Foram avaliados 528 isolados clínicos de Pseudomonas aeruginosa de 131 pacientes fibrocísticos atendidos em um centro de referência em fibrose cística (FC) durante o período de 2005 a 2008. 135 isolados clínicos (25,6%) apresentaram subpopulação hipermutante (isolados com altas taxas de mutações) utilizando teste modificado de suscetibilidade aos antimicrobianos. Destes, 9 isolados (6,7%) de 7 pacientes foram classificados como hipermutantes (HPM) segundo estimativa da freqüência de mutação. Após seqüenciamento do gene mutS e análise de mutações relacionadas à inativação do sistema de reparo de erros no pareamento do DNA (Mismatch Repair System - MRS), foi possível observar este tipo de mutação em 5 isolados HPM de 4 pacientes. Avaliamos a formação de biofilme em 45 isolados NHPM, 9 HPM e suas respectivas subpopulações por duas metodologias. Segundo o primeiro método, 24 (53,3%) e 3 (21,4%) isolados NHPM e HPM, respectivamente, foram classificados como não-formadores de biofilme. Pelo segundo método, apenas 4 (8,9%) isolados NHPM e nenhum isolado HPM foram classificados nessa categoria. Os percentuais de resistência aos antibióticos ceftazidima, ciprofloxacino e tobramicina em condições de biofilme foram mais elevados que aqueles obtidos em crescimento plantônico e, em ambas as condições, foi possível evidenciar forte associação entre hipermutabilidade e aumento de resistência antibiótica. A associação dos macrolídeos azitromicina e claritromicina, em concentrações sub-inibidoras, com os antibióticos anti-pseudomonas, demonstrou ação inibitória sobre isolados clínicos de P. aeruginosa em condições de biofilme, o que sugere sua indicação no tratamento de infecções por P. aeruginosa pela sua ação anti-biofilme. / We evaluated 528 clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa in 131 CF patients attended at a referral center for cystic fibrosis (CF) during the period of 2005 to 2008. 135 clinical isolates (25.6%) presented hypermutable subpopulation (isolates with high mutation rates) using a modified antimicrobial susceptibility method. Of these, 9 isolates (6.7%) of 7 patients were classified as hypermutable (HPM) according to the estimate of mutation frequency. After gene sequencing and analysis of mutS mutations related to inactivation of the repair system errors in DNA pairing (Mismatch Repair System - MRS), we observed this type of mutation in 5 HPM isolates of 4 patients. We evaluated the biofilm formation in 45 isolates NHPM, 9 HPM and their subpopulations by two methods. According the first method, 24 (53.3%) and 3 (21.4%) isolates NHPM and HPM, respectively, were classified as non-biofilm formers. According the second method, only 4 (8.9%) isolates NHPM and none HPM were classified in this category. The percentages of resistance to antibiotics ceftazidime, ciprofloxacin and tobramycin in conditions of biofilm were higher than those obtained in planktonic growth, and in both conditions, it was observed a strong association between hypermutability and increased antibiotic resistance. The association of macrolides azithromycin and clarithromycin, in sub-inhibitory concentrations, with anti-pseudomonas antibiotics, has shown inhibitory activity on clinical isolates of P. aeruginosa in biofilm conditions, which should be recommended for treatment of CF P. aeruginosa infections due to its anti-biofilm action.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-18T14:20:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 00 TESE PAULA Doc Final VD-30-03-2016 Com Ficha cat.pdf: 3292123 bytes, checksum: 3a9cccec1214620cbdc7f55f0d159fe1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T14:20:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 00 TESE PAULA Doc Final VD-30-03-2016 Com Ficha cat.pdf: 3292123 bytes, checksum: 3a9cccec1214620cbdc7f55f0d159fe1 (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / CAPEs / Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella spp. e Acinetobacter spp. estão entre as cinco principais causas de infecções relacionadas à assistência à saúde (IRAS), e estão associadas a um elevado índice de mortalidade em pacientes oncológicos. Diante da vulnerabilidade destes pacientes e da crescente incidência de patógenos multidroga resistentes (MDR), o presente trabalho teve por objetivo realiza um estudo epidemiológico e molecular de infecções ocasionadas por P. aeruginosa, Klebsiella spp. e Acinetobacter spp. em pacientes com neoplasias sólidas, internados em um hospital de Recife-PE. Para tal, foi realizado um estudo descritivo de corte transversal dos dados clínicos, microbiológicos e hospitalares e os genes de resistência blaSPM-1, blaIMP, blaVIM, blaKPC, blaTEM e blaCTX-M, foram investigados por meio da reação em cadeia da polimerase. Também foi realizada tipagem molecular dos isolados MDR utilizando a técnica Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus-based PCR (ERIC-PCR). Entre 2012 e 2014, foram obtidos 169 isolados, sendo 58 P. aeruginosa, 36 Acinetobacter spp. e 75 Klebsiella spp.. A frequência de patógenos MDR (69,6%, IC95% 61,5% - 76,9%) foi significativamente maior que os isolados não MDR (30,4%, IC95% 23,1% - 38,5%). Dentre as bactérias resistentes aos carbapenêmicos, o gene blaSPM-1 foi detectado em P. aeruginosa (35,5%) e Acinetobacter spp. (3,8%), e o gene blaKPC detectado apenas em P. aeruginosa (25,8%). Já entre os isolados resistentes às cefalosporinas de terceira e quarta geração, o gene blaTEM estava presente em Acinetobacter spp. (25,9%) e Klebsiella spp. (30,6%) e o gene blaCTX-M em 58,3% das Klebsiella spp.. Também foi observado que o câncer de pulmão e os pacientes do sexo masculino foram predominantes na amostra e que o uso prévio de antimicrobianos durante o internamento e até três meses antes do isolamento do patógeno descrito neste estudo, apresentaram associação com o desenvolvimento de infecções por patógenos MDR. Assim, os resultados encontrados podem contribuir com epidemiologia molecular dos genes de resistência presentes no ambiente hospitalar, além de ressaltar a importância da monitorização contínua das IRAS em pacientes com câncer internados por longos períodos, a fim de melhorar os cuidados prestados a estes pacientes. / Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella spp. and Acinetobacter spp. are among the five leading causes of Healthcare-associated Infections (HAI) in cancer patients, and those associated with a high mortality rate. Because of the vulnerability of patients and the increasing incidence of multidrug-resistant pathogens (MDR), this study aimed to realize an epidemiological and molecular study of infections caused by P. aeruginosa, Klebsiella spp. and Acinetobacter spp. in patients with solid tumors, admitted to a Recife-PE hospital. Therefore, we conducted a descriptive cross-sectional study of clinical, microbiological and hospital, and the resistance genes blaSPM-1, blaIMP, blaVIM, blaKPC, blaTEM and blaCTX-M, were investigated by polymerase chain reaction. It was also performed molecular typing of MDR isolates using Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus-based PCR (ERIC-PCR). Between 2012 and 2014, were obtained 169 isolates, 58 P. aeruginosa, 36 Acinetobacter spp. and 75 Klebsiella spp.. The frequency of MDR pathogens (69.6% 95% 61.5% - 76.9%) was significantly higher than non-MDR isolates (30.4% 95% 23.1% - 38.5%). Among the carbapenem-resistant bacteria, the blaSPM-1 gene was detected in P. aeruginosa (35.5%) and Acinetobacter spp. (3.8%), and blaKPC gene detected only in P. aeruginosa (25.8%). Among the resistant isolates to the third and fourth generation cephalosporins, the blaTEM gene was present in Acinetobacter spp. (25.9%) and Klebsiella spp. (30.6%) and blaCTX-M gene in 58.3% of the Klebsiella spp.. It was also noted that lung cancer and male patients were predominant in the sample and the previous use of antimicrobials during hospitalization and antibiotic use up to three months before the pathogen isolation described in this study were associated with the development of pathogen infections MDR. Thus, the results can contribute to molecular epidemiology of resistance genes present in the hospital, and underline the importance of continuous monitoring of HAI in cancer patients hospitalized for long periods aiming improve the care provided to these patients.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-04-10T17:01:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Iasmim Lucas da Silva.pdf: 2916095 bytes, checksum: c23cab722c74173251220dd40ba0f0cc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T17:01:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Iasmim Lucas da Silva.pdf: 2916095 bytes, checksum: c23cab722c74173251220dd40ba0f0cc (MD5) Previous issue date: 2016-07-28 / Facepe / A L-asparaginase (E.C. 3.5.1.1) é essencial para um curso normal do ciclo celular, estando presente em bactérias, fungos, animais e plantas e não é encontrada em seres humanos. Importante para o tratamento da leucemia linfoblástica aguda dentre outras doenças leucêmicas e a doença de Hodgkin. As Pseudomonas são ocorrentes no solo e água, apresentam a capacidade de produzir enzimas, como é o caso da L-asparaginase do Tipo I e II. Com isso, o objetivo deste trabalho foi obter melhores parâmetros para otimização, purificação parcialmente da L-asparaginase excretada por Pseudomonas sp. isolada da rizosfera da Caesalpinia. pyramidalis. No presente estudo visando otimizar a produção do complexo de L-asparaginase foi realizado um planejamento experimental central composto (23) com 4 pontos centrais, sendo as variáveis pH (4, 7 e 10), temperatura (30°C, 40°C e 50°C) e concentração da L-asparagina (0,2%, 0,5% e 0,8%) estudadas. Posteriormente realizou-se a análise estatística das variáveis e a análise da variância (ANOVA) dos resultados obtidos que foram avaliados através do programa Statistica, versão 7.0 (StatSoft Co., USA). Em seguida, realizou-se a purificação da enzima L-asparaginase excretada por Pseudomonas sp. através da técnica de cromatografia de troca iônica e uma eletroforese SDS-PAGE. Posteriormente, foi realizada a caracterização da enzima purificada, avaliando os efeito e estabilidades em diferentes valores de pH e temperaturas, por fim a enzima em diferentes substratos e íons. Finalizando foram efetuadas as identificações morfológica e molecular da bactéria, utilizando o Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e a nível de espécie usou-se o primer 16 S respectivamente. Os resultados obtidos no procedimento de otimização da atividade de L-asparaginase foram obtidos nos ensaios com concentração de L-asparagina a 0,8%, pH 4 e temperatura de 30°C, com valores de atividades 0,5604 U/mL e 0,0632 mg de proteína/mL, respectivamente. Os melhores dados da cromatografia de troca iônica mostraram que das 57 frações coletadas, as de melhor atividade para L-asparaginase, foram as frações de valores 1,1412 U/mL e 1,1417 U/mL, com um rendimento de 0,64% e 18,6 U/mg de atividade específica. Realizou-se uma eletroforese PAGE-SDS para obter o peso molecular da proteína, apresentando como peso molecular de 32 kDa. Na caracterização enzimática, a enzima se mantem estável em pH 7, em relação a temperatura, tivemos a melhor estabilidade 30 °C, a L-asparaginase apresentou melhor efeito nos substratos L-asparagina seguido da L-glutamina e por fim o nitrato de sódio (NaNO3), cloreto de Mercúrio (HgCl2), cloreto de magnésio (MgCl2) e ureia apresentaram os melhores efeitos de íons. Em relação à identificação bacteriana encontrou-se colônias em forma de bastonetes curtos, com longos flagelos e a nível de espécie foi denominada com sendo Pseudomonas aeruginosa. Portanto, os resultados obtidos da L-asparaginase caracterizada, isolada da P. aeruginosa, mostraram resultados significativos e extremamente importantes para a indústria biotecnológica, apresentando assim a viabilidade e confiabilidade do estudo realizado. / L-asparaginase (E.C. 3.5.1.1) is essential for the normal course of cell cycle being present in bacteria, fungi, animals and plants and is not found in humans. Important for the treatment of acute lymphoblastic leukemia among other leukemic disease and Hodgkin's disease. The Pseudomonas are occurring in soil and water, have the capacity to produce enzymes, such as L-asparaginase Type I and II. Thus, the aim of this study was to obtain the best parameters for optimization, purification part of L-asparaginase secreted by Pseudomonas sp. isolated from the rhizosphere of Caesalpinia pyramidalis. In the present study to optimize the production of L-asparaginase complex was performed a central experimental design compound (23) with four central points and the variables pH (4, 7 and 10), temperature (30°C, 40°C and 50°C) and concentration of L-asparagine (0,2%, 0,5% and 0,8%) studied. Later there was the statistical analysis of the variables and analysis of variance (ANOVA) of the results that were evaluated through Statistica, version 7.0 (StatSoft Co., USA). Then there was the purification of L-asparaginase enzyme secreted by Pseudomonas sp. by ion exchange chromatography technique and SDS-PAGE electrophoresis. Afterwards, the characterization of the purified enzyme was carried out to evaluate the effect and stability at different pH values and temperatures, and finally the enzyme on different substrates and ions. Finalizing were made the morphological and molecular identification of bacteria using the Scanning Electron Microscope (SEM) and the kind of level we used the primer 16S respectively. The results of the optimization procedure for L-asparaginase activity in the assays were obtained with a concentration of L-asparagine to 0,8%, pH 4 and 30°C, with activity values 0,5604 U/mL and 0,0632 mg of protein/mL, respectively. The best data ionic exchange chromatography showed that the 57 collected fractions, the best activity to L-asparaginase were fractions values 1,1412 U/mL and 1,1417 U/mL, with a yield of 0,64 % and 18,6 U/mg specific activity. We performed a SDS-PAGE electrophoresis for the molecular weight of the protein, presenting as molecular weight of 32 kDa. In the enzyme characterization, the enzyme is stable at pH 7 with respect to temperature had better 30 °C stability, L-asparaginase had a better effect on the L-asparagine substrate followed by L-glutamine and finally sodium nitrate (NaNO3), mercury chloride (HgCl2), magnesium chloride (MgCl2) and urea showed the best effects ions. Regarding the bacterial identification met colonies in the form of short rods with flagella long and species level was named as being Pseudomonas aeruginosa. Therefore, the results of characterized L-asparaginase, isolated from P. aeruginosa, showed significant results and extremely important for the biotechnology industry, thus presenting the viability and reliability of the study performed.

Uma característica associada à capacidade de Pseudomonas aeruginosa sobreviver e disseminar-se frente a situações adversas encontradas no ambiente e no organismo de hospedeiros é a regulação de genes de resposta a condições de estresse celular, que incluem o evento de choque térmico. A exposição do microrganismo a um ambiente de alta temperatura resulta na indução da síntese de proteínas específicas, representadas por chaperonas e proteases, que conferem um aumento da viabilidade celular microbiana em condições consideradas letais. Presume- se que o gene PA 0657 de P. aeruginosa O1 possa estar associado à indução ou supressão do processo transcricional de genes envolvidos na resposta ao choque térmico. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a função do gene PA0657 de P. aeruginosa O1. Para isso, análises bioinformáticas foram realizadas e o gene foi clonado e expresso em sistema bacteriano, produzindo uma proteína recombinante que foi purificada e caracterizada enzimaticamente. Além disso, uma linhagem de P. aeruginosa O1 com o gene PA0657 rompido por recombinação homóloga foi construída, sendo submetida, juntamente com a linhagem selvagem, a uma condição de estresse térmico, permitindo que a expressão de diversos genes associados ao evento de choque térmico pudessem ser avaliadas por qRT-PCR. Os resultados mostraram que a proteína recombinante PA0657 foi capaz de degradar adenosina trifosfato (ATP), dependente do íon Zn2+. Foi possível verificar também que a linhagem rompida perdeu a capacidade de produzir o pigmento piocianina quando crescida em meio cetrimida e não apresentou seu fenótipo mucóide. Em análise in silico observou-se que a região promotora do gene PA0657 é dependente de σ32 e a análise de expressão gênica evidenciou uma diminuição de expressão do gene rpoH na linhagem selvagem de PAO1 após choque térmico, sendo este gene significativamente expresso na linhagem rompida. Observou-se também um acentuado aumento na expressão do gene algU, nestas mesmas condições, na linhagem selvagem PAO1, com ausência de expressão na linhagem rompida. É possível concluir, dessa forma, que o gene PA0657 exerce participação importante no processo de regulação de resposta ao choque térmico e está relacionado com a conversão do fenótipo mucóide. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES / A feature associated with the ability of Pseudomonas aeruginosa survive and dissemination in adverse conditions found in the environment and in hosts‘ organisms is a specific genes regulation of stress response, including heat shock event. The exposure of microorganisms to a high temperature environment results in the induction of synthesis os specific proteins, represent by chaperones and proteases, conferring an increase og the microbial cell viability under conditions considered lethal. . It is presumed that the PA0657 gene of P. aeruginosa O1 can be related to the induction or suppression of transcriptional process of genes that are involved in a response to heat shock. In this context, the aim of this work was to characterize the function of the PA0657 gene of P. aeruginosa O1. In this way, bioinformatic analyzes were performed and the gene was cloned and expressed in bacterial system, producing recombinant protein which was purified and enzymatically characterized. Moreover, the PA0657 gene of P. aeruginosa O1 strain was disrupted by homologous recombination. The wild type strain and the disrupted strain were submitted to a thermal stress and the expression of various genes associated with heat shock event could be evaluated by qRT -PCR. The results showed that the PA0657 recombinant protein was capable of degrading adenosine triphosphate (ATP) of Zn2+ dependent manner. It was also verified that the ruptured strain lost its ability to produce pyocyanin pigment when grown on cetrimide means and its mucoid phenotype. It was possible to find in computational analysis that the promoter region of the PA0657 gene is dependent on σ32. The gene expression analysis showed a decrease in expression of the rpoH gene in the wild type strain after heat shock, this gene is significantly expressed in the disrupted strain. A significant increase in expression of the algU gene was observed, on the wild type strain with absence of expression in the disrupted strain. Therefore, it was possible to conclude that the PA0657 gene cts in the regulatory process of thermal shock response and is related to the conversion of the mucoid phenotype.

Orientador: Antonio Fernando Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-09T13:21:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mathiazzi_IsabellaChiarini_M.pdf: 1597687 bytes, checksum: 20d1c4dff9a3dbb344a4d175911ae3cb (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A fibrose cística (FC) é uma doença multissistêmica, hereditária, limitante da vida. As infecções respiratórias, principalmente por Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) são responsáveis por repetidas exacerbações pulmonares, que evoluem para deterioração da função pulmonar, principal causa de morbi-mortalidade da FC. Este estudo teve como objetivo avaliar a variabilidade genotípica e fenotípica da P. aeruginosa isolada em dois momentos na evolução da doença pulmonar em pacientes com FC atendidos em um centro de referência. Foi realizado um estudo descritivo longitudinal. A secreção respiratória foi coletada sob a forma de escarro ou swab de orofaringe, efetuada sua identificação microbiológica e análise por Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD). Os dados foram apresentados de forma descritiva e em tabelas, o programa utilizado foi o SAS versão 8.02. Foram incluídos 81 pacientes, 52 apresentaram P. aeruginosa e 29 não apresentaram, foram identificadas 71 cepas não - mucóide e 67 mucóide. RAPD identificou 14 padrões com o primer 208 e 10 padrões com o primer 272. Exceto no caso dos irmãos gêmeos, não foram observadas cepas com mesmo padrão. Em nosso estudo, verificamos heterogeneidade da P. aeruginosa, independente do fenótipo da colônia. Observamos que 35,29% dos pacientes mantiveram um único genótipo. Os resultados mostraram: uma distribuição homogênea das cepas mucóide e não-mucóide; ausência de relação entre o genótipo e o fenótipo da P. aeruginosa; heterogeneidade fenotípica e genotípica da P. aeruginosa entre os pacientes fibrocísticos e na evolução de um mesmo paciente; evidências de não aquisição da P. aeruginosa pelos pacientes no ambiente de nosso centro de atendimento; um único caso de infecção cruzada (gemelares) / Abstract: Cystic fibrosis (CF) is a multiorgan inherited disease, and it restricts life. The respiratory infections, mainly by Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), are responsible for repeated lung exacerbations, which progress to the deterioration of lung functioning, the main cause of morbi-mortality of CF. The purpose of this work was to analyze the variability of P. aeruginosa regarding its genetic and phenotypic characteristics isolated in two moments during the evolution of the lung disease in patients with CF. A longitudinal descriptive study was performed. Respiratory secretion was collected as sputum or oropharynx swab, its microbiological identification and analysis by Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD). The data were presented in a descriptive way and in tables; SAS 8.02 the program used. 81 of the patients were included, 52 presented P. aeruginosa, 29 didn¿t present it; non-mucoid strains were identified in 71 of the samples and mucoid strains in 67. RAPD identified 14 patterns with primer 208 and 10 patterns with primer 272. With exception of the twin siblings¿ case, strains with the same pattern were not observed. In our study, we verified high P. aeruginosa heterogeneity, independent of the colony phenotype. We observed that 35,29% of the patients conserved only one P. aeruginosa genotype. The results showed: a balanced distribution of mucoid and non-mucoid strains; that there isn¿t a relationship between the P. aeruginosa genotype and phenotype; there was a phenotypical and genotypical P. aeruginosa heterogeneity among patients with cystic fibrosis and in the evolution of the same patient; there was no evidence of acquisition of P. aeruginosa by the patients environment in our care centre; only one case of cross-infection (twins) / Mestrado / Saude da Criança e do Adolescente / Mestre em Saude da Criança e do Adolescente

Biocélulas a combustível são dispositivos eletroquímicos que convertem energia química em energia elétrica por meio da combustão bioeletroquímica de matéria orgânica. Células a combustível microbianas são biocélulas que utilizam microrganismos para metabolizar substratos no compartimento anódico. Entre os diversos microrganismos utilizados, algumas bactérias têm se destacado por apresentarem características de transferência de elétrons altamente eficientes, seja diretamente ou indiretamente (mediada), para os eletrodos. Entre as bactérias mais estudadas a espécie Pseudomonas aeruginosa possui grande importância devido à sua capacidade de produzir piocianina, um pigmento azul-esverdeado, que possui as características necessárias para a transferência de elétrons. A Pseudomonas aeruginosa apresenta melhor desempenho na produção da piocianina em meios de cultura enriquecidos com glicerol. O glicerol, por sua vez, é o principal subproduto na produção de biodiesel, e amplamente utilizado em indústrias como a de cosméticos. No entanto, o aumento exponencial na produção de biodiesel resultou no acúmulo do glicerol residual, o que fez seu preço cair substancialmente nos últimos anos e ocasionado o acúmulo como um subproduto indesejável. Com base nesses dados, o objetivo deste trabalho foi estudar linhagens de P. aeruginosa quanto à produção de pigmentos em caldo nutriente enriquecido com glicerol e caldo King (meio de cultura próprio para a produção de piocianina, que contém em sua formulação 10 g.L-1 de glicerol) e células a combustível microbianas com a linhagem que apresentar os melhores resultados em relação à produção de pigmentos. Os resultados mostraram que das seis linhagens apenas três se mostraram capazes de produzir piocianina em meio King, sendo que a cepa ATCC 27853 apresentou o melhor desempenho. As células a combustível microbianas construídas com meio de cultura caldo nutriente enriquecido com glicerol e meio King mostraram que é possível produzir pequenas quantidades de corrente com esta bactéria. Os estudos de cronoamperometrias e reação de redução de oxigênio apontam que a utilização de Nafion® como membrana trocadora de prótons é ineficiente devido à alta concentração de íons Na+ e K+ e, portanto, mais estudos devem ser realizados na ausência deste tipo de membrana para a otimização da produção de corrente. / Biofuel cells are electrochemical devices that convert chemical energy into electrical energy by the bioelectrochemical combustion of organic matter. Microbial fuel cells are biofuel cells that use microorganisms to metabolize substrates in the anodic chamber. Among several microorganisms used, some bacteria species have gained special attention because they show high efficiency in the electronic transfer, directly or indirectly (mediated transfer), toward the electrodes. Among the most studied bacteria species Pseudomonas aeruginosa showed a great importance due to their capacity to produce pyocyanin, a blue-green pigment, that possess the necessary features to mediate electron transfer. The P. aeruginosa show the best performance for pyocyanin production in culture media enriched with glycerol. Glycerol is the main byproduct of biodiesel production and largely used in the cosmetics industries. Nevertheless, the exponential increase in the biodiesel production resulted in a glycerol byproduct accumulation that made its price decreased substantially in the last years and became an undesirable product. With this information, the aim of this study was to investigate the pigment production by P. aeruginosa strains in nutrient broth enriched with glycerol and King broth (a culture medium specific for pyocyanin production which uses 10 g.L-1 of glycerol) and microbial fuel cells with P. aeruginosa strains which showed the best results in the pigment production experiments. The results showed that among the six studied strains only three were able to produce pyocyanin in King culture medium, and the ATCC 27853 strain showed the best performance. Microbial fuel cells constructed with nutrient broth enriched with glycerol and King broth media resulted in a small current output. The experiments with chronoamperometry and oxygen reduction reaction suggest that the utilization of Nafion® as a proton exchange membrane is inefficient due the high Na+ and K+ ion concentration. So, new experiments with membraneless microbial fuel cells are needed to improve the current output.

INTRODUÇÃO: Cepas de Pseudomonas aeruginosa (PA) produtoras de Metalo-b- lactamase (MBL) tem sido reportadas como sendo uma importante causa de infecções nosocomiais assim como um grande problema terapêutico mundial. No complexo HC-FMUSP, o maior hospital universitário do Brasil, a prevalência de PA resistente aos carbapenêmicos também se apresenta de forma crítica. No entanto, a prevalência de MBL em nossa instituição e a padronização para detecção fenotípica deste mecanismo de resistência ainda não foram estabelecidos. OBJETIVOS: Determinar a prevalência de MBL em cepas de PA resistentes ao imipenem; comparar métodos fenotípicos e moleculares na detecção de MBL; avaliar a clonalidade dos isolados produtores de MBL e determinar o perfil de suscetibilidade de todos os isolados incluídos no estudo. MÉTODOS: Foi realizado um estudo retrospectivo com 69 cepas de PA resistentes ao imipenem isoladas de hemoculturas de pacientes do HC-FMUSP no ano de 2005. Os isolados foram submetidos ao teste de suscetibilidade pelo método de microdiluição e Etest® para colistina. Estes foram testados para a produção de MBL pelos métodos fenotípicos de Disco Aproximação (DA), Etest® MBL e Teste de Hodge Modificado (THM). A Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) foi realizada para detecção dos seguintes genes: (blaSPM-1, blaIMP-1, blaIMP-2, blaVIM-1 e blaVIM-2). A clonalidade dos isolados produtores de MBL foi avaliada por Eletroforese em Campo Pulsado (PFGE). RESULTADOS: Cinqüenta e três cepas (76.8%) foram positivas pelos métodos de DA e Etest® MBL, e 19 cepas (27.5%) foram positivas pelo THM. Vinte e um isolados (30.4%) demonstraram o gene blaMBL por PCR, sendo que 17 (81%) foram positivos para o gene blaSPM-1 e 4 (19%) para o gene blaVIM-2. Os genes blaIMP-1, blaIMP-2 e blaVIM-1 não foram detectados. O inibidor ácido 2-mercaptoacético (MAA) e o THM mostram a melhor concordância com a PCR, com índices de kappa variando de 0.81 a 0.86 e 0.79, respectivamente O ácido etilenodiaminotetracético (EDTA), demonstrou alta sensibilidade (100%), baixa especificidade (33.3%), e pobre concordância com a PCR. Entre os isolados positivos para o gene blaSPM-1, 5 foram indistinguíveis, 11 foram estreitamente relacionados e 1 possivelmente relacionado. Entre os isolados positivos para o gene blaVIM-2, 2 foram indistinguíveis, 1 foi estreitamente relacionado e 1 diferente. Entre os isolados produtores de MBL, a colistina e o aztreonam foram as drogas mais ativas com 90.5% e 85.7% de sensibilidade, respectivamente. CONCLUSÃO: Este é o primeiro relato de PA produtora de MBL no HC-FMUSP, reforçando a epidemiologia brasileira onde a enzima SPM-1 é a mais prevalente entre isolados de PA. Os métodos de DA com o inibidor MAA e o THM mostraram-se boas opções para detecção fenotípica de MBL em laboratórios de microbiologia. Os produtores de MBL demonstraram fenótipo multiresistente com um padrão clonal, enfatizando a necessidade de práticas de controle de infecções em nossa instituição / INTRODUCTION: Pseudomonas aeruginosa (PA) strains Metallo-b-lactamase (MBL) producing have been reported as an important cause of nosocomial infection, also becoming a critical therapeutic problem worldwide. At HC-FMUSP complex, the largest teaching hospital in Brazil, the prevalence of PA resistant to carbapenems is also presented as a critical problem. However, MBL prevalence and the standardization for phenotypical detection of this resistance mechanism still had not been established. PURPOSE: To determine MBL prevalence in PA resistant to imipenem; to compare phenotypic and molecular methods to detect MBL; to evaluate the clonality of the MBL producers strains and to determine the susceptibility profile of all isolates included in this study. METHODS: A retrospective study was carried analyzing 69 PA strains resistant to imipenem isolated from blood cultures of patients at HC-FMUSP during 2005. They were submitted to the susceptibility profile test by microdilution method and Etest® to colistin. The isolates were also tested for MBL production by phenotypic methods like Double Disk Synergy (DDS), Etest® MBL, Modified Hodge Test (MHT). The Polimerase Chain Reaction (PCR) was used to detect the following genes: (blaSPM-1, blaIMP-1, blaIMP-2, blaVIM-1 and blaVIM-2). The clonality of the MBL producers was evaluated by Pulsed Field Gel Electrophoresis (PFGE). RESULTS: Fifty-three isolates (76.8%) had positive results with DDS and Etest® MBL, and 19 isolates (27.5%) were positive by MHT. Twenty-one isolates (30.4%) had a blaMBL gene by PCR, being 17 (81%) positive for blaSPM-1 and 4 (19%) for blaVIM-2. The blaIMP-1, blaIMP-2 and blaVIM-1 genes had not been detected. Mercaptoacetic acid (MAA) inhibitor and MHT showed the best agreement with PCR, with kappa value ranging from 0.81 to 0.86 and 0.79, respectively. Etilenodiaminotetracetic acid (EDTA) inhibitor showed high sensibility (100%), low specificity (33.3%), and poor agreement with PCR. Among isolates producing blaSPM-1 gene, 5 were indistinguishable, 11 were closely related and 1 was possibly related. Among isolates producing blaVIM-2 gene, 2 were indistinguishable, 1 closely related and 1 was different. Among MBL-producing strains, colistin and aztreonam were the most active drugs with 90.5% and 85.7% of sensitivity, respectively. CONCLUSION: This is the first report of PA MBL producers at HCFMUSP, reinforcing the Brazilian epidemiology where SPM-1 enzyme is the most prevalent among PA isolates. The DDS method with MAA inhibitor and MHT had the best agreement with PCR, showing themselves as good options for MBL phenotypical detection in microbiology laboratories. The MBL producers had shown multiresistant phenotype with a clonal standard, reinforcing the necessity of infection control practices in our institution

Orientadores: Andréa Dessen de Souza e Silva, David Neves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T14:11:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Madeira_PauloViniciusdaMata_M.pdf: 3508240 bytes, checksum: 40070baffe8469acd5f3a60f9e82a931 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Segundo a Organização Mundial da Saúde, doenças infecciosas são a segunda principal causa de morte no mundo. Essas doenças são causadas por organismos patogênicos que podem compartilhar certas similaridades em seu modo de infecção. Bactérias patogênicas são responsáveis por diversas doenças de acometimento humano, sua patogenicidade, na maioria das vezes, apresenta-se associada a secreção de fatores de virulência que são responsáveis pela adesão, invasão e por danos ás células e tecidos do hospedeiro. P. aeruginosa é um patógeno oportunista, multiresistente a antibióticos e é a bactéria Gram negativa principal causadora de infecções hospitalares, podendo levar à óbito por pneumonia e sepse pacientes imunocomprometidos, principalmente pacientes com fibrose cística, AIDS e vítimas de queimadura. A proteína ExoU de P. aeruginosa é um fator de virulência, altamente citotóxico, secretado pela bactéria que apresenta atividade fosfolipase A, degradando a membrana celular e levando a rápida morte celular. ExoU é pertencente a família das proteínas tipo patatina, essas proteínas apresentam regiões homólogas a fosfolipase A2 citosólica humana e regiões homólogas a proteínas patatinas. A proteína PlpD encontrada em linhagens que não codificam ExoU, a saber: PA01 e PA14 de P. aeruginosa apresentam todas as regiões conservadas, classificando-a como uma proteína bacteriana do tipo patatina, assim como a ExoU. Além disso foi mostrado que seu domínio catalítico é secretado pela bactéria e apresenta atividade de lipase, importante para o processo infectivo do patógeno. Como P. aeruginosa, assim como outros patógenos, se tornaram multiresistentes a antibióticos, a busca por novos alvos terapêuticos vem sendo incentivada. A compreensão estrutural dos componentes envolvidos no processo infectivo é essencial para o desenvolvimento de novos agentes terapêuticos. Nesse trabalho a estrutura da porção secretada da proteína PlpD, com atividade catalítica, foi resolvida à uma resolção de 2.14 Angstroms. A análise da proteína mostrou diferenças interessantes entre sua estrutura e de seu homólogo ExoU, fornecendo pistas para a caracterização de seu mecanismo de ação à nível estrutural. Essa tese foi desenvolvida em colaboração com o grupo do Laboratório de Engenharia de Sistemas Macromoleculares de Marselha, França sob coordenação da Drª Sophie Bleves / Abstract: According to the World Health Organization, infectious diseases are the second leading cause of deaths worldwide . These diseases are caused by pathogenic organisms that may share certain similarities in their mode of infection. Pathogenic bacteria are responsible for many human diseases, their pathogenicity, most often appears associated with the secretion of virulence factors that are responsible for adhesion, invasion and damage to the cells and tissues of the host. P. aeruginosa is an opportunistic pathogen, multidrug-resistant and the main Gram negative cause of nosocomial infections, this pathogen may lead to death due to pneumonia and septcemia immunocompromised patients, especially patients with cystic fibrosis, AIDS and burn victims. The ExoU protein of P. aeruginosa is a highly cytotoxic virulence factor secreted by the bacterium which has phospholipase A activity by degrading the cell membrane and leading to rapid cell death. ExoU belongs to patatin-like protein family, these proteins have regions homologous to human cytosolic phospholipase A2 and regions homologous to patatins. The PlpD protein is found in strains that do not encode ExoU, namely P. aeruginosa PA01 and PA14. This protein shows all conserved regions of patatin-like proteins, classifying it as a bacterial patatin-like protein, as well as the ExoU. Furthermore it was shown that its catalytic domain is secreted by the bacterium and shows lipase activity, important for the infection process. As P. aeruginosa, as well as other pathogens have become multidrug resistant, the search for new therapeutic targets is being encouraged. The understanding of the structural components involved in the infective process is essential for the development of new therapeutic agents. In this work the structure of the secreted portion of PlpD protein which has catalytic activity was resolved at 2.14 angstroms resolution. The protein analysis showed interesting differences between its structure and its homologous ExoU, providing evidences to the characterization of its mechanism of action at a structural level. This thesis was developed in collaboration with the Macromolecular Engineering Systems Laboratory group in Marseille, France under the coordination of Dr Sophie Bleves / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientadores: Arnaldo Yosteruy Kuaye, Luiz Antonio Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T05:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_LilianeRodrigues_M.pdf: 1091941 bytes, checksum: 60be1838dcd0800329468f3b7825e521 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O grande consumo de águas minerais tem alavancado muitos estudos de relação caracterização microbiológica, nas mais diversas regiões brasileiras. Trabalhos revelam que a grande maioria das águas brasileiras envasadas e águas de poços artesianos possuem contaminação microbiana, causando grande preocupação com relação à qualidade da água a ser consumida. Dentre os processos para tratamento da água mineral, a fim de atender as exigências comerciais e de legislações, está a microfiltração. O processo consiste da utilização de filtros de membranas poliméricas, nos quais os microrganismos ficam retidos (barreira mecânica). De acordo com a Resolução RDC nº 275/2005 Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), os microrganismos Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa, estão inseridos, juntamente com outras bactérias, como Enterococos, Clostridium perfringens e coliformes totais no quadro de controle microbiano de águas minerais. Devido à utilização dos filtros de membrana para controle destes microrganismos, há a necessidade da realização da sanitização desses filtros para evitar proliferação de microrganismos na superfície; prevenindo o entupimento dos poros da membrana e contaminação do processo. O sanitizante a base de ácido peracético e água quente são os principais agentes sanitizantes utilizados na indústria de água mineral para sanitização de equipamentos. Assim este trabalho objetivou avaliar a formação de biofilme microbiano de Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa em membranas poliméricas de poliamida e polietersulfona e a eficiência da sanitização das membranas por solução de ácido peracético a 0,1%, 0,2% e água quente a 85 ºC em dois diferentes tempos de contato, 10 minutos e 20 minutos. O teste foi realizado através do contato de cupons de 1 cm2 das membranas com o inóculo na concentração de 104 UFC/ mL, em temperaturas de 5, 25 e 35ºC e a análise dos cupons após 24h, 48h e 72h de contato. A quantidade de células aderidas de Escherichia coli para ambas as membranas foi de 4 log UFC/ cm2 para as primeiras 24h de contato, chegando até 6 log UFC/cm2 após 72h de contato para a temperatura de 35ºC. Para Pseudomonas aeruginosa, o comportamento de adesão foi similar, onde a maior quantidade chegou à 6,25 log UFC/cm2 após 72h de contato para a temperatura de 25ºC. Para avaliar a eficiência dos agentes sanitizantes, os cupons foram submetidos ao processo de adesão dos microrganismos e após 24 horas de contato na temperatura de 35ºC foram colocados em contato com a solução sanitizante à base de ácido peracético 0,1%, 0,2% e água quente à 85ºC durante 10 e 20 minutos. Os sanitizantes utilizados ofereceram grande eficiência na redução das bactérias aderidas nas membranas. A concentração do sanitizante químico mais efetivo foi 0,2% para 10 e 20 minutos de contato, onde cerca de 80% dos cupons tiveram redução de > 4 Log UFC/cm2. A água na temperatura de 85ºC em ambos os tempos de contato (10 minutos e 20 minutos) também ofereceu grande eficiência na redução logarítmica dos microrganismos, onde 100% dos cupons apresentaram redução > 4 Log UFC/cm2 / Abstract: The high consumption of mineral water has leveraged many studies regarding microbiological, in several brazilian regions. Papers reveal that the vast majority of brazilian bottled waters and water from artesian wells have microbiological contamination, causing great concern about the quality of water being consumed. Among the processes for treatment of mineral water in order to meet business requirements and laws is microfiltration. The process consist in the use of polymer membrane filters, the where the microorganisms are withheld (mechanical barrier). According to Resolution RDC 275/2005 of National Agency for Sanitary Vigilance (ANVISA) microorganisms Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa, are inserted, along with other bacteria such as Enterococcus, Clostridium perfringens and total coliforms under control of microbiological characteristics of mineral waters. Due to the use of membrane filters to control these microorganisms, there is the need to perform sanitization filters to prevent the proliferation of microorganisms on the surface, preventing the clogging of the pores of the membrane and process contamination. The sanitizing the basis of peracetic acid and hot water are the main agents sanitizers available in the industry of mineral water to equipments sanitize. This study aimed to evaluate the microbial biofilm formation of Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa in polymeric membranes of polyamide and polyethersulfone membranes and the sanitizing ef ficiencyprocess with of peracetic acid 0.1%, 0.2% and hot water at 85 °C in two different contact times, 10 minutes and 20 minutes. The test was conducted through the contact of coupons with 1 cm2 of the membranes in the inoculum with concentration of 104 CFU /mL, at temperatures of 5, 25 and 35 °C and an alysis of the coupons after 24h, 48h and 72h of contact. The amount of Escherichia coli cells attached to both membranes was 4 log CFU /cm2 for the first 24 hours of contact, reaching 6 log CFU /cm2 after 72 hours of contact to a temperature of 35 °C. For Pseudomonas aeruginosa, the adherence behavior was similar, where the largest amount reached 6.25 log CFU /cm2 after contact for 72 hours at 25 º C. To evaluate the effectiveness of sanitizing agents, the coupons were subjected to the adhesion of microorganisms and after 24 hours of contact at 35 ºC were placed in contact with the sanitizing solution based on peracetic acid 0.1%, 0.2% and hot water at 85 °C for 10 to 20 minutes. The sanitizers used offered high efficiency in reducing bacteria attached on the membranes. The concentration of chemical sanitizer most effective was 0.2% for 10 and 20 minutes of contact, where about 80% of the coupons was reduced by > 4 Log CFU/cm2. The water temperature at 85 °C in both contact times (10 and 20 minutes) also offered greater efficiency in logarithmic reduction of microorganisms, where 100% of the coupons showed a reduction > 4 Log UFC/cm2 / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Assurer la disponibilité d'un métal afin de croitre est un processus microbien vital,particulièrement critique lorsque la source devient rare comme à l'intérieur d'un hôte. Dans ces travaux, nous décrivons et étudions deux opérons prédits pour coder les différentes fonctions permettant la synthèse, l'export et la récupération d'un nouveau métallophorebactérien analogue à nicotianamine des plantes. Des études préliminaires ainsi que d'autresétudes indiquent que ces systèmes sont fonctionnels, qu'ils permettent l'import de nickel et decobalt et que les transporteurs prédits sont importants pour la virulence de S. aureus. Encombinant des approches de biochimie, de génétique et de métabolomique nous proposons lastructure de ce métallophore chez S. aureus et P. aeruginosa et proposons aussi leurs modesde biosynthèse. Ce modèle reste encore à valider par des approches complémentaires maispermettrait de décrire pour la première fois un métallophore spécifique du nickel et du cobaltet un mode de synthèse original faisant appel à une épimérase, une enzyme apparentée auxnicotianamine synthase et enfin à une protéine appartenant à la famille DUF2338. Laconnaissance et l'utilisation de ces systèmes permettent aussi d'envisager des systèmes debioremédiation ou bien de récupération du nickel et du cobalt. / Ensuring the availability of a given metal for growth is a vital microbial process,especially critical when the source becomes scarce like inside a host. In this work, wedescribe and study two operons predicted to encode the various functions for the synthesis,export and recovery of a new bacterial metallophore similar to plant's nicotianamine.Preliminary studies as well as studies in the literature indicate that these systems arefunctional, participate in the import of nickel and cobalt and that the predicted transporters areimportant for the virulence of S. aureus. By combining approaches from biochemistry,genetics and metabolomics we propose the structure of this metallophore in S. aureus and P.aeruginosa and also offer ways of their biosynthesis. This model remains to be validated butwould describe for the first time a specific metallophore for nickel and cobalt and an originalbiosynthetic route involving an epimerase, an enzyme related to nicotianamine synthase andfinally a protein belonging to the DUF2338 family. The knowledge of these systems alsooffers the possibility to exploit them in the bioremediation or recovery of nickel and cobalt.