Made available in DSpace on 2016-06-02T19:32:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6751.pdf: 1090624 bytes, checksum: f2bfa0137477a5e0146bbb71ea1ac963 (MD5) Previous issue date: 2015-02-12 / Universidade Federal de Minas Gerais / The zonation of rocky shores results from the action of physical and chemical factors and of biological interactions within the benthic assemblages, being a good model to investigate factors that structure biological communities. In the present study, the objective was to evaluate the processes influencing a particular zonation pattern in sheltered rocky shores of Southeastern Brazil. The intermediate and lower midlittoral in these environments is a zone mainly formed by bare rock, or biofilm, presenting only few individuals of the barnacle Tetraclita stalactifera or other filtering-feeding species, whereas the upper midlittoral is dominated by the barnacle Chthamalus bisinuatus. In this way, we first evaluated the variation in these communities at three spatial scales (within shores, between shores and between regions), to identify the extension of the pattern (Chapter 1). Then, we carried out two experiments to test the assumptions that 1) the pattern would be determined by biofilm action, which would be distinct in the two zones and thus influence barnacle recruitment differentially; 2) the pattern would be determined by higher barnacle mortality in the lower zone, probably caused by higher predation pressure in this zone (Chapter 2). Our results allowed us to conclude that the main source of variation in the communities studied was usually at small spatial scales, meaning that the structuring processes in these communities would also occur at small scale. Barnacle recruitment during the study was excessively low and not correlated with different heights on the midlittoral, whereas the biofilm was more abundant in the lower midlittoral. In this midlittoral zone, barnacles showed higher mortality than in the upper midlittoral, evidencing strong effects of differential mortality structuring the community, although few predators were sampled in the studied areas. Thus, the present study contributes to our understanding of structuring processes in subtropical sheltered rocky shores, generating a reference framework on the system studied and subsidizing studies on environmental impacts. / A zonação em costões rochosos é resultante da atuação de fatores físico-químicos e de interações biológicas sobre as assembleias bentônicas, caracterizando-se como um bom modelo para investigar os fatores que estruturam as comunidades biológicas. Neste trabalho, o objetivo foi avaliar processos envolvidos com um padrão de zonação particular em costões rochosos abrigados do sudeste brasileiro. O mesolitoral médio e inferior nesses ambientes constitui-se de uma zona majoritariamente formada por rocha nua, ou biofilme, apresentando apenas poucos indivíduos da craca Tetraclita stalactifera ou outros filtradores, enquanto o mesolitoral superior é dominado pela craca Chthamalus bisinuatus. Dessa forma, nós primeiro avaliamos a variação nas comunidades desses costões em três escalas espaciais (dentro de costão, entre costões e entre regiões), a fim de identificar a extensão do padrão (capítulo 1). Em seguida, elaboramos dois experimentos para testar as hipóteses de que 1) o padrão seria determinado pela ação do biofilme, o qual seria distinto nas duas zonas e influenciaria o recrutamento de cracas diferencialmente; 2) o padrão seria determinado por maior mortalidade de cracas na zona inferior, provavelmente causado por maior pressão de predação nessa zona (capítulo 2). Nossos resultados permitiram concluir que a principal fonte de variação nas comunidades estudadas geralmente ocorre em pequena escala espacial, indicando que os processos estruturadores dessas comunidades também devem ocorrer em pequena escala. O recrutamento de cracas durante o estudo foi excessivamente baixo e não correlacionado com as diferentes alturas do mesolitoral, enquanto o biofilme se mostrou mais abundante no mesolitoral inferior. Nesta porção do mesolitoral, as cracas apresentaram maior mortalidade do que na região superior, evidenciando forte efeito da mortalidade diferencial na estruturação das comunidades, apesar de terem sido amostrados poucos predadores nas áreas estudadas. Assim, este estudo permitiu colaborar com o conhecimento dos processos estruturadores em costões rochosos abrigados subtropicais, gerando um quadro de referência sobre o sistema estudado e subsidiando possíveis estudos sobre impactos ambientais.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-08-01Bitstream added on 2014-06-13T19:43:46Z : No. of bitstreams: 1 storti_a_dr_arafcf.pdf: 1083866 bytes, checksum: 46bd528115c854e2d63db0b4111bbd28 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Os cateteres venosos centrais são muito usados nas Unidades de Terapia Intensiva (UTIs). O seu uso está freqüentemente associado a complicações incluindo infecções fatais. Durante o período de janeiro de 2004 a janeiro de 2005, foram analisadas 118 pontas de cateteres e 42 amostras de sangue provenientes de 100 pacientes hospitalizados em Unidade de Terapia Intensiva de um hospital da região Noroeste do estado de São Paulo. O objetivo deste estudo foi analisar, por meio de cultura e microscopia eletrônica de varredura, a colonização do cateter intravenoso central de vialon Intracath de lúmem único. Para detectar a produção de slime dos microrganismos isolados foi usado o método de Christensen et al., (1985) e o perfil de sensibilidade aos antimicrobianos de acordo com o (NCCLS-M2-A7-2000). Das 118 pontas de cateteres estudadas pelo método semi-quantitativo, 34 (28,8%) estavam colonizadas (d15 UFC/placa) em que foram isolados 55 microrganismos. Desses, 32 (58,2%) foram classificados como Gram-positivos com freqüência maior para 15 (27,3%) Staphylococcus aureus, seis (10,9%) Staphylococcus epidermidis; 19 (34,5%) classificados como Gram-negativos com freqüência maior para seis (10,9%) Acinetobacter baumannii, três (5,4%) Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter aerogenes respectivamente e ainda quatro (7,3%) classificadas como leveduras sendo duas (3,6%) Candida albicans e duas (3,6%) Candida parapsilosis.... / The aim of the present study was to evaluate the hepatotoxicity, pharmacokinetic parameters and biotransformation of isoniazid when rats were treated with isoniazid (INH); rifampicin (RMP); and INH + RMP. Daily doses of the tuberculostatic drugs were administrated intragastrically to the animals (Wistar rats) for one period of 21 days as follow: sterile water (group I, control); INH (100mg/Kg) (group II), RMP (100mg/Kg) (group III); INH (100mg/Kg) + RMP (100mg/Kg) (group IV). The serum levels of the biomarkers aspartate aminotransferase (AST) and alanine aminotransferase (ALT) were determined before the administration of the drugs (basal) and after the 21 days treatments. On day 21, blood samples were obtained before and 15þ; 30þ; 45þ; 60þ; 1,5; 3h; 6h; 12h and 24 hours after the dose. (five animals for each point). The blood samples were deproteinized with 10% trichloroacetic acid, derivatized by 1% cinnamaldehyde and analyzed by liquid chromatograph. For the determination of the acetylated metabolites acetylisoniazid (AcINH) and acetylhydrazine (AcHz) a previous hydrolysis with 6 M hydrochloride acid was performed. The results are presented as mean and SEM. ...(Complete abstract, click electronic address below).

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcelinoGVpdf.pdf: 1501043 bytes, checksum: 4189a4e35d01ba02dd420f3bab764b2d (MD5) Previous issue date: 2009-08-28 / The biofilms microbial forms of association are responsible for generating, accelerating and / or induce the process of corrosion. The damage generated in the petroleum industry for this type of corrosion is significatives, representing major investment for your control. The aim of this study was to evaluate such tests antibiograms the effects of extracts of Jatropha curcas and essential oil of Lippia gracilis Schauer on microrganisms isolated from water samples and, thereafter, select the most effective natural product for further evaluation of biofilms formed in dynamic system. Extracts of J. curcas were not efficient on the complete inhibition of microbial growth in tests type antibiogram, and essential oil of L. gracilis Schauer most effective and determined for the other tests. A standard concentration of essential oil of 20 μL was chosen and established for the evaluation of the biofilms and the rate of corrosion. The biocide effect was determined by microbial counts of five types of microorganisms: aerobic bacteria, precipitating iron, total anaerobic, sulphate reducers (BRS) and fungi. The rate of corrosion was measured by loss of mass. Molecular identification and scanning electron microscopy (SEM) were performed. The data showed reduction to zero of the most probable number (MPN) of bacteria precipitating iron and BRS from 115 and 113 minutes of contact, respectively. There was also inhibited in fungi, reducing to zero the rate of colony-forming units (CFU) from 74 minutes of exposure. However, for aerobic and anaerobic bacteria there was no significant difference in the time of exposure to the essential oil, remaining constant. The rate of corrosion was also influenced by the presence of oil. The essential oil of L. gracilis was shown to be potentially effective / Os biofilmes s?o formas de associa??o microbiana respons?veis por gerar, acelerar e/ou induzir o processo de corros?o. Os danos gerados na ind?stria de petr?leo por esse tipo de corros?o s?o significativos, representando grandes investimentos para seu controle. O objetivo desse trabalho foi avaliar em testes tipo antibiograma os efeitos dos extratos de Jatropha curcas e do ?leo essencial de Lippia gracilis Schauer sobre microrganismos isolados de amostras de ?gua e, apartir de ent?o, selecionar o produto natural mais efetivo para posterior avalia??o sobre biofilmes formados em sistema din?mico. Os extratos de J. curcas n?o foram eficientes sobre a inibi??o completa do crescimento microbiano em testes tipo antibiogramas, sendo o ?leo essencial mais efetivo e determinado para os demais testes. Uma concentra??o padr?o do ?leo essencial de 20 μL foi escolhida e estabelecida para a avalia??o sobre os biofilmes e sobre a taxa de corros?o. O efeito biocida foi determinado pela contagem microbiana de cinco tipos de microrganismos: bact?rias aer?bicas, precipitadoras de ferro, anaer?bicas, redutoras de sulfato (BRS) e fungos. A taxa de corros?o foi calculada por perda de massa. Identifica??o molecular e micrografias eletr?nicas de varredura (MEV) foram realizadas. Os dados mostraram redu??o a zero do n?mero mais prov?vel (NMP) de bact?rias precipitadoras de ferro e BRS a partir de 115 e 113 minutos de contato, respectivamente. Tamb?m houve inibi??o sobre fungos, reduzindo para zero a taxa de unidades formadoras de col?nias (UFC) a partir de 74 minutos de exposi??o. Entretanto, para bact?rias aer?bicas e anaer?bicas n?o houve diferen?a significativa para o tempo de exposi??o com o ?leo essencial, permanecendo constante. A taxa de corros?o tamb?m foi influenciada pela presen?a do ?leo. O ?leo essencial de L. gracilis Schauer mostrou-se potencialmente efetivo

L’objectif de la thèse est d’évaluer la faisabilité de la technologie de pile à combustible microbienne pour la production d’électricité couplée au traitement d’effluents de l’industrie papetière. La première partie du travail montre que de nombreux effluents papetiers permettent de former des biofilms anodiques efficaces. Lorsque les effluents sont complémentés en acétate et l’anode polarisée à -0,3V/ECS des densités de courant de 12 A/m² et des rendements faradiques de 90% ont été obtenus. Lorsque les effluents sont utilisés comme seuls substrats, les densités de courant atteignent 6 A/m² et les rendements faradiques 30%, avec des abattements de DCO jusqu’à 50%. Les biofilms anodiques optimaux ont été associées à des cathodes à air abiotiques pour concevoir des piles complètes. Des puissances surfaciques de 294 mW/m² à 596 mW/m² ont été obtenues avec deux effluents différents. / The objective of this thesis was to assess the feasibility of the microbial fuel cell technology for the production of electrical energy coupled with the treatment of pulp and paper effluents. The first part of work showed that various pulp and paper effluents are suitable to form efficient anodic biofilms. When the effluent was supplemented with acetate and the anode polarized between at -0.3 V/SCE, current densities of 12 A/m² and Coulombic efficiencies up to 90% were obtained. When effluents were provided as the sole substrate, current densities reached 6 A/m² and Coulombic efficiencies 30%, with COD removal around 50%. The optimal anodic biofilms were associated with associated with abiotic air cathodes to design complete microbial fuel cells. Power densities from 294 mW/m² to 596 mW/m² were obtained with two different effluents.

Abstract Periodic fever, aphthous stomatitis, pharyngitis, and adenitis (PFAPA) is a syndrome characterized by regular, high-fever episodes with healthy periods in between. In a classic phenotype of the syndrome, the fevers begin in childhood before the age of five, and fever flares are accompanied by aphthous stomatitis, pharyngitis, and/or cervical adenitis. The etiology of the syndrome is unknown, but tonsillectomy (TE) has been shown to be an effective treatment for the disease. The purposes of this study were as follows: (1) to assess the long-term outcome of PFAPA patients treated by TE with either the classic or incomplete phenotype (later onset of the disease and/or missing oropharyngeal symptoms), (2) to compare the health and growth of PFAPA patients with healthy controls, and (3) to compare the histological and microbiological findings of the tonsils of PFAPA patients with controls via conventional and modern sequencing technologies. In this approximately 9-year follow up, 97% (n = 56) of patients with the classic phenotype and all patients (n = 50) with the incomplete phenotype achieved a prompt and constant response after TE. There were no differences in either the length of fever episodes or flares between patients with both the classic and incomplete phenotypes. The health and growth of 119 PFAPA patients was compared to that of sex- and age-matched controls (n = 230), and no differences in prevalence of chronic diseases or growth were found between the groups. Infections, oral thrush, and pollen allergy were more common in the history of the PFAPA patients than in the controls. Microbiological and histological findings of the tonsils of PFAPA patients (n = 31) were compared with the findings of the controls (n = 24) who had undergone TE for other reasons. Biofilm formation and Candida albicans were more frequently found among PFAPA patients than the controls, but Staphylococcus aureus, varicella zoster, and herpes simplex viruses were more common in the controls. While comparing the bacterial microbiota between the groups, we found significant differences in the presence and relative abundance of many bacteria. For example, Cyanobacteria were more common and abundant in the case samples than in the controls. Because the long-term outcome after TE was excellent, both in classic and incomplete PFAPA patients; a new diagnostic criteria for the syndrome is proposed. The microbes of the tonsils in PFAPA patients differ from that of the controls, which may play an important role in triggering the inflammatory processes that lead to symptoms of PFAPA. / Tiivistelmä Periodic fever, aphthous stomatitis, pharyngitis, adenitis (PFAPA) syndrooma, on oireyhtymä, jossa potilaat kärsivät hyvin säännöllisesti ilmaantuvista, toistuvista kuumejaksoista, joiden välillä potilaat ovat terveitä. Klassisessa tautimuodossa kuumeilut alkavat lapsuudessa ennen viiden vuoden ikää ja kuumevaiheeseen liittyy liitännäisoireita: suun limakalvojen rakkuloita, nielutulehdusta ja/tai kaulan imusolmukkeiden suurentumista. Oireyhtymän syytä ei tiedetä, mutta nielurisaleikkaus (TE) on osoittautunut tehokkaaksi hoidoksi. Tutkimuksen tarkoituksena oli (1) arvioida PFAPA potilaiden vointia pitkäaikaisseurannassa TE:n jälkeen ja vertailla taudinkuvaa niiden PFAPA potilaiden välillä, joilla oli klassinen PFAPA tai epätyypillinen PFAPA. (2) Lisäksi tutkimme myös TE:lla hoidettujen PFAPA potilaiden sairastuvuutta, yleistä terveydentilaa ja kasvua vertaamalla näitä sukupuoli- ja ikävakioituihin kontrolleihin ja (3) selvitimme mikrobiologisia ja histologisia löydöksiä PFAPA potilaiden nielurisoissa verrattuna muista syistä TE:ssa käyneiden lasten nielurisoihin. Tässä noin yhdeksän vuoden seurannassa TE:n jälkeen oli täysin parantunut 97% (n = 56) potilaista, joilla oli klassinen PFAPA, ja kaikki (n = 50) potilaat, joilla oli epätyypillinen PFAPA (tauti oli alkanut viiden ikävuoden jälkeen ja/tai klassiset liitännäisoireet puuttuivat). Kuumeprofiilit eivät muilta osin eronneet ennen nielurisaleikkausta näissä ryhmissä. PFAPA potilaiden (n = 119) kasvu ja yleinen terveydentila eivät eronneet väestökontrolleista (n = 230). Krooniset ja autoimmuunisairaudet olivat yhtä harvinaisia molemmissa ryhmissä. Potilaat raportoivat sairastaneensa enemmän infektioita ja sammasta lapsuudessa ja heillä oli enemmän siitepölyallergioita. PFAPA potilaiden (n = 31) ja muista syistä TE:ssa käyneiden lasten (n = 24) nielurisojen mikrobiologiaa ja histologiaa tutkittiin ja vertailtiin. Biofilmimuodostusta nielurisan pinnalla ja Candida albicansia löytyi enemmän tapauksilta kuin kontrolleilta, kun taas Staphylococcus aureusta, varicella zoster- ja herpes simplex -viruksia tavattiin enemmän kontrolleilla. Myös mikrobiomi erosi ryhmien välillä, esimerkiksi syanobakteerit olivat yleisempiä PFAPA risoissa kuin kontrolleilla. Klassisten ja epätyypillisten PFAPA potilaiden terveydentila TE:n jälkeen oli pitkäaikaisseurannassamme erinomainen ja siksi ehdotamme, että PFAPA –syndrooman diagnostisia kriteereitä tulisi muuttaa. Nielurisojen mikrobisto on erilainen kontrolleihin verrattuna ja tällä voi olla merkitystä PFAPA syndrooman inflammatorisessa prosessissa.

A oviposição é um estágio vulnerável do ciclo de vida de carrapatos. Rhipicephalus microplus, como todos Ixodidae e Argasidae, possui uma glândula especializada, o órgão de Gené, que produz uma cera que é depositada na superfície do ovo durante a oviposição. Além de restringir a perda excessiva de água, a cera atua como uma barreira contra o ataque de organismos invasores. Em R.microplus, como em outros carrapatos, há poucos estudos demonstrando atividade antimicrobiana em ovos. Ainda mais, não há na literatura relato de atividade antibiofilme em ovos de carrapatos e nem mesmo em qualquer outro artrópode. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a hipótese da existência de mecanismos de defesa em ovos de R. microplus contra biofilmes bacterianos. O extrato água/metanol da cera dos ovos apresentou atividade contra o biofilme de Pseudomonas aeruginosa sem afetar a sua viabilidade. Esse extrato também demonstrou efeito antibiótico contra Staphylococcus epidermidis. Nós identificamos a molécula com ambas atividades (antibiofilme e antibiótica) como N-(3-sulfooxy-25-cholest-5-en-26-oyl)-L-isoleucina (boophiline). Na busca por possíveis mecanismos responsáveis pelo efeito antibiofilme de boophiline contra P. aeruginosa, 14 genes foram analisados por qRT-PCR. Boophiline inibe a expressão de fliC (flagelo) e cdrA (componente estrutural da matriz), cujos produtos são necessários para a formação do biofilme de P. aeruginosa. Monosfosfato de guanosina dimérico cíclico (c-di-GMP) é um importante segundo mensageiro característico de bactérias Gram-negativas. Altos níveis intracelulares de c-di-GMP promovem o estilo de vida séssil enquanto baixos níveis induzem o comportamento móvel. De acordo com essa afirmação, nós encontramos que boophiline aumenta a motilidade swarming de P. aeruginosa. Desta forma, nos questionamos se o mecanismo de ação de boophiline estaria envolvido com c-di-GMP já que o sistema quorum sensing não foi afetado pela molécula. Interessantemente, quando os níveis de c-di-GMP foram aumentados pela superexpressão de uma diguanilato ciclase, boophiline não inibiu efetivamente a formação de biofilme. Uma explicação para esse resultado é que boophiline interfere em uma via específica regulada por c-di-GMP, o que explicaria não termos obtido um decréscimo no nível total deste segundo mensageiro. Contrariamente, boophiline foi bactericida contra S. epidermidis. Mudanças morfológicas significativas foram observadas em células tratadas com a molécula, as quais foram severamente danificadas. Boophiline levou a formação anormal de septo, rompimento da membrana bacteriana e extravasamento do material intracelular. Adicionalmente avaliamos o potencial antibiofilme e anti-protozoário de filtrados de cultura obtidos de bactérias isoladas de tecidos de R. microplus. Quatorze filtrados de cultura bacteriano apresentaram notável atividade contra o biofilme de P. aeruginosa e S. epidermidis e foram citotóxicos contra Tritrichomonas foetus. Nosso trabalho é pioneiro em demonstrar a existência de proteção contra biofilmes em ovos de carrapatos bem como de bactérias associadas a carrapatos como produtoras de moléculas bioativas. Além disso, nós demonstramos que boophiline é uma nova molécula antibiofilme, sendo a primeira vez relatado na literatura que um composto age inibindo cdrA. Os dados obtidos em nosso estudo poderiam estimular novas abordagens em áreas como fisiologia e controle de artrópodes, genética e fisiologia de microrganismos e controle de biofilmes. / The oviposition is a vulnerable stage of the tick life cycle. Rhipicephalus microplus, as all Ixodidae and Argasidae, has a specialized gland, the Gene’s organ, which produce a wax that is smeared on egg surface during oviposition. In addition to restricting excessive water loss, wax acts as a barrier to attack by invading organisms. In R. microplus, as in other ticks, there are few studies showing antimicrobial activity in eggs. Moreover, there is no report of antibiofilm activity in tick eggs nor in any other arthropod. The objective of our study was to evaluate the hypothesis of the existence of defense mechanisms against bacterial biofilms in R. microplus eggs. The eggs wax water/methanol extract showed activity against Pseudomonas aeruginosa biofilm without affecting its viability. This extract also presented an antibiotic effect against Staphylococcus epidermidis. We have identified the molecule anti-biofilm and antibiotic as N-(3-sulfooxy-25-cholest-5-en-26-oyl)-L-isoleucine (boophiline). In the search for possible mechanisms responsible by antibiofilm effect of boophiline against P. aeruginosa, 14 genes were evaluated by qRT-PCR. We showed that boophiline inhibits the expression of fliC (flagellum) and cdrA (matrix structural component), whose products are necessary for biofilm formation in P. aeruginosa. Bis-(3’–5’)-cyclic dimeric guanosine monophosphate (c-di-GMP) is an important second messenger, characteristic of Gram-negative bacteria. High intracellular levels of c-di-GMP promote a sessile mode of growth, while low levels promote motile behavior. In line with this, we found that boophiline increases swarming motility, which raised the question whether it acts by altering c-di-GMP levels. Interestingly, when c-di-GMP levels were increased by overexpression of a diguanilate cyclase, boophiline no longer inhibited biofilm formation. One explanation for these results is that boophiline interferes with a specific c-di-GMP-regulated pathway, which would explain we have not obtained a decrease in the total level of this second messenger. Conversely, boophiline had a bactericidal effect against S. epidermidis. Significant morphological changes were observed in the boophiline-treated cells, which appeared to be severely damaged. Boophiline was found to cause abnormal septum formation, bacterial membrane disruption, and extravasation of intracellular material. Additionally, our work also aimed to evaluate the potential antibiofilm and anti-protozoa of culture filtrates obtained from bacteria isolated of R. microplus tissues. Fourteen bacterial culture filtrates showed remarkable activity against of P. aeruginosa and S. epidermidis biofilms, and were cytotoxic against Tritrichomonas foetus. Our work is pioneer in demonstrating the existence of protection mechanisms in tick eggs against biofilms, and ticks-associated bacteria as producers of bioactive molecules. Furthermore, we demonstrated that boophiline is a new antibiofilm molecule, and is the first reported in the literature that a molecule inhibits cdrA. The data obtained in our study could stimulate new approaches in areas such as the physiology and control of arthropods, the genetics and physiology of microorganisms, and biofilm control.

Increasing interest in industrial and medical applications of carbon nanomaterial leads to the need to examine its interactions with living systems. Nanocrystalline diamond (NCD) films possess high mechanical and chemical stability which, together with its biocompatibility with human cells, enables applications in human body. Some of carbon nanoparticles possess strong antibacterial activity. In this work the effects of NCD with hydrogen, oxygen and fluorine termination deposited on glass and silicone on adhesion of gram-negative bacteria Escherichia coli K-12 in mineral medium is described and the impact of cultivation medium on effects of NCD films is compared. Prior the growth of the E. coli biofilm on NCD films, the method for quantification of biofilm using crystal violet staining and the method for biofilm cultivation in mineral medium were optimised. The properties of NCD film are independent on the base substrate. Hydrogen and fluorine terminated NCD films show antiadhesive properties only in mineral medium but not in complex medium. This is explained by formation of a conditioning film on the surface of the NCD film during cultivation in complex medium. On the other hand, O-NCD film supports bacterial adhesion in both cultivation media. Second part of this thesis is dedicated to carbon...

Biofilmes são comunidades bacterianas complexas encapsuladas em matrizes poliméricas autoproduzidas e podem se desenvolver em superfícies inertes ou tecidos vivos. A formação do biofilme é um importante fator de virulência, pois permite à bactéria resistir às respostas do hospedeiro e à terapia antimicrobiana. Devido a essa elevada resistência aos antimicrobianos, é difícil estabelecer uma estratégia eficaz para o tratamento de infecções com formação de biofilmes, levando a falhas na erradicação das mesmas. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo é desenvolver um modelo farmacocinético/farmacodinâmico (PK/PD) para descrever o efeito do ciprofloxacino (CIP) na presença de biofilmes de Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), visto que a modelagem PK/PD de antimicrobianos é uma ferramenta útil na escolha de regimes posológicos que atinjam o efeito bactericida máximo, minimizando o desenvolvimento de resistência. Para atingir esse objetivo, inicialmente um método analítico por CLAE/fluorescência foi desenvolvido para quantificar o CIP em amostras de plasma e microdialisado. O método desenvolvido foi simples, rápido e com sensibilidade adequada para corretamente caracterizar a farmacocinética plasmática e pulmonar do CIP. Posteriormente, um modelo animal de infecção pulmonar crônica foi adaptado da literatura e padronizado, permitindo a investigação da distribuição pulmonar do CIP em ratos Wistar sadios e infectados. Para tal, bactérias foram imobilizadas em beads de alginato a fim de manter a infecção por até 14 dias com cargas bacterianas superiores à 108 UFC/pulmão. Estudo de microdiálise foi então conduzido para avaliar as concentrações livres de CIP após administração intravenosa de 20 mg/kg. A análise não-compartimental (NCA) e a modelagem farmacocinética populacional (PopPK) dos dados foram realizadas nos softwares Phoenix® e NONMEM®, respectivamente. Diferenças significativas foram observadas no clearance plasmático (1,59 ± 0,41 L/h/kg e 0,89 ± 0,44 L/h/kg) e na constante de eliminação (0,23 ± 0,04 h-1 e 0,14 ± 0,08 h-1) para ratos sadios e infectados, resultando em uma exposição plasmática maior nos animais infectados (ASC0-∞ = 27,3 ± 12,1 μg·h/mL) quando comparados com os animais sadios (ASC0-∞ = 13,3 ± 3,5 μg·h/mL) ( = 0,05). Apesar da maior exposição plasmática, quando comparados com os animais saudáveis (fT = 1,69), animais infectados apresentaram uma penetração pulmonar quatro vezes menor (fT = 0,44). Diferenças na constante de eliminação pulmonar não foram observadas. Dados plasmáticos e pulmonares foram simultaneamente descritos por modelo PopPK constituído de compartimentos venoso e arterial, dois compartimentos representativos de duas regiões pulmonares distintas e dois compartimentos periféricos, representando outros tecidos que não os pulmões. Um clearance pulmonar foi adicionado ao modelo apenas para os dados de microdiálise dos animais infectados (CLlung = 0,643 L/h/kg) afim de explicar a exposição tecidual diminuída. O modelo desenvolvido descreveu, com sucesso, os dados plasmáticos e teciduais de animais sadios e infectados, permitindo a correta caracterização das alterações observadas na disposição plasmática e pulmonar do CIP decorrentes da infecção com biofilme. Para os estudos de farmacodinâmica, o efeito bactericida do CIP frente a biofilmes e células planctônicas de P. aeruginosa foi simultaneamente avaliado através do uso de curvas de morte bacteriana. Para a construção destas curvas, biofilmes de P. aeruginosa foram formados na superfície de blocos de acrílico e sua formação foi confirmada pelo ensaio cristal violeta e por microscopia eletrônica de varredura. Os blocos foram expostos a concentrações constantes de CIP (de 0,0625 a 10 μg/mL) e, em tempos pré-determinados, células planctônicas e de biofilmes eram amostradas para quantificação. Um modelo semi-mecanístico que incorpora um modelo Emax sigmoidal foi utilizado para descrever o efeito do CIP frente a ambos estilos de vida bacteriano. Uma subpopulação pré-existente com menor suscetibilidade ao CIP foi incluída no modelo e o efeito do CIP nesta subpopulação também foi descrito pelo modelo Emax sigmoidal. A comparação dos parâmetros estimados pelo modelo demonstrou que o efeito in vitro do CIP é maior para as células planctônicas (EC50 = 0,259 mg/L e 0,123 mg/L e Emax = 2,25 h-1 e 5,59 h-1 para biofilmes e planctônicas, respectivamente). A potência estimada do CIP para a subpopulação resistente foi muito menor para ambos estilos de vida bacteriano (EC50 = 2,71 mg/L e 1,15 mg/L para biofilmes e planctônicas, respectivamente). Os modelos desenvolvidos podem ser utilizados para a simulação de cenários não testados e servir como uma ferramenta para guiar a escolha dos regimes posológicos adequados, contribuindo para o sucesso terapêutico no tratamento de infecções associadas à biofilmes. / Biofilms are complex bacterial communities enclosed in self-produced polymeric matrices that can develop in inert surfaces or living tissues. Biofilm formation is an important virulence factor that allows bacteria to resist host responses and antibacterial agents. Due to this high resistance to antibiotics, it is difficult to establish an efficacious strategy for treatment of infections with biofilm formation leading to failure in infection eradication. In this context, the goal of this study was to develop a pharmacokinetic/pharmacodynamic (PK/PD) model to describe the antimicrobial effect of ciprofloxacin (CIP) in the presence of biofilms of Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), since PK/PD modeling for antibacterial agents can be a useful tool to choose dosing regimens and to achieve the maximum bactericidal effect, minimizing the development of resistance. To reach this goal, firstly an analytical method based on HPLC/fluorescence was developed in order to quantify CIP in plasma and lung microdialysate. The developed method was simple, fast and with enough sensibility to proper characterize CIP plasma and lung pharmacokinetics. Secondly, an animal model of chronic lung infection was adapted from literature and standardized, allowing the analysis of CIP lung distribution in infected and healthy Wistar rats. Bacteria were immobilized in alginate beads prior to inoculation to Wistar rats in order to sustain the pneumonia for 14 days, maintaining a bacterial load superior to 108 CFU/lung. A microdialysis study was then conducted to evaluate free CIP concentrations after an intravenous administration of 20 mg/kg. Non-compartimental analysis (NCA) and populational PK modeling (PopPK) of the data were performed in Phoenix® and NONMEM®, respectively. Statistical differences were observed in the plasma clearance (1.59 ± 0.41 L/h/kg and 0.89 ± 0.44 L/h/kg) and elimination rate constant (0.23 ± 0.04 h-1and 0.14 ± 0.08 h-1) for healthy and infected rats, respectively, resulting in a significantly higher CIP plasma exposure in infected rats (AUC0-∞ = 27.3 ± 12.1 μg·h/mL) compare to healthy animals (AUC0-∞ = 13.3 ± 3.5 μg·h/mL) ( = 0.05). Besides the plasma exposure, a four times lower pulmonary penetration was observed in infected rat’s lungs (fT = 0.44) in comparison to healthy animals (fT = 1.69), with no significant differences in the lung elimination rate constant. Plasma and lung data were simultaneously fitted using a PopPK model consisting of an arterial and a venous compartment, two compartments representing different regions of the lungs and two peripheral distribution compartments, representing tissues other than lungs. A lung clearance was added to the model for infected animals (CLlung = 0.643 L/h/kg) to explain the lower tissue exposure. The model successfully described the plasma and microdialysis data from both, healthy and infected rats and allowed to correctly describe the changes in CIP plasma and lung disposition in biofilm infections. For the pharmacodynamic studies, CIP bactericidal effect against Pseudomonas aeruginosa biofilms and planktonic shedding cells were simultaneously evaluated using the time-kill curves approach. For the time-kill curves construction, P. aeruginosa biofilms were formed in acrylic blocks, which was confirmed by the crystal violet assay and scanning electron microscopy. The blocks were placed in flasks containing Mueller-Hinton growth medium and exposed to constant CIP concentrations (ranging from 0.0625 to 10 μg/mL). At pre-determined time points, biofilm and planktonic cells were sampled for bacterial counting. A mechanism-based model which incorporates a sigmoidal Emax model was used to describe the CIP effect against P.aeruginosa in both llifestyles, biofilm and planktonic. The presence of a pre-existing resistant subpopulation was included in the model and also modeled with a sigmoidal Emax model to describe CIP effect in this subpopulation. Comparison of the parameter estimates showed that the in vitro effect of CIP is higher for planktonic cells (EC50 = 0.259 mg/L and 0.123 mg/L and Emax = 2.25 h-1 and 5.59 h-1 for biofilm and planktonic cells, respectively). CIP potency was much lower for the resistant subpopulation, for both bacteria lifestyles (EC50 = 2.71 mg/L and 1.15 mg/L for biofilm and planktonic, respectively). The developed models can be used to simulate untested scenarios and serve as a tool to guide dosing regimen selection, contributing for the therapeutic success of treatments of biofilm-associated infections.

por fatores químicos e físicos, promovendo infecções hospitalares relacionadas ao uso de cateteres e demais instrumentos hospitalares, elevando os índices de mortalidade e morbidade de pacientes. Portanto, garantir a correta desinfecção capaz de impedir contaminações e infecções em ambientes hospitalares é de extrema importância. Para este fim, neste estudo explorou-se a seleção de uma substância capaz de marcar e ser biocida contra biofilmes fúngicos em superfícies de aço inox, a partir de nove candidatos benzimidazóis fluorescentes, com códigos NB1 a NB9 e oito sais imidazólicos de corantes azóicos, denominados C4MImErioCr, C10MImMO, C16MImMO, (C10)2MImMO, C4MImMO, C10MImORANGEII, C16MImORANGEII e (C10)2MImORANGEII. Desenvolveu-se para este fim um roteiro metodológico para determinar quais destas substancias são capazes de marcar e eliminar biofilmes de forma eficaz e segura. Os métodos utilizados para avaliar as substâncias foram (1) a Concentração Mínima Inibitória (MIC) conforme protocolo do CLSI M27-A3, (2) microscopias verificando capacidade das substâncias em marcar células, (3) ensaios com deposição sobre superfície do corpo de prova (placas de aço inox) com biofilme, (4) verificação da atividade biocida sobre biofilmes utilizando microscopias e (5) ensaios de citotoxicidade. Essas substâncias foram testadas frente a nove cepas de Candida spp., incluindo C. tropicalis, C. albicans e C. parapsilosis Na avaliação das substâncias, SI de corantes azóicos inibiram o crescimento celular de fungos, já o benzimidazol fluorescente NB7 apresentou atividades simultâneas de detecção e ação biocida sobre o biofilme. Todas as cepas testadas foram sensíveis a essa substância. Além disso, os biofilmes formados pelas cepas ATCC 18804 (C. albicans,) ATCC 22019 (C. parapsilosis) e ATCC 750 (C. tropicalis) na superfície de aço inox 304 sofreram ação biocida, quando expostas por 15 segundos a NB7, sendo um potencial sanitizante. / Biofilms provide an environment capable of protecting microbial cells from damage by chemical and physical factors of the immune system, and hinder the penetration of various antimicrobial agents, promoting nosocomial infections related to catheters, increasing mortality and morbidity of patients. Therefore, it is important to ensure proper hygiene to prevent contamination and infections in hospital environments. For this purpose, this study explored the identification of a substance that both detects and have biocide activity against fungal biofilms on stainless steel surfaces. Both nine fluorescent benzimidazole substances, coded NB1 to NB9 and eight imidazolium salts of azo dyes, named denominados C4MImErioCr, C10MImMO, C16MImMO, (C10)2MImMO, C4MImMO, C10MImORANGEII, C16MImORANGEII e (C10)2MImORANGEII were tested as candidates. These substances were tested applying a methodology developed to determine if a substance is able detecting and have biocide activity against fungal biofilms. Overall, this study involved the following methods: (1) Minimum Inhibitory concentration test following the CLSI protocol (M27-A3; the substances were tested against nine fungal strains, including C. tropicalis, C. albicans and C. parapsilosis.), (2) microscopy to determine the marker capacity, (3) spraying tests of the substances on surfaces (stainless steel) with fungal biofilms, (4) tests to verify the capability of the substances to both stain and were biocide against fungal biofilms, applying microscopic techniques and (5) cytotoxicity tests Within the set of seventeen substances, benzimidazole derivative NB7 was identified with the desired capabilities, staining and biocide activity against fungal biofilms at the same time. All tested fungal strains were sensible to this substance. A biocide activity was identified on the biofilms of ATCC 18804 (C. albicans), ATCC 22019 (C. parapsilosis) and ATCC 750 (C .tropicalis), grown on stainless steel 304, when exposed fifteen seconds to substance NB7. Although this substance showed being cytotoxic, it represents a promising candidate for sanitization purposes, including medical tools.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roberta Carvalho Sthel Balliana.pdf: 2182464 bytes, checksum: 33b69183b0664a753cee53315184ea26 (MD5) Previous issue date: 2012-08-10 / Yeasts are opportunistic fungi responsible for most fungal infections in humans and Candida albicans is the most often species associated with these infections. Oral candidiasis is distinguished by high impact and by the frequent use of antifungal drugs, which can lead to the occurrence of resistance and treatment failure for this infection. There is a constant need for research about new agents for the prophylaxis and effective treatment of oral candidiasis. The main objective of this study was to evaluate the potential antifungal effect of extracts of plants Gossypium hirsutum L., Arctium lappa, Equisetum sp. Cecropia pachystachya Trécul. and Pogostemon heyneanus against not adhered cells and biofilm of Candida albicans and evaluation of the effect of the mouthwash Cepacol ® Ice Cool, Cool Mint Listerine ®, Periogard ® and Plax ® Whitening against not adhered cells and biofilms of Candida albicans. The methods used were based on inhibition of cell growth by turbidimetry and for determination of the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of clinical isolates of C. albicans. The results obtained in tests with non-adherent cells were promising with extracts of Cecropia pachystachya Trécul., presenting MIC values between 7.81 and 3.91 mg / mL. The antiseptic Periogard Cepacol ® had the lowest MIC values, between 0.20 and 0.10%; Plax Whitening ® ranged between 1.56% and 0.39% and Listerine ® showed values between 6.25% and 0,39%. Statistical differences (Kruskal-Wallis test, p <0.0001) revealed that the mouthwashes Cepacol ® Cool Ice and Periogard ® showed the best results. Regarding the inhibition of biofilm formation, the mouthwashes MICs were similar, ranging between 50% and 0.20%, with no statistical differences between among them (Kruskal-Wallis test, p = 0.6915) / Leveduras são fungos oportunistas responsáveis pela maior parte das infecções fúngicas nos seres humanos e Candida albicans é a espécie mais frequentemente associada a essas infecções. A candidíase oral se destaca pela alta incidência e pelo uso frequente de drogas antifúngicas, o que pode levar à ocorrência de resistência e falência no tratamento da infecção. Há uma constante necessidade de pesquisas sobre novos agentes para a profilaxia e tratamento eficaz da candidíase oral. O principal objetivo deste trabalho foi a avaliação do potencial efeito antifúngico de extratos das plantas Gossypium hirsutum L., Arctium lappa, Equisetum sp., Cecropia pachystachya Trécul. e Pogostemon heyneanus sobre células não aderidas de Candida albicans e a avaliação do efeito dos antissépticos bucais Cepacol® Cool Ice, Listerine® Cool Mint, Periogard® e Plax® Whitening sobre células não aderidas e biofilmes de Candida albicans. As metodologias utilizadas basearam-se na avaliação da susceptibilidade de isolados clínicos de C. albicans através da determinação da inibição de crescimento celular por turbidimetria e por determinação das Concentrações Inibitórias Mínimas (CIM). Os resultados obtidos nos testes com células não aderidas revelaram-se promissores com extratos de Cecropia pachystachya Trécul., com valores de CIM entre 7,81 e 3,91 &#956;g/mL. Os antissépticos Cepacol® e Periogard® apresentaram os menores valores de CIM, entre 0,20 e 0,10%; Plax® Whitening variou entre 1,56% e 0,39% e Listerine® apresentou valores entre 6,25% e 0,39%. As diferenças estatísticas (Kruskal-Wallis, p< 0,0001) revelaram que os antissépticos Cepacol® Cool Ice e Periogard® apresentaram os melhores resultados. Em relação a inibição de formação de biofilmes, os valores de CIM encontrados foram similares para os antissépticos testados, variando de 50% a 0,20%, sem diferenças estatísticas entre estes (Kruskal-Wallis, p= 0,6915)