Introdução e objetivos: A produção de beta-lactamases de espectro ampliado (ESBLs) tem sido restrita a espécies do gênero Klebsiella spp. e E. coli, sendo associada a altos índices de resistência, morbidade e mortalidade. Uma vez que os determinantes genéticos para ESBLs (genes blaESBL) são mediados por plasmídios, a sua disseminação para outras espécies de importância médica é considerada uma urgência epidemiológica. Os genes que codificam para ESBLs são mais comumente encontrados em membros da família Enterobacteriaceae, porém, plasmídeos, integrons, e sequências de inserção têm contribuído para o aumento da incidência de genes blaESBL entre outras bactérias Gramnegativas, incluindo Pseudomonas aeruginosa. Infelizmente, uma das maiores dificuldades associada à identificação precoce da produção de ESBL em agentes de infecção hospitalar como Pseudomonas aeruginosa tem sido a padronização de métodos fenotípicos, os quais são afetados por resultados falso-negativos, decorrentes de mecanismos intrínsecos que mascaram a presença destas enzimas (i.e., produção de beta-lactamase AmpC de origem cromossômica). O presente estudo teve como objetivo caracterizar feno e genotipicamente a produção de ESBLs em isolados clínicos de P. aeruginosa recuperados de diferentes hospitais do Estado de São Paulo durante o período de 2004-2008. Materiais e métodos: 35 amostras de P. aeruginosa provenientes de 4 diferentes centros médicos de São Paulo, com perfil de resitência às cefalosporinas de terceira geração, foram submetidas à triagem fenotípica para a produção de ESBL na presença e ausência de inibidores específicos (ácido clavulânico e cloxacilina). A confirmação genotípica foi realizada por PCR e sequenciamento, usando iniciadores para pesquisa dos genes blaCTX-M, blaTEM, blaSHV, blaOXA, blaPER e blaGES, e para o mapeamento de integron Classe 1. A diversidade genética das amostras foi realizada com auxílio do método de ERIC PCR e o índice de similaridade calculado empregando-se o coeficiente de Dice. Resultados e conclusão: Os métodos fenotípicos identificaram 3 cepas produtoras de ESBL, porém, a presença dos genes blaCTX-M e blaOXA-10 foi confirmada em 9 (33%) e 2 (7%) cepas de P. aeruginosa, respectivamente, recuperadas em 3 centros. O mapeamento e seqüenciamento do integron classe 1 encontrado revelou que duas cepas carregam 2 diferentes integrons classe 1 com genes blaCTX-M-2, aac6, e aadA6 de resistência para as cefalosporinas de terceira geração e para aminoglicosídeos. A transferência horizontal dos genes blaESBL não foi confirmada por transformação. Este estudo descreve que o aparecimento e disseminação de genes blaCTX-M em isolados clínicos de P. aeruginosa no Brasil teve sua origem a partir de 2005. Uma vez que ESBLs do tipo CTX-M têm sido amplamente descritas em Enterobactérias, a identificação destes genes em isolados de P. aeruginosa é alarmante e mostra que a mobilização horizontal do gene blaCTX-M entre diferentes gêneros e espécies é uma realidade no Brasil. Os genes que conferem resistência às metilases 16s RNAr não estavam relacionados a cepa de Pseudomonas aeruginosa produtores da enzima ESBL isoladas nas amostras de São Paulo. As cepas de Pseudomonas aeruginosa do presente estudo mostraram vários elementos de mobilização genéticos, como integrons e sequências de inserção, que podem estar participando na disseminação de resistência aos antibióticos beta- lactâmicos de amplo espectro. / Introduction and aim: The production of extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs) has been restricted to Klebsiella spp. and Escherichia coli, being associated with high rates of resistance, morbidity and mortality. Since genetic determinants for ESBLs (blaESBL genes) are mediated by plasmids, the spread to other medical important species is considered an epidemiological urgency. These genes encoding ESBLs are commonly found in members of the Enterobacteriaceae however, plasmids, integrons, and insertion sequences have contributed to the increase in the incidence of blaESBL genes among other gram-negative bacteria, including Pseudomonas aeruginosa. Unfortunately, one of the biggest difficulties associated with the early identification of the production of ESBL in nosocomial agents as Pseudomonas aeruginosa has been the standardization of phenotypic methods, which are affected by false-negative results stemming from intrinsic mechanisms which can mask the presence of these enzymes (i.e., production of chromosomal beta-lactamase AmpC). The aim of this study is to characterize phenotypical and genotypical ESBL production in clinical isolates of P. aeruginosa recovered in different hospitals in São Paulo during the period of 2004 to 2008. Materials and methods: 35 P .aeruginosa isolates intermediately resistant or resistant to third generation cephalosporin were phenotypically analyzed for the presence of ESBL with and without inhibitors (clavulanic acid and cloxacilin).Genotipic confirmation with specific primers for blaCTX-M, blaTEM, blaSHV, blaOXA, blaPER and blaGES and the characterization of the genetic environment of blaCTX-M was performed by PCR and DNA sequencing.The random amplified polymorphism DNA technique with primer ERIC-2 was carried out for the isolates genotyping and the similarity index calculated with coefficient of Dice. Results and conclusion: the phenotypic methods identified 3 ESBL producing strains, however, the presence of genes blaCTX-M and blaOXA-10 has been confirmed in 9 (33%) and 2 (7%) strains of P. aeruginosa, respectively, from 3 medical centers. The mapping and sequencing of integron class 1 revealed that two strains harbored two different class 1 integrons with aadA6-like , aac6 gene and blaCTX-M-2-like genes conferring resistance to aminoglicosydes and third generation cephalosporins. The blaESBL horizontal transferation has not been confirmed by transformation. This study describes that the emergence and spread of genes blaCTX-M in clinical isolates of P. aeruginosa in Brazil had its origin from 2005. Since CTX-M type ESBLs have been widely described in Enterobacteriaceae, the identification of these genes in P. aeruginosa is alarming and shows that the blaCTX-M horizontal mobilization among different genus and species is a reality in Brazil. The genes that confer resistance to 16s RNAr methylases are not related to ESBL positive Pseudomonas aeruginosa strains in samples of São Paulo. The Pseudomonas aeruginosa strains of this study showed several genetic mobilization elements, such as integrons and insertion sequences, which may be participating in the spread of resistance to broad spectrum betalactams.

Os microrganismos podem apresentar-se tanto em forma de vida livre como aderidos a uma superfície ou interface ar-líquido, formando comunidades complexas e dinâmicas conhecidas como biofilmes. Nos últimos anos, com o avanço das pesquisas em nível molecular, foi identificado que a maioria das bactérias utilizam guanosina monofosfato (3´-5´)-cíclica dimérica (c-di-GMP) como um segundo mensageiro. De forma geral, essa molécula controla a sinalização celular, virulência, comunicação entre células e a expressão de proteínas relacionadas com o fenótipo de biofilmes, em resposta à sua concentração intracelular. Sua síntese e degradação são controladas respectivamente por diguanilto ciclases (DGCs) contendo domínio GGDEF e fosfodiesterases (PDEs) que possuem os domínios EAL ou HD-GYP. Em Pseudomonas aeruginosa (PA14) foi identificada uma nova classe de receptor específico para c-di-GMP, a proteína transmembranar PelD, cuja porção citoplasmática contém os domínios GAF e GGDEF degenerado. Sua modulação através desse dinucleotídeo controla a produção de exopolissacarídeos pelos componentes do conservado operon pel e influencia diretamente na capacidade de formação de biofilmes. Devido à escassez de dados a respeito dos eventos moleculares do mecanismo de sinalização mediado por c-di-GMP, este trabalho teve como objetivo principal a caracterização biofísica/estrutural da proteína PelD, bem como o reconhecimento de interação entre este ligante e a porção citoplasmática da proteína. Diversas construções solúveis de PelD foram clonadas e expressas, sendo que a construção compreendendo os resíduos 176-455 (PelD176-455) foi cristalizada com sucesso e teve sua estrutura determinada por iodo-SAD. O modelo final apresentou os dois domínios com enovelamentos característicos das famílias GAF e GGDEF, sendo a interface inter-domínios composta majoritariamente por resíduos hidrofóbicos. Visando uma compreensão das bases moleculares de reconhecimento e ativação de PelD por c-di-GMP, uma estrutura em complexo com o ligante foi resolvida. Como esperado, o dinucleotídeo foi encontrado no sítio inibitório do domínio GGDEF, onde o motivo R367xxD370 e o resíduo R402 são responsáveis pela maior parte das interações com c-di-GMP. No entanto, nenhuma grande mudança estrutural foi observada entre as formas apo e holo de PelD, ao contrário de outros sistemas efetores tal como LapD e domínios PilZ. Curiosamente, apenas uma molécula de c-di-GMP foi encontrada no sítio, contrastando com a forma dimérica intercalada normalmente ligada aos sítios inibitórios de domínios GGDEF, tais como em PleD e WspR. Estudos de ITC confirmaram a estequiometria 1:1 em solução. Isso mostra a versatilidade dos diversos receptores já identificados até o momento, frente à ligação desse dinucleotídeo. Estudos de bioinformática identificaram uma potencial região de coiled-coil na hélice juxtamembrana de PelD, resíduos 115-160, provavelmente responsável pela homodimerização. Visando uma comprovação experimental dessa hipótese, uma construção contendo toda a porção citoplasmática, PelD111-455, foi expressa e purificada. Estudos comparativos de dicroísmo circular e ultracentrifugação analítica entre as construções PelD176-455 e PelD111-455 realmente demonstraram que os resíduos extras presentes em PelD111-455 formam uma hélice-α e são responsáveis pela dimerização da porção citoplasmática da proteína. De modo geral, os resultados aqui apresentados não só contribuirão para o entendimento dos mecanismos de regulação das vias de sinalização mediadas por c-di-GMP como, em longo prazo, poderão levar ao desenvolvimento de agentes contra infecções bacterianas. / Microorganisms may be presented either in planktonic free-swimming life-style or adhered to surfaces, forming a complex and dynamic community known as biofilm. In recent years, with the progress of research at the molecular level, it was identified that the majority of bacteria use guanosine monophosphate (3\'-5 \')-cyclic dimeric (c-di-GMP) as a second messenger. Generally, this molecule controls the cell signaling, virulence, communication between cells and expression of proteins related to the phenotype of biofilms in response to its intracellular concentration. Its synthesis and degradation are controlled respectively by diguanylate cyclases (DGC) containing the GGDEF domain and phosphodiesterases (PDE) with the domains EAL or HD-GYP. In Pseudomonas aeruginosa (PA14) a novel class of receptor specific for c-di-GMP has been identified, the transmembrane protein PelD, which contains a GAF and degenerate GGDEF domains in the cytoplasmic portion. Its modulation through this dinucleotide controls the production of exopolysaccharides by the components of the conserved operon pel and directly influences the ability of biofilm formation. Due to the paucity of data about the molecular events of the signaling mechanism mediated by c-di-GMP, this study aimed to characterize biophysically and structurally the protein PelD. Various soluble constructions of PelD were cloned and expressed, and the construction comprising the residues 176-455 (PelD176-455) was successfully crystallized and its structure was determined by iodine-SAD. The final model showed the two characteristic domains of families GAF and GGDEF, and the inter-domain interface composed primarily of hydrophobic residues. Seeking an understanding of the molecular basis of recognition and activation of PelD by c-di-GMP, a structure in complex with the ligand was solved. As expected, the dinucleotide was found at the inhibitory site of the GGDEF domain, where the motif R367xxD370 and the residue R402 are responsible for most of the interactions with c-di-GMP. However, no major structural change was observed between the apo and holo forms of PelD, unlike other effector systems such as LapD and domains PilZ. Interestingly, only one molecule of c-di-GMP was present on the site, in contrast to the dimeric intercalated form normally found at I-sites GGDEF domains, such as PleD and in WspR. ITC studies confirmed the 1:1 stoichiometry in solution. This shows the versatility of the various receptors identified so far, compared to the binding of dinucleotide. Bioinformatics studies have identified a potential coiled-coil region in the juxtamembrane helix of PelD, residues 115-160, probably responsible for homodimerization. Aiming at an experimental confirmation of this hypothesis, a construct containing the full cytoplasmic portion, PelD111-455 was expressed and purified. Comparative studies of circular dichroism and analytical ultracentrifugation between constructs PelD176-455 and PelD111-455 indeed demonstrated that the extra residues present in PelD111-455 form an α-helix and are responsible for dimerization of the cytoplasmic portion of the protein. Overall, the results presented here not only contribute to the understanding of the mechanisms of regulation of signaling pathways mediated by c-di-GMP as in the long run, may lead to the development of agents against bacterial infections.

A resistência aos carbapenêmicos em amostras de Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter spp aumentou na última década. Vários surtos causados por esses agentes já foram descritos no Brasil. O presente estudo comparou métodos fenotípicos de triagem de carbapenemase em P. aeruginosa e Acinetobacter spp. isolados de hemoculturas de pacientes internados no HC-FMUSP. Foram estudados 108 isolados de P. aeruginosa identificados por sistema automatizado Vitek® e 50 isolados Acinetobacter spp. identificados pelo método miniaturizado API20NE. A determinação inibitória mínima dos carbapenêmicos foi realizada pela técnica de microdiluição em caldo e a tipagem molecular pela técnica de eletroforese em campo pulsado (PFGE). Os genes codificadores de carbapenemase foram identificados por meio da técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR) e foi avaliada a hidrólise de imipenem de todos os isolados positivos para esses genes. Sensibilidade, especificidade, valor preditivo negativo e positivo dos testes fenotípicos foram calculados usando como padrão-ouro a detecção dos genes codificadores das carbapenemases por PCR. Nos isolados de Acinetobacter spp, foram pesquisados os genes das oxacilinases, dos quais quarenta e nove (98%) apresentaram pela técnica de PCR genes codificadores da enzima Oxa-51-like, sendo que um isolado não apresentou essa enzima e após sequenciamento do gene codificador da porção 16S do RNA ribossomal, foi considerado da espécie A. calcoaceticus. Em trinta e oito (76%) dos isolados foi detectado o gene blaOXA-143, em nove (18%) foi detectado o gene blaOXA-23, sendo que sete desses isolados pertenciam ao mesmo clone. Apenas cinco (10%) isolados de Acinetobacter spp apresentaram o gene blaIMP-1. Para os isolados de P. aeruginosa o gene blaSPM-1 foi o mais frequente sendo identificado em vinte e um (19,4%) dos isolados e quatro (3,7%) foi identificado com o gene blaVIM-2. Nove dos vinte e um isolados positivo para gene blaSPM-1, apresentaram a mesma clonalidade. O gene codificador blaGES-5 foi encontrado em quatro (3,7%) dos isolados de P. aeruginosa. Dos vinte quatro isolados P. aeruginosa que apresentaram gene codificador da M?L, apenas um isolado não hidrolisou IMI entre os Acinetobacter spp e apenas dois dos cincos isolados positivos para o gene codificador de M?L, hidrolisaram o IMI e apresentaram inibição com o EDTA. Dos vários testes fenotípicos realizados, os melhores resultados foram observados com Etest® M?L para ambos microrganismos com sensibilidade de 100%, mas esse teste foi pouco específico. Para os isolados de Acinetobacter spp o melhor resultado foi observado com o teste de aproximação de disco de IMI com disco de ABM, que apresentou sensibilidade de 100% e especificidade de 71% e para P. aeruginosa foi a aproximação de disco de CAZ com um disco de EDTA, que apresentou sensibilidade de 48% e especificidade de 93%. O presente estudo verificou que não existe um único teste fenotípico que consiga identificar carbapenemases nesses isolados e que a performace dos testes varia de acordo com as carbapenemases encontradas / Carbapenem resistance in Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter spp increased in the last decade. Several outbreaks caused by these agents resistant to carbapenems have been reported in Brazil. This study compared several phenotypic methods for screening of carbapenemase in P. aeruginosa and Acinetobacter spp isolated from blood cultures of hospitalized patients in HCFMUSP. One hundred and eight isolates were studied of P. aeruginosa identified by the automated system Vitek® and fifty isolates Acinetobacter spp identified by the API20NE method miniaturized. The determination of cabapenem minimum inhibitory was performed by the microdilution broth. Molecular typing was performed using the technique of pulsed field gel electrophoresis (PFGE). Genes encoding carbapenemase were identified by the technique of polymerase chain reaction (PCR) and was evaluated by hydrolysis of imipenem of all the positives isolates. Sensitivity, specificity, positive and negative predictive value of phenotypic tests were calculated using as the gold standard the detection of genes encoding carbapenemases by PCR. Oxacilinases genes were evaluated in isolates of Acinetobacter spp, of which forty-nine (98%) exhibited by PCR enzyme- encoding gene OXA-51-like, and the one isolate that did not show this enzyme, after gene sequencing encoding portion 16S ribosomal RNA was considered the species A. calcoaceticus. In thirty-eight (76%) isolates the gene OXA-143- like was detected and seven belonged to the same clone. Only five (10%) isolates of Acinetobacter spp showed the gene blaIMP-1. For the isolates of P. aeruginosa, gene blaSPM-1 was the most frequent being present in twenty-one (19,4%) isolates and four (3,7%) was identified with the gene blaVIM-2. Nine of the twenty-one isolates positive for gene blaSPM-1, showed the same clonality. The gene encoding blaGES-5 was found in four (3,7%) isolates of P. aeruginosa. Among the twenty-four isolates P. aeruginosa harboring M?L, not only one isolated hydrolyzed IMI, between Acinetobacter spp two of five isolates harboring M?L hydrolyzed IMI that was inhibited by EDTA. Of the various phenotypic tests conducted, the best results were observed for Etest® for both micro-organisms with sensitivity 100%, but this test was not specific. For the isolates of Acinetobacter spp best result was observed in the nearest IMI disk a disk of ABM, which had a sensitivity of 100% and specificity of 71% and for P. aeruginosa was approaching CAZ disk with a disk EDTA which had a sensitivity of 48% and specificity of 93%. This study verified that there is no single phenotypic test which can identify those isolates carbapenemases and that the performance of the tests various according to carbapenemases found

"The adhesion of bacteria to surfaces has been analyzed in terms of surface charge, surface energy, and the characteristics of polymers on bacteria, to understand the factors that control bacterial adhesion. Pseudomonas aeruginosa has received a great deal of interest because it is responsible for a variety of chronic bacterial infections such as airway infections in cystic fibrosis patients and ulcerative bacterial keratitis in soft contact lens users. Over the past few years, force measurement techniques such as atomic force microscopy (AFM) have made it possible to examine interactions between colloidal particles and surfaces. In the present study, the AFM was used to study the interactions between each of two Pseudomonas aeruginosa strains with proteins. Topographical images and force cycles of bacterial cells and proteins were analyzed. Bovine serum albumin (BSA) and concanavalin A (Con A) were the model proteins chosen to represent protein molecules that might affect bacterial adhesion. In addition, the role of LPS structure in bacterial adhesion was investigated. The magnitude of adhesive forces for two P. aeruginosa stains was not statistically significant when they interact with silicon. Although it is not clear if the pull-off distances are accurate representatives of the absolute length of bacterial surface molecules, the trend indicates that the surface molecules of strain AK1401 are shorter than those of strain PAO1. The semi-rough strain AK1401 was more hydrophobic than the smooth strain PAO1, according to the water contact angle measurements. However, surface free energy components and zeta potential values were not significantly different for both strains. Zeta potential of bacterial cells decreased when they were suspended in HEPES/DTT buffer instead of ultrapure water. The AFM results demonstrate the importance of nano-scale interactions between proteins and bacterial cells. Our results show that the lipid A and core oligosaccharides are the most important molecules influencing the interactions of P. aeruginosa with protein molecules. The interactions of P. aeruginosa with model proteins in our study were weak. Therefore, the role of protein molecules may be inadequate for the purpose of enhancing subsurface delivery for bioremediation. Our results suggest that the semi-rough mutant, AK1401, can adhere to the protein receptors of the epithelial cells or protein coated implants stronger than the smooth strain, PAO1, and therefore can cause serious infections."

Base teórica: Devido à diminuição do desenvolvimento de novos antimicrobianos nas últimas décadas, terapias combinadas têm sido empregadas contra bactérias multirresistentes como opção à monoterapia no tratamento de infecções graves. Para tratar infecções causadas por Peusdomonas aeruginosa resistente a carbapenêmicos, amicacina e polimixina B têm sido utilizadas em associações com imipenem, pois possuem diferentes mecanismos de ação, o que, teoricamente, indicaria a possibilidade de efeito sinérgico. Objetivo: O objetivo deste trabalho foi verificar a interação, in vitro, de amicacina e polimixina B em associação com imipenem frente a diferentes isolados de P. aeruginosa resistentes a carbapenêmico. Métodos: Foram selecionados isolados de P. aeruginosa resistentes a carbapenêmico oriundos do Hospital de Clínicas de Porto Alegre, coletados no período de janeiro a março de 2015. Foi realizada eletroforese em gel de campo pulsado e detecção do gene blaSPM-1 para selecionar diferentes clones. Seis isolados (três SPM-1 positivos e três negativos para a carbapenemase) foram selecionados para realização da técnica de time-kill, a fim de avaliar a atividade antimicrobiana das combinações de imipenem com amicacina e imipenem com polimixina B. Resultados: Sinergismo ocorreu para combinações de imipenem com amicacina em 3 isolados, dos quais um era SPM-1 positivo e dois eram SPM-1 negativos e todos apresentaram CIMs relativamente baixas a intermediárias. Quanto às combinações de imipenem com polimixina B, houve sinergismo somente para dois isolados, um SPM-1 positivo e um SPM-1 negativo, contudo houve antagonismo em 5 isolados, dois SPM-1 positivos e três SPM-1 negativos. Para 4 isolados, as combinações de imipenem com amicacina tiveram atividade bactericida, enquanto, para todos os isolados, as combinações de imipenem com polimixina B, bem como polimixina B isoladamente, 1x e 2x a CIM apresentaram atividade bactericida. Conclusão: Sinergismo pode ocorrer, para combinações de imipenem mais amicacina, quando os isolados apresentam CIMs relativamente baixas ou intermediárias para imipenem (≤16 μg/mL a 128 μg/mL) e amicacina (≤32 μg/mL). Entretanto, antagonismo aconteceu independentemente de valores altos ou baixos de concentrações inibitórias mínimas para imipenem e polimixina B. Além disso, a presença ou ausência do gene blaSPM-1 não pareceu influenciar nos resultados. / Background: Due to a decrease on new antibiotic development over the last decades, combined therapies have been employed against multigrug-resistant bacteria as an option to monotherapy in severe infection treatment. In order to treat infections caused by carbapenem resistant Pseudomonas aeruginosa, amikacin and polymyxin B have been used in associations with imipenem, because they possess different mechanisms of action, which could, theoretically, indicate the possibility of synergistic effect. Objective: The aim of this study was to verify the interaction, in vitro, of amikacin and polymyxin B in association with imipenem against various carbapenem resistant P. aeruginosa isolates. Methods: Carbapenem resistant P. aeruginosa isolates have been selected from Hospital de Clínicas de Porto Alegre, collected from January to March 2015. Pulsed field gel electrophoresis and detection of blaSPM-1 gene has been performed to select different clones. Six isolates (three SPM-1 positive and three negative for the carbapenemase) were selected for time-kill assay, in order to assess antimicrobial activity of imipenem plus amikacin and imipenem plus polymyxin B combinations. Results: Synergism occurred for combinations of imipenem plus amikacin in three isolates, from which one was SPM-1 positive and two were SPM-1 negative, and all presented relatively low to intermediate minimum inhibitory concentrations. About imipenem plus polymyxin B combinations, synergism occurred in only two isolates, one SPM-1 positive and one SPM-1 negative, however antagonism occurred in five isolates, two SPM-1 positive and three SPM-1 negative. For 4 isolates, imipenem plus amikacin combinations had bactericidal effect, while, for all isolates, combinations of imipenem plus 1x and 2x the MIC of polymyxin B presented bactericidal activity. Conclusions: Synergism can occur, for imipenem plus amikacin combinations, when isolates present relatively low or intermediate MIC of imipenem (≤16 μg/mL to 128 μg/mL) and amikacin (≤32 μg/mL). However, antagonism happened regardless high or low minimum inhibitory concentrations for imipenem and polymyxin B. Also, the presence or absence of blaSPM-1 gene did not seem to influence the results.

A infecção crônica das vias aéreas por Pseudomonas aeruginosa (PA) é a principal causa de morbidade e mortalidade em pacientes com fibrose cística (FC), devido à contínua degradação do tecido pulmonar, que leva ao declínio da função pulmonar, gerada pela infecção e pelo processo inflamatório. O objetivo do presente estudo foi analisar características genéticas de PA que levam à sua adaptação às vias aéreas destes pacientes com infecção pulmonar crônica, atendidos no Centro de Referência em FC do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - USP e relacionar com resultados de tipagem molecular, resistência a antibióticos, cronicidade e dados clínicos dos pacientes em acompanhamento clínico no período de julho/2011 a abril/2014. As características genéticas dos isolados investigados englobam pesquisa de 18 genes de virulência e genes do sistema quorum sensing (genes lasR e rhlR), associação entre mutações e conversão para fenótipo mucoide (operon algTmucABD) e caracterização de linhagens hipermutantes (genes mutS e mutL). A identificação de P. aeruginosa foi realizada por PCR e MALDI-TOF, que mostraram alta concordância. Foram considerados os dados clínicos dos pacientes: índice de massa corpórea, escore de Shwachman, medidas de capacidade vital forçada e volume expiratório forçado no primeiro segundo. A porcentagem de pacientes com infecção pulmonar crônica por PA observada foi similar aos dados disponíveis na literatura, entretanto, a alta incidência em pacientes jovens foi preocupante. O perfil de macrorrestrição do DNA genômico por PFGE se mostrou útil para definição de colonização crônica/intermitente em associação com critérios clínicos e, juntamente com a detecção de mutações nos genes mucA e mucD confirmaram transmissão interpacientes. Foi observada alta ocorrência dos genes de fatores de virulência pesquisados para grande maioria dos isolados de pacientes crônicos. A resistência aos antibióticos pesquisados dos isolados de P. aeruginosa foi baixa e está de acordo com a literatura nacional e internacional e com a antibioticoterapia adotada no hospital. Não foi observada resistência aos carbapenêmicos e às fluoroquinolonas devido à presença de genes de resistência plasmideais. As mutações no gene mucA foram o principal mecanismo de conversão para o fenótipo mucoide e o fenótipo revertente não-mucoide ocorreu principalmente por mutações no gene algT. Foram detectadas novas mutações nos genes mutS e mutL que também suportam a ideia que hipermutação em PA está associada com mutações do sistema mismatch de reparo do DNA. O sistema quorum sensing dos isolados estudados está parcialmente prejudicado devido às várias mutações no gene lasR, mas todos conservam o gene rhlR intacto, que sustenta alguma atividade quorum sensing envolvida na produção de fatores de virulência importantes. Pacientes com infecção pulmonar crônica por PA com isolamento de outros bacilos gram-negativos não-fermentadores apresentaram maior alteração da função pulmonar quando comparados com pacientes com infecção pulmonar crônica por PA com ou sem isolamento de Staphylococcus aureus. As alterações presentes no operon algTmucABD, quorum sensing e hipermutabilidade contribuem para a cronicidade dos pacientes com FC em relação à infecção por P. aeruginosa. / The chronic airway infection by P. aeruginosa (PA) is the leading cause of morbidity and mortality in cystic fibrosis (CF) patients, due to continuous degradation of the pulmonary tissue. This leads to decline in lung function, which is generated by the related infection and inflammation. The aim of this study was to analyze genetic characteristics associated with the adaptation of PA to the airways of patients with chronic pulmonary infection attended at the CF Reference Center from the Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto - USP; and to correlate these findings with the results of molecular typing, antibiotic resistance, chronicity and clinical data of patients in clinical follow-up from July/2011 to April/2014. The genetic characteristics of isolates investigated includes the research of 18 virulence genes and the quorum sensing system genes (lasR and rhlR genes), association between mutations and conversion to the mucoid phenotype (algTmucABD operon), and characterization of hypermutable strains (mutS and mutL genes). Identification of PA was performed by PCR and MALDI-TOF, which showed a high correlation. The patients\' clinical data considered were: body mass index, Shwachman score, forced vital capacity measures and forced expiratory volume in one second. The percentage of patients with chronic PA infection observed was similar to the data available in the literature; however, a worrying high incidence in young patients was noticed. The macrorestriction profile of genomic DNA by PFGE proved to be useful to define chronic/intermittent colonization in association with clinical criteria and it confirmed interpatient transmission, in combination with the detection of mutations in the mucA and mucD genes. High occurrence of virulence genes was detected for the vast majority of isolates from chronic CF patients. Antibiotic resistance for PA isolates was low and is in accordance with national and international literature and antibiotic therapy adopted in the hospital. There was no resistance to carbapenems and fluoroquinolones by the presence of plasmid mediated resistance genes. Mutations in the mucA gene were the main mechanism to conversion to mucoidy, and the non-mucoid revertants occurred mainly by mutations in the algT gene. New mutations in mutS and mutL genes were detected, which support the idea that hypermutation in PA is associated with mutations in the DNA mismatch repair system. The quorum sensing system of the isolates is partially damaged due to several mutations in the lasR gene, but all isolates maintain an intact rhlR gene, which holds some quorum sensing activity with production of important virulence factors. Patients with chronic PA infection with isolation of other non-fermenting gram-negative rods had greater change in lung function compared with patients with chronic PA infection with or without isolation of Staphylococcus aureus. The changes presented in the algTmucABD operon, quorum sensing and hypermutability contribute to the chronicity of CF patients in relation to infection by P. aeruginosa.

Objetivos: Avaliar o perfil de suscetibilidade, a prevalência da produção de AmpC, β-lactamase de espectro estendido (ESBL) e Metalo-β-lactamase (M-βla) em Pseudomonas aeruginosa obtidas de dois hospitais universitários distintos (ISCMPA e HCPA) em Porto Alegre. Em adição, tipagem molecular por PFGE foi realizada entre os isolados produtores de M-βla para avaliar a relação clonal. Métodos: Foi determinada a suscetibilidade de 238 isolados de P. aeruginosa para 8 agentes antimicrobianos, através do teste de disco-difusão, usando agar Müller-Hinton (MH) de acordo com “National Committee for Clinical Laboratory Standards” (NCCLS) . Todos isolados foram avaliados para produção de AmpC com o disco de imipenem (indutor) próximo ao disco de cefepima/ceftazdima (substrato). Um achatamento no halo de cefepime/ceftazidima pela indução da enzima pelo imipenem, indicava resultado positivo para AmpC. Todos isolados forma avaliados para a presença de ESBL através do teste de aproximação de disco com ceftazidima, cefepima, cefotaxima, ceftriaxona e ticarcilina-clavulanato como inibidor de β-lactamase. A produção de M-βla foi determinada através do teste de aproximação de discos de CAZ a discos impregnados com ácido2-mercatopropiônico (2-MPA). As taxas de resistência foram comparadas através do Teste Exato de Fisher. Valor de P<0,05 foi considerado estatisticamente significativo. Análise de macrorestrição com a enzima speI foi realizada em isolados produtores de M-βla. Resultados: As taxas de resistência para todos os agentes foram superiores entre os isolados obtidos na ISCMPA em relação aos do HCPA. A ceftazidima mostrou ser o antibiótico mais efetivo contra os isolados de ambos Hospitais (ISCMPA e HCPA) com taxa de resistência de 25,7% (ISCMPA) e 6,1% (HCPA). A expressão de AmpC foi observada em 190 isolados (83,7% HCPA e 77,1% ISCMPA). Não foi possível detectar a presença de ESBL entre todos as P. aeruginosa avaliadas em ambos hospitais. Foi observada a presença de M-βla em 28 isolados (20,0%) da ISCMPA. Mas não foi detectada M-βla em nenhuma P. aeruginosa do HCPA. A análise de macrorestrição mostrou que 14 de 16 P. aeruginosa Mβla positivas pertenciam a um clone (denominado clone A), e seus subclones. Apenas dois outros clones (B e C) foram identificados em um isolado cada. / Objectives: To evaluate susceptibility profile, the prevalence of extendedspectrum β-lactamases (ESBL) production, AmpC and Metallo-β-lactamases (M-βla) in Pseudomonas aeruginosa obtained from two distinct hospitals (ISCMPA and HCPA) in Porto Alegre, Brazil. In addiction, molecular typing by PFGE was perfomed among isolates producing M-βla in order to evaluate probably clonal relatedness. Methods: The susceptibility of 238 P. aeruginosa to 8 antimicrobial agents was determined by the disk diffusion method, using Müller-Hinton agar (MH) in accordance with “National Committee for Clinical Laboratory Standards” guidelines. All isolates were evaluated for AmpC production with the imipenem disk (strong inducer) near of the cefepime/ceftazidime disk (substrate). A blunting of the cefepime/ceftazidime zone by imipenem-induced enzyme, indicated positive result for AmpC. All isolates were evaluated for ESBL production by disk approximation test with ceftazdime, cefepime, cefotaxime, ceftriaxone plus ticarcillin-clavulanate as inhibitor. M-βla production was determined by disk approximation test with disks containing CAZ and 2-mercatopropionic acid (2-MPA). The results were compared by the Fisher’s Exact Test. Macrorestriction analysis by SpeI, followed by PFGE, was perfomed in isolates M-βla positive. The resistance rates were compared by The Fisher’s Exact Test. P values < 0.05 were considered to be statistically significant. Results: The resistance rates to all antimicrobial agents were higher among isolates obtained from ISCMPA than those obtained from HCPA. The ceftazidime was the more active antibiotic against the isolates in both hospitals with resistance rates of 25,7% (ISCMPA) and 6,1% (HCPA). The derepression of AmpC was observed in 190 isolates (83,7% HCPA and 77,1% ISCMPA). It was not possible to detect the presence of ESBL among all P. aeruginosa evaluated in both hospitals. Positive results for M-βla production were observed in 28 isolates (20,0%) from ISCMPA. But none M-βla production was identified in P. aeruginosa from HCPA. The macrorestriction analysis by PFGE, showed that 14 of 16 M-βla positive P. aeruginosa beloneed to one clone (named clone A) and its subclones.Only two others clones (B and C) were identified in one isolate each.

Le norovirus murin (MNV) est un agent pathogène de la souris récemment découvert et représente le contaminant le plus courant dans les animaleries de Recherche. Néanmoins, les effets de l'infection au MNV sur la recherche biomédicale ne sont pas encore clairs. Nous avons testé l'hypothèse que l'infection au MNV pourrait modifier la réponse immunitaire chez les souris atteintes d'une infection pulmonaire aiguë. Nous rapportons ici que la co-infection avec MNV augmente la survie des souris ayant une infection pulmonaire aiguë à Pseudomonas aeruginosa et diminue la production in vivo et in vitro de cytokines pro-inflammatoires. Nos résultats suggèrent que l'infection au MNV peut profondément modifier les paramètres étudiés dans les modèles classiques d'infection et mener à de fausses conclusions dans ces modèles expérimentaux. / The murine norovirus (MNV) is a recently discovered mouse pathogen, this virus represents the most common contaminant in laboratory mouse colonies. Nevertheless, the effects of MNV infection on biomedical research are still unclear. We tested the hypothesis that MNV infection could alter immune response in mice with acute lung infection. Here we report that co-infection with MNV increases survival of mice with Pseudomonas aeruginosa acute lung injury and decreases in vivo and in vitro production of pro-inflammatory cytokines. Our results suggest that MNV infection can deeply modify the parameters studied in conventional models of in-fection and lead to false conclusions in experimental models.

A resistência aos carbapenêmicos em amostras de Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter spp aumentou na última década. Vários surtos causados por esses agentes já foram descritos no Brasil. O presente estudo comparou métodos fenotípicos de triagem de carbapenemase em P. aeruginosa e Acinetobacter spp. isolados de hemoculturas de pacientes internados no HC-FMUSP. Foram estudados 108 isolados de P. aeruginosa identificados por sistema automatizado Vitek® e 50 isolados Acinetobacter spp. identificados pelo método miniaturizado API20NE. A determinação inibitória mínima dos carbapenêmicos foi realizada pela técnica de microdiluição em caldo e a tipagem molecular pela técnica de eletroforese em campo pulsado (PFGE). Os genes codificadores de carbapenemase foram identificados por meio da técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR) e foi avaliada a hidrólise de imipenem de todos os isolados positivos para esses genes. Sensibilidade, especificidade, valor preditivo negativo e positivo dos testes fenotípicos foram calculados usando como padrão-ouro a detecção dos genes codificadores das carbapenemases por PCR. Nos isolados de Acinetobacter spp, foram pesquisados os genes das oxacilinases, dos quais quarenta e nove (98%) apresentaram pela técnica de PCR genes codificadores da enzima Oxa-51-like, sendo que um isolado não apresentou essa enzima e após sequenciamento do gene codificador da porção 16S do RNA ribossomal, foi considerado da espécie A. calcoaceticus. Em trinta e oito (76%) dos isolados foi detectado o gene blaOXA-143, em nove (18%) foi detectado o gene blaOXA-23, sendo que sete desses isolados pertenciam ao mesmo clone. Apenas cinco (10%) isolados de Acinetobacter spp apresentaram o gene blaIMP-1. Para os isolados de P. aeruginosa o gene blaSPM-1 foi o mais frequente sendo identificado em vinte e um (19,4%) dos isolados e quatro (3,7%) foi identificado com o gene blaVIM-2. Nove dos vinte e um isolados positivo para gene blaSPM-1, apresentaram a mesma clonalidade. O gene codificador blaGES-5 foi encontrado em quatro (3,7%) dos isolados de P. aeruginosa. Dos vinte quatro isolados P. aeruginosa que apresentaram gene codificador da M?L, apenas um isolado não hidrolisou IMI entre os Acinetobacter spp e apenas dois dos cincos isolados positivos para o gene codificador de M?L, hidrolisaram o IMI e apresentaram inibição com o EDTA. Dos vários testes fenotípicos realizados, os melhores resultados foram observados com Etest® M?L para ambos microrganismos com sensibilidade de 100%, mas esse teste foi pouco específico. Para os isolados de Acinetobacter spp o melhor resultado foi observado com o teste de aproximação de disco de IMI com disco de ABM, que apresentou sensibilidade de 100% e especificidade de 71% e para P. aeruginosa foi a aproximação de disco de CAZ com um disco de EDTA, que apresentou sensibilidade de 48% e especificidade de 93%. O presente estudo verificou que não existe um único teste fenotípico que consiga identificar carbapenemases nesses isolados e que a performace dos testes varia de acordo com as carbapenemases encontradas / Carbapenem resistance in Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter spp increased in the last decade. Several outbreaks caused by these agents resistant to carbapenems have been reported in Brazil. This study compared several phenotypic methods for screening of carbapenemase in P. aeruginosa and Acinetobacter spp isolated from blood cultures of hospitalized patients in HCFMUSP. One hundred and eight isolates were studied of P. aeruginosa identified by the automated system Vitek® and fifty isolates Acinetobacter spp identified by the API20NE method miniaturized. The determination of cabapenem minimum inhibitory was performed by the microdilution broth. Molecular typing was performed using the technique of pulsed field gel electrophoresis (PFGE). Genes encoding carbapenemase were identified by the technique of polymerase chain reaction (PCR) and was evaluated by hydrolysis of imipenem of all the positives isolates. Sensitivity, specificity, positive and negative predictive value of phenotypic tests were calculated using as the gold standard the detection of genes encoding carbapenemases by PCR. Oxacilinases genes were evaluated in isolates of Acinetobacter spp, of which forty-nine (98%) exhibited by PCR enzyme- encoding gene OXA-51-like, and the one isolate that did not show this enzyme, after gene sequencing encoding portion 16S ribosomal RNA was considered the species A. calcoaceticus. In thirty-eight (76%) isolates the gene OXA-143- like was detected and seven belonged to the same clone. Only five (10%) isolates of Acinetobacter spp showed the gene blaIMP-1. For the isolates of P. aeruginosa, gene blaSPM-1 was the most frequent being present in twenty-one (19,4%) isolates and four (3,7%) was identified with the gene blaVIM-2. Nine of the twenty-one isolates positive for gene blaSPM-1, showed the same clonality. The gene encoding blaGES-5 was found in four (3,7%) isolates of P. aeruginosa. Among the twenty-four isolates P. aeruginosa harboring M?L, not only one isolated hydrolyzed IMI, between Acinetobacter spp two of five isolates harboring M?L hydrolyzed IMI that was inhibited by EDTA. Of the various phenotypic tests conducted, the best results were observed for Etest® for both micro-organisms with sensitivity 100%, but this test was not specific. For the isolates of Acinetobacter spp best result was observed in the nearest IMI disk a disk of ABM, which had a sensitivity of 100% and specificity of 71% and for P. aeruginosa was approaching CAZ disk with a disk EDTA which had a sensitivity of 48% and specificity of 93%. This study verified that there is no single phenotypic test which can identify those isolates carbapenemases and that the performance of the tests various according to carbapenemases found

Opções terapêuticas para tratar infecções por Pseudomonas aeruginosa são limitadas por seus diversos mecanismos de resistência, que podem ou não ser detectados no laboratório clínico. Um fenótipo observado na rotina laboratorial é o surgimento de subpopulações resistentes a partir de uma população sensível aos antimicrobianos – heteroresistência. Em P. aeruginosa esse fenômeno já foi investigado para carbapenêmicos, porém, em relação à polimixina B, não há dados literários. Objetivamos avaliar a heteroresistência à polimixina B em dois grupos de P. aeruginosa, um sensível e outro resistente aos carbapenêmicos. Cento e vinte e quatro isolados de P. aeruginosa foram obtidos, aleatoriamente, no Hospital de Clínicas de Porto Alegre em 2011. O perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos, disco difusão e microdiluição em caldo – CIM (determinação da concentração inibitória mínima) para polimixina B, foi realizada conforme o Clinical Laboratory Standard Institute (CLSI) 2011. Isolados resistentes aos carbapenêmicos foram avaliados para CIM dos carbapenêmicos e cefalosporinas, e para pesquisa fenotípica e genotípica de metalo-β-lactamase (MβL). Um total de 24/124 isolados foi separado em dois grupos, um sensível (grupo S) e outro resistente (grupo R) aos carbapenêmicos (imipenem e/ou meropenem) para investigação da heteroresistência a polimixina B. Realizou-se ensaio de heteroresistência em duplicata através de diluições seriadas, partindo de uma suspensão de 0,5 de MacFarland e inoculadas em Agar Mueller Hinton com concentrações crescentes de polimixina B (0; 0,5; 1; 2; 4 e 8μg/mL). Após 5 dias de passagem em meio sem antibiótico, foi determinada a CIM dos isolados que cresceram na concentração mais alta de polimixina B. O perfil de análise populacional (PAP) foi definido pela razão do número de unidades formadoras de colônia (UFC) da placa com maior concentração de polimixina B onde houve crescimento bacteriano, pelo número de UFC da placa sem antibiótico. Foram consideradas heteroresistentes amostras que apresentaram subpopulações com crescimento em concentração de polimixina B ≥ 2 μg/mL. Amostras com subpopulações com crescimento em concentração de polimixina B superiores duas vezes ao CIM original, mas < 2 μg/mL, foram classificadas como heterogêneas. O resultado do disco difusão indicou heterogeneidade de suscetibilidade, sendo que gentamicina e imipenem foram os antibióticos com maior percentual de resistência e aztreonam e ciprofloxacino apresentaram os maiores perfis de sensibilidade. Todos os isolados foram sensíveis à polimixina B, com CIM50 e CIM90 de 1μg/mL e 2μg/mL, respectivamente. Trinta e sete isolados (30%; 37/124) apresentaram resistência aos carbapenêmicos. Quatro amostras foram positivas para MβL no teste fenotípico, sendo que o gene blaIMP foi idenficado nestas amostras. O grupo S não apresentou subpopulação heteroresistente, porém 3 isolados apresentaram subpopulação heterogênea. A freqüência do PAP no grupo S variou entre 2,1x10-4 a 4,0x10-7. O grupo R apresentou uma amostra heteroresistente e 6 isolados apresentaram subpopulação heterogênea, a freqüência do PAP variou entre 2,6x10-4 a 2,0x10-7. Os resultados deste estudo indicam baixa ocorrência de heteroresistência à polimixina B em amostras de P. aeruginosa tanto resistentes quanto sensíveis aos carbapenêmicos. No entanto, diversas amostras apresentaram subpopulações heterogêneas (CIM aumentada para a polimixina B), o que poderia explicar eventuais falhas terapêuticas durante o tratamento. / Therapeutic options to treat infections caused by Pseudomonas aeruginosa are limited because of their different resistance mechanisms that can be or don't be detected in the clinical laboratory. A phenotype that has been observed in our laboratory is the emergence of resistant subpopulations from a population sensitive to antibiotics - a phenomenon named heteroresistance. In P. aeruginosa this phenomenon has been investigated for carbapenems, however, in relation to the polymyxin B no data in the literature. We investigate the heteroresistance and polymyxin B into two groups P. aeruginosa, one sensitive and second resistant to carbapenems. One hundred twenty-four strains of P. aeruginosa were obtained randomly at the Hospital de Clinicas de Porto Alegre in 2011. The Antimicrobial Susceptibility Testing (Disk-difusion and the microdiluition broth, with determination of minimum inhibitory concentration (MIC) for polymyxin B, was performed according the Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI), 2011. Isolates resistant to carbapenems were evaluated for MIC of carbapenems and cephalosporins, also for phenotypic and genotypic metallo-β-lactamase (MβL). A total of 24/124 strains were separated in two groups, one sensitive (S group) and other resistant (R group) to carbapenems (imipenem and / or meropenem) for investigation of heteroresistance polymyxin B. The assay was performed in duplicate heteroresistance through serial dilutions, starting from a 0.5 MacFarland suspension and inoculated into Mueller Hinton Agar with increasing concentrations of polymyxin B (0; 0,5; 1; 2; 4 e 8μg/mL). After 5 days of passage in medium without antibiotics, was determined the MIC of the isolates that grew at the highest concentration of polymyxin B. The population analysis profile (PAP) was defined as the ratio of the number of colony forming units (CFU) on the card with the highest concentration of polymyxin B in which bacterial growth, the number of CFU plate without antibiotic. We considered heteroresistant samples that showed subpopulations with growth in concentration of polymyxin B ≥ 2 mg / mL. Samples with subpopulations growing at higher concentration of polymyxin B twice CIM original, but <2 mg / mL were classified as heterogeneous. The result of AST indicated heterogeneity of susceptibility, and gentamicin and imipenem were the highest percentage with antibiotic resistance and aztreonam and norfloxacin showed the highest sensitivity profiles. All isolates were susceptible to polymyxin B, with CIM50 and CIM90 of 1μg/mL and 2μg/mL, respectively. Thirty-seven isolates (30%; 37/124) were resistant to carbapenems. Four samples were positive for the phenotypic test to MβL and the blaIMP gene was indentificated in this samples. The S group showed no subpopulation heteroresistente, but 3 isolates showed heterogeneous subpopulation. The frequency of PAP in group S varied between 2,0x10-4 to 4,0x10-7. The group R provided a sample heteroresistant and 6 isolates showed heterogeneous subpopulation, the frequency of PAP varied between 2,6x10- 4 a 2,0x10-7. The results of this study indicate a low occurrence of heteroresistance to polymyxin B in samples of P. aeruginosa so resistant assensitive to carbapenems. However, several samples showed heterogeneous subpopulations (MIC increased to polymyxin B) which could explain possible treatment failure during treatment.