SANTOS, Ricardo Pires dos. Aproveitamento de resíduos e microscopia de força atômica em materiais biológicos. 2007. 308 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-25T21:29:16Z No. of bitstreams: 1 2007_tese_rpsantos.pdf: 5997888 bytes, checksum: d6004e303ddc73c35d5f9a89c5c3c2a7 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-27T18:56:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_tese_rpsantos.pdf: 5997888 bytes, checksum: d6004e303ddc73c35d5f9a89c5c3c2a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-27T18:56:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_tese_rpsantos.pdf: 5997888 bytes, checksum: d6004e303ddc73c35d5f9a89c5c3c2a7 (MD5) Previous issue date: 2007 / Este trabalho descreve algumas das pesquisas multidisciplinares realizadas pelo Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará (UFC), envolvendo o aproveitamento de resíduos e a utilização da microscopia de força atômica (AFM) na caracterização de estruturas biológicas. Três resíduos foram estudados: o bagaço do caju, as cinzas de carvão mineral e as conchas de mexilhão Perna perna. No primeiro, foi feita a caracterização das cinzas originadas da queima do pedúnculo do caju, destacando os compostos gerados neste processo: KHCO3 e K2SO4. Ambos são importantes na indústria farmacêutica e na produção de adubos fosfatados. No segundo, foi demonstrado o uso das cerâmicas produzidas a partir das cinzas volantes de carvão mineral originadas da termelétrica Presidente Médici (RS), como substratos para a imobilização da invertase responsável pela produção de açúcar invertido. Esta aplicação tem uso direto na produção de bebidas, medicamentos e cosméticos. Finalmente no terceiro, foram estudadas as alterações na composição, topografia da superfície e dureza das conchas de mexilhão Perna perna tratadas termicamente. O nácar (ou superfície perolada) de mexilhões tem sido usado como biomaterial na regeneração óssea, tendo que sofrer processos de esterelização (normalmente térmicos). Por isso, a importância do estabelecimento de regiões de estabilidade mecânica, estrutural e composicional durante estes processos. No uso do microscópio de força atômica para estudar estruturas biológicas, destacou-se a importância desta técnica na caracterização do desenvolvimento de biofilmes de Enterococcus faecalis, freqüentemente encontrada em casos clínicos; e a análise nanoestrutural da esporopolinina de grãos de pólen de Ilex Paraguarinsis St. Hill. A esporopolinina é um dos biopolímeros mais resistente que existe, sendo do interesse crescente dos cientistas e engenheiros de materiais.

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.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / <i>Enterococcus faecium</i> tem se destacado no cenário das infecções hospitalares, particularmente, amostras portadoras de características de multirresistência. Apesar de serem responsabilizados como agentes etiológicos em diferentes quadros clínicos, fatores associados a patogênese das infecções ainda não estão esclarecidos. Entretanto, sabe-se que a capacidade de formação de biofilmes pode ser responsabilizada como um dos atributos capazes de promover o papel patogênico desses microrganismos. Assim sendo, este estudo se propôs a investigar a capacidade de formação de biofilmes por duas amostras de <i>E. faecium</i>: SS-1274 (derivada da amostra tipo da espécie) e CL-6729 (multirresistente e pertencente a um complexo clonal globalmente disperso). As amostras foram caracterizadas fenotipica e genotipicamente para confirmação da identificação, determinação da susceptibilidade a 17 antimicrobianos, caracterização da concentração mínima inibitória para ampicilina, gentamicina e vancomicina, determinação do genótipo vanA e detecção de genes associados a expressão dos genes asa1, cylA, esp, gelE e hyl. A análise quantitativa da formação por 24h e 72h dos biofilmes foi realizada por metodologia do cristal violeta, em placas de microtitulação de poliestireno. Foram construídas curvas de formação pela avaliação da DO570nm das preparações coradas por cristal violeta em períodos de tempo de 2h a 74h. A influência de subCMIs de ampicilina, gentamicina e vancomicina na formação de biofilmes de <i>E. faecium</i> foi também caracterizada em ensaios de quantificação da biomassa. A presença de DNA e proteínas foi avaliada em ensaios de destacamento e por fluorimetria. A arquitetura, distribuição espacial e reação aos fluorocromos Syto9 e SYPRO Ruby Protein foram evidenciadas por microscopia confocal de varredura a laser. Análises proteômicas através da avaliação por SDS-PAGE e por ESI-Q-TOF também foram empregadas para avaliação de biofilmes versus crescimento planctônico. Nossos resultados demonstraram que a amostra CL-6729 apresentou uma maior biomassa nos tempos analisados. Apesar da menor quantidade de biomassa da amostra SS-1274, o perfil da curva de formação foi semelhante a CL-6729. As análises da matriz por ensaios quantitativos e microscopia confocal revelaram que proteína parece ser um importante constituinte para ambas as amostras, entretanto biofilmes formados na presença de da CMI e durante 24h, parecem sofrer alterações na constituição. Os resultados relativos às espectrometrias de massa sugerem que células de biofilmes de <i>E. faecium</i> podem também estar metabolicamente ativas, devido a identificação de um considerável número de proteínas relacionadas ao metabolismo e divisão celular, similarmente às células planctônicas. No entanto, investigações complementares são necessárias para quantificar as diferenças relacionadas a sua expressão. Foi observado que ambas as amostras independente das variações fenotípicas e genotípicas são capazes de formar biofilmes maduros exibindo constituição e arquitetura similares. Entretanto, nossos resultados sugeriram que cada amostra responde as diferentes situações de acordo com seus determinantes de virulência e resistência. / <i>Enterococcus faecium</i> has emerged as an important pathogen related to the scenario of the hospitalar infections, particularly strains bearing characteristics of multidrug resistance. Despite being identified as the etiological agents in various infections, their virulence traits remain unclear. However, it is known that the ability to form biofilms may be implicated as one of the attributes capable of promoting the pathogenic role of these microorganisms. Therefore, this study aimed to investigate the ability of biofilm formation by two strains of <i>E. faecium</i>: SS-1274 (derived from the type strain) and CL-6729 (belonging to a clonal complex globally dispersed). Quantitative analysis of biofilm formation were carried out by using the semiquantitative crystal violet assay after 24h and 72 h of incubation in poliestirene microtiter plates. Growth curves were obtained for biomass quantification by crystal violet assay after a range of incubation period from 2h to 74 h. The influence of subinhibitory concentrations (subMICs) of ampicillin, gentamicin and vancomycin in the biofilm formation of <i>E. faecium</i> is further characterized in assays for quantification of biomass. The presence of DNA and protein in extracellular polymeric substance (EPS) was evaluated by detachment assays and by fluorimetry. The architecture, spatial distribution and reaction against the fluorochromes Syto9 (DNA stain) and Sypro Ruby Protein (protein stain) were observed by confocal laser scanning microscopy (CLSM). Proteomic analysis was evaluated by polyacrylamide gel electrophoresis in the presence of sodium dodecyl sulfate (SDS-PAGE) and by ESI-Q-TOF mass spectrometry. Our results showed that the multidrug resistance strain (CL-6729) formed greater biomass than the reference strain (SS-1274) at the different periods. The growth curve analyses suggest different stages during the process of maturation of these structures. Despite the lower amount of biomass of SS-1274, the profile of the growth curve, during the period measured, was similar to CL-6729. The analysis of extracellular polymeric substance by confocal microscopy and quantitative assays revealed that protein appears to be an important constituent for the biofilms constituition of both strains. However biofilms formed in the presence of antimicrobials, especially those formed in the presence of of CMI and during 24h seem to suffer changes in the constitution. The results for mass spectrometry suggest that biofilm cells of <i>Enterococcus faecium</i> can also be metabolically active because the identification of a considerable number of proteins related to the metabolism and cell division, similarly to planktonic cells. However, further investigations are needed to quantify the differences related to its expression.

Esta investigação objetivou a eficácia antimicrobiana de agentes desinfetantes utilizados na desinfecção dos instrumentos endodônticos, durante o período transoperatório do tratamento endodôntico. A atividade antimicrobiana dos desinfetantes álcool isopropílico, acetona e ácido peracético (PAA) foi avaliada sobre microrganismos planctônicos através de teste de contato (time kill assay), utilizando inóculo de 9,9 X 109 a 1,2 X 1012 unidades formadoras de colônia (UFC) e por determinação da concentração bactericida mínima (CBM), usando inóculo de aproximadamente 106 UFC. Os agentes químicos também foram avaliados sobre Enterococcus faecalis (E. faecalis) ATCC 29212 cultivada em matriz de dentina (ex vivo) visando a formação de biofilme. O biofilme (organismos sésseis) microbiano foi removido com limas tipo Kerr (LK), até as lâminas estarem visualmente preenchidas. As LK contaminadas foram usadas como carreadores (logo após a contaminação ou secas dentro de uma câmara de fluxo laminar por 10 minutos). As LK carreadoras foram imersas em álcool isopropílico ou acetona ambos a 80%, ou em Ácido peracético 2%, por 30 ou 60 segundos. As limas foram posteriormente colocadas em tubos de ensaio contendo caldo Enterococcosel para observar o crescimento dos enterococos viáveis. Depois, os experimentos in vivo foram realizados com LK contaminadas por material necrótico pulpar da região cervical de dentes indicados para tratamento endodôntico. As LK contaminadas foram imersas, por 30 ou 60 segundos, em 80% de acetona ou 80% de álcool isopropílico ou 2% de PAA. As limas foram então inoculadas em tubos de ensaio contendo meio tioglicolato. Os organismos que cresceram, foram identificados após o tratamento com PAA. A corrosão mediada pelos agentes químicos também foi testada, após a incubação de LK de aço inoxidável e de NiTi por 60 minutos, medindo o peso das LK antes e depois da imersão e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Todos os agentes químicos foram capazes de eliminar ou reduzir a viabilidade das bactérias de espécies planctônicas Gram-negativas e Gram-positivas, embora a atividade dos produtos químicos sobre E. faecalis sésseis em testes de carreadores de LK demonstrou que o álcool isopropílico ou acetona foram incapazes de eliminar a contaminação bacteriana, especialmente, quando as limas foram secas previamente à exposição aos produtos químicos, por 15 ou 30 segundos. O PAA demonstrou a melhor atividade antimicrobiana e eliminou a viabilidade das células sésseis E. faecalis de ambas as limas endodônticas tipo K úmidas ou secas, após exposição por 15 segundos (100% de eliminação). Os experimentos desenvolvidos in vivo demonstraram que o PAA foi o agente mais eficaz (p<0,05), capaz de eliminar a viabilidade dos organismos em 92% das LK imersas depois de 60 segundos, quando comparado com acetona (64%) ou com álcool isopropílico (50%). O crescimento microbiano após o contato com o PAA demonstrou que somente o grupo dos Lactobacillus sp foi resistente a essa substância química. Os agentes químicos não demonstraram ser corrosivos, após a imersão por 1 hora, tanto por pesagem quanto por MEV. Foi observado que o PAA foi o agente mais eficaz para ser utilizado como desinfetante de instrumentos, durante o período transoperatório do tratamento endodôntico. / This investigation aimed to evaluate the antimicrobial efficacy of disinfectant agents used to maintain the disinfection of endodontic instruments during the transoperatory period in endodontic treatment. The antimicrobial activity of disinfectants isopropyl alcohol, acetone and peracetic acid were evaluated upon planktonic micro-organisms by time kill assay (contact test) using inoculums from 9,9 X 109 to 1,2 X 1012 colony forming units (CFU) and determination of minimal bactericidal concentration (MBC), using inoculums of 106 CFU. Chemical agents were also evaluated upon Enterococcus faecalis (E. faecalis) ATCC 29212 strain grown on matrix dentin (ex vivo) for biofilm formation. Biofilm (sessile organisms) were removed with Kerr files until the blades were visually filled and contaminated K files used as carriers (shortly after contamination or dried inside a flow chamber for 10 minutes). K files carriers were immersed in 80% isopropyl alcohol, 80% acetone or in 2% peracetic acid for 30 or 60 seconds. The files were subsequently dispensed into test tubes containing Enterococcosel broth to observe the growth of viable enterococci. Thereafter, in vivo experiments were performed with K files contaminated with pulp necrotic material from cervical region of teeth indicated to endodontic treatment. The contaminated K files were immersed for 30 or 60 seconds in 80% acetone, 80% isopropyl alcohol and 2% peracetic acid. The files were then inoculated into test tubes containing tioglycolate medium. The organisms that grew after peracetic acid treatment were identified. The corrosion mediated by the chemical agents was also tested after incubation of stainless steel and NiTi K files for 60 minutes, by measuring the weight of K-files before and after immersion, and by scanning electron microscopy (SEM). All chemical agents were capable to eliminate or reduce bacterial viability of planktonic Gram-negative and Gram-positive species, though the activity of chemicals upon sessile E. faecalis in K-file carrier tests demonstrated that isopropyl alcohol or acetone were incapable to eliminate bacterial contamination, especially when the files were dried previously to the exposition to the chemicals for 15 or 30 seconds. Peracetic acid demonstrated the best antimicrobial activity, and eliminated the viability of sessile E. faecalis cells from both wet and dried K-endodontic files after exposition for 15 seconds (100% elimination). The experiments developed in vivo demonstrated that peracetic acid was the most effective agent (p<0,05), capable of eliminating the viability of organisms in 92% of K files immersed after 60 seconds, when compared to acetone (64%) or isopropyl alcohol (50%). The microbial grown after contact with peracetic acid demonstrated that only Lactobacillus sp group was resistant to this chemical. The chemical agents demonstrated to be non-corrosive after immersion for 1 hour, by both weighing and SEM. The results indicated that peracetic acid was the most effective agent to be used as disinfectant of instruments during transoperatory period of endodontic treatment.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / <i>Enterococcus faecium</i> tem se destacado no cenário das infecções hospitalares, particularmente, amostras portadoras de características de multirresistência. Apesar de serem responsabilizados como agentes etiológicos em diferentes quadros clínicos, fatores associados a patogênese das infecções ainda não estão esclarecidos. Entretanto, sabe-se que a capacidade de formação de biofilmes pode ser responsabilizada como um dos atributos capazes de promover o papel patogênico desses microrganismos. Assim sendo, este estudo se propôs a investigar a capacidade de formação de biofilmes por duas amostras de <i>E. faecium</i>: SS-1274 (derivada da amostra tipo da espécie) e CL-6729 (multirresistente e pertencente a um complexo clonal globalmente disperso). As amostras foram caracterizadas fenotipica e genotipicamente para confirmação da identificação, determinação da susceptibilidade a 17 antimicrobianos, caracterização da concentração mínima inibitória para ampicilina, gentamicina e vancomicina, determinação do genótipo vanA e detecção de genes associados a expressão dos genes asa1, cylA, esp, gelE e hyl. A análise quantitativa da formação por 24h e 72h dos biofilmes foi realizada por metodologia do cristal violeta, em placas de microtitulação de poliestireno. Foram construídas curvas de formação pela avaliação da DO570nm das preparações coradas por cristal violeta em períodos de tempo de 2h a 74h. A influência de subCMIs de ampicilina, gentamicina e vancomicina na formação de biofilmes de <i>E. faecium</i> foi também caracterizada em ensaios de quantificação da biomassa. A presença de DNA e proteínas foi avaliada em ensaios de destacamento e por fluorimetria. A arquitetura, distribuição espacial e reação aos fluorocromos Syto9 e SYPRO Ruby Protein foram evidenciadas por microscopia confocal de varredura a laser. Análises proteômicas através da avaliação por SDS-PAGE e por ESI-Q-TOF também foram empregadas para avaliação de biofilmes versus crescimento planctônico. Nossos resultados demonstraram que a amostra CL-6729 apresentou uma maior biomassa nos tempos analisados. Apesar da menor quantidade de biomassa da amostra SS-1274, o perfil da curva de formação foi semelhante a CL-6729. As análises da matriz por ensaios quantitativos e microscopia confocal revelaram que proteína parece ser um importante constituinte para ambas as amostras, entretanto biofilmes formados na presença de da CMI e durante 24h, parecem sofrer alterações na constituição. Os resultados relativos às espectrometrias de massa sugerem que células de biofilmes de <i>E. faecium</i> podem também estar metabolicamente ativas, devido a identificação de um considerável número de proteínas relacionadas ao metabolismo e divisão celular, similarmente às células planctônicas. No entanto, investigações complementares são necessárias para quantificar as diferenças relacionadas a sua expressão. Foi observado que ambas as amostras independente das variações fenotípicas e genotípicas são capazes de formar biofilmes maduros exibindo constituição e arquitetura similares. Entretanto, nossos resultados sugeriram que cada amostra responde as diferentes situações de acordo com seus determinantes de virulência e resistência. / <i>Enterococcus faecium</i> has emerged as an important pathogen related to the scenario of the hospitalar infections, particularly strains bearing characteristics of multidrug resistance. Despite being identified as the etiological agents in various infections, their virulence traits remain unclear. However, it is known that the ability to form biofilms may be implicated as one of the attributes capable of promoting the pathogenic role of these microorganisms. Therefore, this study aimed to investigate the ability of biofilm formation by two strains of <i>E. faecium</i>: SS-1274 (derived from the type strain) and CL-6729 (belonging to a clonal complex globally dispersed). Quantitative analysis of biofilm formation were carried out by using the semiquantitative crystal violet assay after 24h and 72 h of incubation in poliestirene microtiter plates. Growth curves were obtained for biomass quantification by crystal violet assay after a range of incubation period from 2h to 74 h. The influence of subinhibitory concentrations (subMICs) of ampicillin, gentamicin and vancomycin in the biofilm formation of <i>E. faecium</i> is further characterized in assays for quantification of biomass. The presence of DNA and protein in extracellular polymeric substance (EPS) was evaluated by detachment assays and by fluorimetry. The architecture, spatial distribution and reaction against the fluorochromes Syto9 (DNA stain) and Sypro Ruby Protein (protein stain) were observed by confocal laser scanning microscopy (CLSM). Proteomic analysis was evaluated by polyacrylamide gel electrophoresis in the presence of sodium dodecyl sulfate (SDS-PAGE) and by ESI-Q-TOF mass spectrometry. Our results showed that the multidrug resistance strain (CL-6729) formed greater biomass than the reference strain (SS-1274) at the different periods. The growth curve analyses suggest different stages during the process of maturation of these structures. Despite the lower amount of biomass of SS-1274, the profile of the growth curve, during the period measured, was similar to CL-6729. The analysis of extracellular polymeric substance by confocal microscopy and quantitative assays revealed that protein appears to be an important constituent for the biofilms constituition of both strains. However biofilms formed in the presence of antimicrobials, especially those formed in the presence of of CMI and during 24h seem to suffer changes in the constitution. The results for mass spectrometry suggest that biofilm cells of <i>Enterococcus faecium</i> can also be metabolically active because the identification of a considerable number of proteins related to the metabolism and cell division, similarly to planktonic cells. However, further investigations are needed to quantify the differences related to its expression.

Esta investigação objetivou a eficácia antimicrobiana de agentes desinfetantes utilizados na desinfecção dos instrumentos endodônticos, durante o período transoperatório do tratamento endodôntico. A atividade antimicrobiana dos desinfetantes álcool isopropílico, acetona e ácido peracético (PAA) foi avaliada sobre microrganismos planctônicos através de teste de contato (time kill assay), utilizando inóculo de 9,9 X 109 a 1,2 X 1012 unidades formadoras de colônia (UFC) e por determinação da concentração bactericida mínima (CBM), usando inóculo de aproximadamente 106 UFC. Os agentes químicos também foram avaliados sobre Enterococcus faecalis (E. faecalis) ATCC 29212 cultivada em matriz de dentina (ex vivo) visando a formação de biofilme. O biofilme (organismos sésseis) microbiano foi removido com limas tipo Kerr (LK), até as lâminas estarem visualmente preenchidas. As LK contaminadas foram usadas como carreadores (logo após a contaminação ou secas dentro de uma câmara de fluxo laminar por 10 minutos). As LK carreadoras foram imersas em álcool isopropílico ou acetona ambos a 80%, ou em Ácido peracético 2%, por 30 ou 60 segundos. As limas foram posteriormente colocadas em tubos de ensaio contendo caldo Enterococcosel para observar o crescimento dos enterococos viáveis. Depois, os experimentos in vivo foram realizados com LK contaminadas por material necrótico pulpar da região cervical de dentes indicados para tratamento endodôntico. As LK contaminadas foram imersas, por 30 ou 60 segundos, em 80% de acetona ou 80% de álcool isopropílico ou 2% de PAA. As limas foram então inoculadas em tubos de ensaio contendo meio tioglicolato. Os organismos que cresceram, foram identificados após o tratamento com PAA. A corrosão mediada pelos agentes químicos também foi testada, após a incubação de LK de aço inoxidável e de NiTi por 60 minutos, medindo o peso das LK antes e depois da imersão e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Todos os agentes químicos foram capazes de eliminar ou reduzir a viabilidade das bactérias de espécies planctônicas Gram-negativas e Gram-positivas, embora a atividade dos produtos químicos sobre E. faecalis sésseis em testes de carreadores de LK demonstrou que o álcool isopropílico ou acetona foram incapazes de eliminar a contaminação bacteriana, especialmente, quando as limas foram secas previamente à exposição aos produtos químicos, por 15 ou 30 segundos. O PAA demonstrou a melhor atividade antimicrobiana e eliminou a viabilidade das células sésseis E. faecalis de ambas as limas endodônticas tipo K úmidas ou secas, após exposição por 15 segundos (100% de eliminação). Os experimentos desenvolvidos in vivo demonstraram que o PAA foi o agente mais eficaz (p<0,05), capaz de eliminar a viabilidade dos organismos em 92% das LK imersas depois de 60 segundos, quando comparado com acetona (64%) ou com álcool isopropílico (50%). O crescimento microbiano após o contato com o PAA demonstrou que somente o grupo dos Lactobacillus sp foi resistente a essa substância química. Os agentes químicos não demonstraram ser corrosivos, após a imersão por 1 hora, tanto por pesagem quanto por MEV. Foi observado que o PAA foi o agente mais eficaz para ser utilizado como desinfetante de instrumentos, durante o período transoperatório do tratamento endodôntico. / This investigation aimed to evaluate the antimicrobial efficacy of disinfectant agents used to maintain the disinfection of endodontic instruments during the transoperatory period in endodontic treatment. The antimicrobial activity of disinfectants isopropyl alcohol, acetone and peracetic acid were evaluated upon planktonic micro-organisms by time kill assay (contact test) using inoculums from 9,9 X 109 to 1,2 X 1012 colony forming units (CFU) and determination of minimal bactericidal concentration (MBC), using inoculums of 106 CFU. Chemical agents were also evaluated upon Enterococcus faecalis (E. faecalis) ATCC 29212 strain grown on matrix dentin (ex vivo) for biofilm formation. Biofilm (sessile organisms) were removed with Kerr files until the blades were visually filled and contaminated K files used as carriers (shortly after contamination or dried inside a flow chamber for 10 minutes). K files carriers were immersed in 80% isopropyl alcohol, 80% acetone or in 2% peracetic acid for 30 or 60 seconds. The files were subsequently dispensed into test tubes containing Enterococcosel broth to observe the growth of viable enterococci. Thereafter, in vivo experiments were performed with K files contaminated with pulp necrotic material from cervical region of teeth indicated to endodontic treatment. The contaminated K files were immersed for 30 or 60 seconds in 80% acetone, 80% isopropyl alcohol and 2% peracetic acid. The files were then inoculated into test tubes containing tioglycolate medium. The organisms that grew after peracetic acid treatment were identified. The corrosion mediated by the chemical agents was also tested after incubation of stainless steel and NiTi K files for 60 minutes, by measuring the weight of K-files before and after immersion, and by scanning electron microscopy (SEM). All chemical agents were capable to eliminate or reduce bacterial viability of planktonic Gram-negative and Gram-positive species, though the activity of chemicals upon sessile E. faecalis in K-file carrier tests demonstrated that isopropyl alcohol or acetone were incapable to eliminate bacterial contamination, especially when the files were dried previously to the exposition to the chemicals for 15 or 30 seconds. Peracetic acid demonstrated the best antimicrobial activity, and eliminated the viability of sessile E. faecalis cells from both wet and dried K-endodontic files after exposition for 15 seconds (100% elimination). The experiments developed in vivo demonstrated that peracetic acid was the most effective agent (p<0,05), capable of eliminating the viability of organisms in 92% of K files immersed after 60 seconds, when compared to acetone (64%) or isopropyl alcohol (50%). The microbial grown after contact with peracetic acid demonstrated that only Lactobacillus sp group was resistant to this chemical. The chemical agents demonstrated to be non-corrosive after immersion for 1 hour, by both weighing and SEM. The results indicated that peracetic acid was the most effective agent to be used as disinfectant of instruments during transoperatory period of endodontic treatment.

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.

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.

A persistência bacteriana correlacionada à formação de biofilmes bacterianos é, há algum tempo, fonte de grande preocupação médica em virtude de sua ampla associação com a dificuldade de tratamento de infecções crônicas. Por outro lado, as perspectivas de utilização de biofilmes bacterianos em novas aplicações biotecnológicas e até mesmo para fins terapêuticos são promissoras. Há, portanto, grande interesse em compreender os mecanismos que levam as células bacterianas a deixar o estado planctônico, de vida livre, e associarem-se nesses conglomerados celulares altamente complexos. Ao longo das últimas décadas, o segundo mensageiro c-di-GMP &ndash; em conjunto com as moléculas que catalisam sua síntese (diguanilato ciclases) e sua degradação (fosfodiesterases) e seus receptores &ndash; estabeleceu-se como um elemento central de regulação de uma série de respostas celulares que determinam a formação ou a dispersão de biofilmes. Curiosamente, as proteínas que participam do metabolismo deste segundo mensageiro estão, frequentemente, codificadas múltiplas vezes em um mesmo genoma bacteriano. Em vista dessa observação, estudos mais recentes apontam que, para reger paralelamente uma variedade tão ampla de fenótipos, este sistema opera em modo de alta especificidade de sinalização e que, portanto, o sinal metabolizado por determinados conjuntos de diguanilato ciclases e fosfodiesterases tem alvos celulares específicos. Evidências robustas, porém isoladas até o momento, apontaram que um dos meios pelo qual ocorre a segregação entre sinal produzido e alvo específico é a interação direta entre as proteínas componentes das vias de sinalização. Mais, demonstrou-se que, em algumas vias, a transmissão de sinal ocorre exclusivamente via interação proteica, dispensando a intermediação do sinalizador em si. Para avaliar a validade e relevância global deste mecanismo, propôs-se, neste estudo, a investigação da rede total de interações entre as proteínas tipicamente associadas às vias de sinalização por c-di-GMP em Pseudomonas aeruginosa, utilizando ensaios de duplo-hibrido bacteriano. Para tanto, foram construídas duas bibliotecas de DNA direcionadas e foram feitos testes de interação de forma estratégica para possibilitar o esgotamento e averiguação de todas as possíveis interações entre as proteínas alvo identificadas. O resultado obtido, um mapa inicial, porém abrangente, da rede de interações proteicas em P. aeruginosa, indica uma grande probabilidade de que os mecanismos previamente descritos sejam realmente recorrentes e relevantes para o intermédio da sinalização nesse organismo. Algumas das interações mais robustas encontradas são bastante interessantes e serão, em estudos futuros, mais extensivamente estudadas. / Persister bacteria are correlated to biofilm formation and have been a source of great medical concern due to its close association with the impairment of traditional treatment in combating chronic infections. On the other hand, using bacterial biofilms to create original biotechnological applications or even as a means of therapeutic treatment in medical settings constitutes a promising prospect. There is, therefore, a great interest in understanding the mechanisms that allow bacteria to leave the free-living planktonic lifestyle and associate in these highly complex cellular aggregates. Over the last decades, the second messenger c-di-GMP &ndash; and also the molecules involved in its synthesis (diguanylate ciclases) and degradation (phosphodiesterases) along with its receptors &ndash; has been established as a key element implicated in regulation of a series of cellular responses that determine biofilm formation or dispersion. Curiously, the proteins that play a part in the metabolism of this second messenger are frequently coded multiple times in single bacterial genomes. Taking this into account, recent studies indicate that, in order to control such a wide range of phenotypes, this system operates via high specificity of signaling &ndash; which means that the signal metabolized by a certain set of diguanylate ciclases and phosphodiesterases has specific cellular targets. Robust but yet isolated evidence indicate that a means by which a signal is segregated with its correlated phenotypic response is through direct protein-protein interaction involving the components of these signaling pathways. Even more, there has been strikingly evidence that, in some of these pathways, signal transduction occurs exclusively through protein-protein interaction, entirely dismissing any mediation by the signal molecule. In order to validate and evaluate the global relevance of this type of mechanism, this study proposed the investigation of the entire network of interactions between proteins typically associated with c-di-GMP signaling pathways of Pseudomonas aeruginosa by employing bacterial two-hybrid system assays. To make that possible, two DNA libraries were constructed and interaction essays were performed in a strategic way so that all possibilities of interaction between target proteins were explored. The results obtained from these experiments allowed the construction of a broad map of interactions that, although still primitive, indicates that, chances are, the mechanisms previously described are both recurrent and relevant to signaling regulation in this organism. Some of the interaction partners found are particularly interesting and will be further investigated in future studies.

O uso de antissépticos complementa a higienização bucal reduzindo a microbiota e, consequentemente minimizando a colonização, a formação de biofilme e, assim promovendo a saúde bucal. Diante das opções de antissépticos bucais e produtos naturais, faz-se necessária a análise microbiológica da eficácia desses produtos e suas implicações no controle do biofilme. Neste sentido, têm-se como objetivos: determinar a diluição inibitória máxima (DIMax) de antissépticos bucais (Listerine®, Colgate Plax® Tea Fresh, Periogard®) e o óleo de melaleuca sobre as cepas de Candida albicans e Candida glabrata, clínicas e padrão; quantificar as unidades formadoras de colônias por tubo traqueal (UFC/TT) das leveduras em TTs revestidos com os respectivos produtos e, analisar a formação de biofilme em fragmentos de tubos revestidos ou não com antissépticos e óleo de melaleuca por C. glabrata. Trata-se de um estudo de natureza laboratorial, in vitro, realizado com cepas clinicas e padrão e subsidiado em métodos clássicos da microbiologia para o processamento das avaliações propostas. Para determinar a DIMax, realizou-se a diluição dupla seriada (1/4 a 1/4096) dos antissépticos e óleo de melaleuca respectivamente, sendo as placas incubadas a 37°C por 24 horas. Considerou-se DIMax a maior diluição capaz de inibir o crescimento de todas as cepas avaliadas. Na formação de biofilme foram empregadas duas técnicas: determinação das UFC/TT e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Na aleatorização das cepas C. glabrata utilizou-se a análise estatística pelo modelo de regressão logístico multinomial. A partir da análise dos resultados observou-se que o Listerine® apresentou a menor ação inibitória na DIMax de 1/4, óleo de melaleuca (1/16), Colgate Plax® Tea Fresh (1/64) e o Periogard® (1/128). Em termos de formação de biofilme, o tubo revestido com Colgate Plax® Tea Fresh apresentou diferença no teste de comparações múltiplas (p=0,0031), com atividade antibiofilme em todas as cepas de C. glabrata, com exceção de um isolado clínico. As fotomicrografias revelaram reprodução por brotamento presente no TT revestido com óleo de melaleuca, lise celular na ação do Periogard® e, os TTs revestidos com Colgate Plax® Tea Fresh não apresentaram biofilme, exceto na cepa 33. A formação de biofilme por células leveduriformes foi significativa apresentando-se de forma diversificada nos diferentes tubos revestidos. Estudos adicionais sobre Candida spp. em tubos traqueais são recomendáveis em pacientes, com e sem pneumonia, submetidos à ventilação mecânica / Introduction: The use of oral antiseptics is increasingly common, as a complement to the regular oral hygiene by reducing the oral microbiota, biofilm formation and thereby promoting oral health. Facing of several oral antiseptics and natural products, it is necessary microbiological analysis of the effectiveness of these antiseptics and in its implications in the control of biofilm. Objective: The aims of the study were to determine the maximum inhibitory dilution (MID) oral antiseptics (Listerine®, Colgate® Plax, Fresh Tea and Periogard®) and tea tree oil of clinical and standard strains of Candida spp. and Candida glabrata; colony forming units assay (CFU/TT) of yeast in tracheostomy tubes (TT) coated with some products; and analyze the biofilm formed in fragments of tubes coated or not with oral antiseptics and tea tree oil for Candida glabrata. Methods: This is a laboratory investigation, in vitro study performed with clinical and standard strains and subsidized of classical microbiology methods for processing the proposals reviews. To determine the MID, serial dilution was carried out (1/4 a 1/2048) of oral antiseptics and tea tree oil respectively, and the plates were incubated at 37°C for 24h. The MID was considered the highest dilution capable of inhibiting the growth of all strains tested. In biofilm formation two techniques were employed: determination of colony forming units (CFU/TT) and scanning electron microscopy (SEM). The statistical analysis by multinomial logistic regression model was used to randomization strains of C. glabrata. Results: Listerine® showed the worst performance, MID (1/4), tea tree oil (1/16), Colgate Plax® Fresh Tea (1/64) and Periogard® (1/128). In terms of biofilm formation, the multiple comparisons test presented differences (p=0.0031) for tube coated Colgate Plax® Tea Fresh with antibiofilm activity in all strains of C. glabrata, except for one clinical isolate. The photomicrographs revealed reproduction by budding in the TT coated with tea tree oil, cell lysis in action of Periogard®, and the Colgate Plax® Fresh Tea coated tube produced no visible colony, except with strain 33. Conclusion: Biofilm formation by yeast was significant presenting diverse in different coated tubes. Additional studies of Candida spp. in tracheostomy tubes are recommended in patients with and without pneumonia, undergoing mechanical ventilation