In the present study, we have evaluated whether the interaction to HEp-2 cells causes genotoxicity to mutants derived from Escherichia coli K-12 deficient in some enzymes that are part of the system of base excision repair (BER). Moreover, we measured the expression of SOS system, which is induced by the presence of damage to the bacterial genome. Our results showed mainly presence of filamentous bacterial growth in xthA mutant (BW9091) and triple xthA nfo nth mutant (BW535) when submitted to HEp-2 cells interaction assays. When experiments were performed in the absence of mannose, data showed enhanced interaction of viable bacteria to HEp-2 cells for all strains tested. Furthermore, the removal of D-mannose resulted in an increase in both number and size of bacterial filamentous forms, indicating the involvement of mannose-sensitive adhesins in the filamentation of these strains. In order to verify whether the increased filamentation growth in this assay was a consequence of SOS induction, triggered by interaction to HEp-2 cells, we measured expression of SOS in the presence and absence of D-mannose. Indeed, we observed higher expression of SOS response in the absence of mannose than in experiments performed in the presence of D-mannose. Moreover, we observed that the absence of xthA was important to filamentation increasing in absence of D-mannose. Based on these results, we verified if interaction to abiotic surfaces, like glass, could lead to filamentation of these strains. We also observed numerous filaments in BER mutants, BW9091 and BW535, when compared to wild-type strain AB1157. The filamentation observed was a consequence of SOS induction, triggered by attachment to the glass surface. In part, the filamentation and SOS induction observed in these experiments were related to ROS production. We also quantified interacted bacterial cells and it was observed moderated biofilm formation in all strains tested. However, biofilm formation depended on the ability of the bacteria to induce the SOS response, under both aerobic and anaerobic conditions. The oxygen tension was important factor for interaction of the BER mutants, since these mutants exhibited decreased quantitative adherence under anaerobic conditions. However, this decrease was not related to BER mutants death. Scanning electron microscopy was also performed in the wild-type strain and BER mutants (BW9091 e BW535) and biofilm formation was confirmed under both aerobic and anaerobic conditions. We observed a structure similar to a extracellular matrix which involved biofilms of wild type strain (AB1157) and xthA mutant (BW9091). However, the formation of this structure by both strains depended on the oxygen tension, since biofilm formation, under anaerobiosis condition, did not presented this structure. In conclusion, was provided that bacterial interaction to biotic and abiotic surfaces can lead to damage of bacterial genome, resulting in SOS induction and associated filamentation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae / Corynebacterium diphtheriae have been isolated from classical diphtheria and systemic infections such as endocarditis. Fibrinogen (Fbn) and fibronectin (Fn) are high molecular-weight glycoproteins that may be found in extracellular matrix of connective tissues. Their influence in the pathogenesis of local and in invasive C. diphtheriae infection is object of interest due to the fact that diphtheria bacilli is recovered from lesions where such proteins are predominant, including pharyngeal pseudomembrane and valve heart vegetations in infectious endocarditis. There is growing evidence that C. diphtheriae may adhere to and be internalized by cells in culture. The present study investigated the participation of C. diphtheriae strains and 67-72p, a surface protein, in adherence to human plasma Fn, Fbn, erythrocytes, adherence to and internalization by HEp-2 cells. The participation of 67-72p in promoting cell death was evaluated by the Trypan blue, DAPI staining methods, methylthiazole tetrazolium (MTT) reduction assay and flow cytometry. The 67-72p was extracted from C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 toxigenic strain, by mechanical process and ammonium sulfate fractionation. SDS-PAGE and immunoblotting analysis detected the polypeptide bands of 67 and 72 kDa in all toxigenic and nontoxigenic strains from both sucrose-fermenting and non-fermenting biotypes. Diphtheria bacilli were capable to both form bacterial aggregates in rabbit plasma and to convert Fbn to fibrin independently to the presence of tox gene, albeit the ATCC 27010 (tox-) strain was less adherent to Fbn than the parental strain ATCC 27012 (tox+). Bacteria-erythrocytes interaction was inhibited only by Fn. Interactions of Fn and/or Fbn with 67-72p were demonstrated by dot blotting, ELISA and/or fluorescence assays. Bacteria-Fbn interaction was inhibited by 67-72p, indicating that 67-72p may participate in the adhesion of the pathogen to host tissues. The interaction of HEp-2 cells with 67-72p-adsorbed latex microspheres was demonstrated by light microscopy. Rabbit IgG anti 67-72p was shown to interfere with diffuse adherence phenotype to HEp-2 cells displayed by CDC-E8392, but not by other phenotypes. Transmission electron microscopy (TEM) and the inhibition of bacterial internalization by anti 67-72p IgG and 67-72p indicated the role of 67-72p as invasin. Cytoskeletal accumulation of polymerized actin in HEp-2 cells induced by 67-72p-microspheres was observed by the fluorescent actin staining (FAS) test. Fn enhanced the intracellular viability of all strains tested. The presence of 67-72p-latex particles inside spacious vacuoles (SV) in HEp-2 cells, suggested a citotoxic effect of these proteins. Evaluation by the Trypan blue staining method, 4,6-Diamidine-2-phenylindole dihydrochloride DAPI and the 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) reduction assay showed a significant decrease in viability of HEp-2 cells treated with 0.2 mg/ml 67-72p. Morphological changes in HEp-2 cells (vacuolization, nuclear fragmentation, and the formation of apoptotic bodies) was observed after 3 h post-treatment with 67-72p. Flow cytometry revealed a 15.13% reduction apoptotic volume of HEp-2 cells treated with 0.2 mg/ml 67-72p. Moreover, a double-staining assay using Propidium Iodide (PI)/Annexin V (AV) demonstrated the numbers of vital (PI-/AV-) (66.1%) vs. early apoptotic (PI-/AV+) (16.6%) cells and late apoptotic or secondary necrotic cells (PI+/AV+) (13.8%). In conclusion, the 67-72p are directly implicated in C. diphtheriae interaction with Fn and Fbn. The non-fimbrial Fn/Fbn binding 67-72p are hemagglutinins directly implicated in adherence to and internalization by respiratory epithelial cells. Moreover, 67-72p may act as a potential virulence factor to induce apoptosis of epithelial cells in the early stages of diphtheria and C. diphtheriae invasive infection

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A célula epitelial é o primeiro contato entre os micro-organismos e o hospedeiro. Essa interação pode levar a produção de diversas citocinas, quimiocinas, moléculas inflamatórias e também estimular a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO). Neste trabalho avaliamos se a interação com as células HEp-2 poderia ser genotóxica para os mutantes derivados de Escherichia coli K-12 deficientes em algumas enzimas que fazem parte do sistema de reparo por excisão de base (BER). Além disto, avaliamos a expressão do sistema SOS, que é induzido pela presença de danos no genoma bacteriano. Os resultados obtidos mostraram a presença de filamentos, na interação com células HEp-2, principalmente, no mutante xthA (BW9091) e no triplo mutante xthA nfo nth (BW535). Quando a interação foi quantificada na ausência da D-manose, observamos um aumento das bactérias aderidas. Além disto, a quantidade e o tamanho dos filamentos também aumentaram, mostrando que as adesinas manose-sensíveis estavam envolvidas na filamentação bacteriana. Para comprovar se o aumento da filamentação observada neste ensaio foram uma consequência da indução do sistema SOS, desencadeada pela interação com as células HEp-2, quantificamos a expressão do SOS, na presença e na ausência da D-manose. De fato, observamos que a indução do SOS na ausência da D-manose foi maior, quando comparada, com o ensaio realizado na presença de D-manose. Além disto, observamos que a ausência de xthA foi importante para o aumento da filamentação observada na ausência de D-manose. Diante destes resultados, verificamos se a resposta de filamentação ocorreria quando as bactérias interagiam com uma superfície abiótica como o vidro. Observamos também inúmeros filamentos nos mutantes BER, BW9091 e BW535, quando comparados a cepa selvagem AB1157. Essa filamentação foi associada à indução do SOS, em resposta a interação das bactérias com o vidro. Em parte a filamentação e a indução do SOS observadas na interação ao vidro, foram associadas à produção de ERO. Quantificamos também o número de bactérias aderidas e observamos que as nossas cepas formavam biofilmes moderados. Contudo, a formação de biofilme dependia da capacidade da bactéria induzir o sistema SOS, tanto em aerobiose como em anaerobiose. A tensão do oxigênio foi importante para interação dos mutantes BER, uma vez que os mutantes BW9091 e BW535 apresentaram uma quantidade de bactérias aderidas menor em anaerobiose. Contudo, a diminuição observada não estava vinculada a morte dos mutantes BER. Também realizamos microscopia de varredura na cepa selvagem e nos mutantes, BW9091 e BW535 e confirmamos que as três cepas formavam biofilmes tanto em aerobiose como em anaerobiose. Observamos uma estrutura sugestiva de matriz extracelular envolvendo os biofilmes da cepa selvagem AB1157 e do mutante BW9091. No entanto, a formação desta estrutura por ambas as cepas dependia da tensão de oxigênio, pois nos biofilmes formados em anaerobiose essa estrutura estava ausente. Em conclusão, mostramos que na interação das bactérias com a superfície biótica e abiótica, ocorreu lesão no genoma, com indução do SOS e a resposta de filamentação associada. / The epithelial cell is the first contact between microorganisms and host. This interaction results in production of several cytokines, chemokines, and inflammatory molecules by epithelial cells and also stimulate the generation of reactive oxygen species (ROS). In the present study, we have evaluated whether the interaction to HEp-2 cells causes genotoxicity to mutants derived from Escherichia coli K-12 deficient in some enzymes that are part of the system of base excision repair (BER). Moreover, we measured the expression of SOS system, which is induced by the presence of damage to the bacterial genome. Our results showed mainly presence of filamentous bacterial growth in xthA mutant (BW9091) and triple xthA nfo nth mutant (BW535) when submitted to HEp-2 cells interaction assays. When experiments were performed in the absence of mannose, data showed enhanced interaction of viable bacteria to HEp-2 cells for all strains tested. Furthermore, the removal of D-mannose resulted in an increase in both number and size of bacterial filamentous forms, indicating the involvement of mannose-sensitive adhesins in the filamentation of these strains. In order to verify whether the increased filamentation growth in this assay was a consequence of SOS induction, triggered by interaction to HEp-2 cells, we measured expression of SOS in the presence and absence of D-mannose. Indeed, we observed higher expression of SOS response in the absence of mannose than in experiments performed in the presence of D-mannose. Moreover, we observed that the absence of xthA was important to filamentation increasing in absence of D-mannose. Based on these results, we verified if interaction to abiotic surfaces, like glass, could lead to filamentation of these strains. We also observed numerous filaments in BER mutants, BW9091 and BW535, when compared to wild-type strain AB1157. The filamentation observed was a consequence of SOS induction, triggered by attachment to the glass surface. In part, the filamentation and SOS induction observed in these experiments were related to ROS production. We also quantified interacted bacterial cells and it was observed moderated biofilm formation in all strains tested. However, biofilm formation depended on the ability of the bacteria to induce the SOS response, under both aerobic and anaerobic conditions. The oxygen tension was important factor for interaction of the BER mutants, since these mutants exhibited decreased quantitative adherence under anaerobic conditions. However, this decrease was not related to BER mutants death. Scanning electron microscopy was also performed in the wild-type strain and BER mutants (BW9091 e BW535) and biofilm formation was confirmed under both aerobic and anaerobic conditions. We observed a structure similar to a extracellular matrix which involved biofilms of wild type strain (AB1157) and xthA mutant (BW9091). However, the formation of this structure by both strains depended on the oxygen tension, since biofilm formation, under anaerobiosis condition, did not presented this structure. In conclusion, was provided that bacterial interaction to biotic and abiotic surfaces can lead to damage of bacterial genome, resulting in SOS induction and associated filamentation.