A Fibrose cística (FC) é uma condição genética que predispõe os portadores a infecções crônicas repetidas do trato respiratório. O complexo Burkholderia cepacia (CBC), formado por espécies (variantes genômicas) intimamente relacionadas, são microorganismos comumente associados a essas infecções. A variante genômica do CBC envolvida na colonização de um determinado paciente influencia diretamente na progressão da sua doença e sobrevida. A identificação fenotípica do CBC é difícil por se tratar de um bacilo Gram-negativo não fermentador e a identificação de suas espécies é ainda mais complexa devido à similaridade fenotípica que existe entre elas. Os principais objetivos do estudo foram a padronização de uma técnica molecular de PCR-RFLP ("polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism") para identificação do CBC e de suas espécies e o estabelecimento da prevalência dessas espécies entre os pacientes com FC atendidos no Hospital de Clínicas de Porto Alegre no período de fevereiro a dezembro de 2006. Na análise por PCR foram utilizados iniciadores específicos para o gene recA (BCR1 e BCR2). Para o RFLP foram utilizadas as enzimas de restrição HaeIII e Mnll (New England Biolabs Inc., Hitchin, England). No período do estudo foram submetidas ao laboratório amostras de 244 pacientes com FC, sendo que em amostras de 26 pacientes foram identificadas bactérias pertencentes ao CBC. Nesse período, 10.6% (26/244) dos pacientes com fibrose cística que entraram no critério de inclusão estavam colonizados pelo CBC. A análise molecular do gene recA mostrou que B. cenocepacia foi isolada de 53.8% (14) dos pacientes, B. multivorans; 15.4% (4); B. vietnaminsis 7.7% (2) e B. ambifaria 7.7% (2). Dois pacientes 7.7% (2) estiveram colonizados por B. cenocepacia IIIA and IIIB em diferentes momentos. Em dois pacientes não foi possível realizar a identificação em nível de espécie. As técnicas moleculares, como PCR-RFLP são mais eficientes para a identificação do CBC e as únicas capazes de identificar suas variantes genômicas, o que é imprescindível para o acompanhamento clínico dos pacientes portadores de fibrose cística.

Made available in DSpace on 2015-12-06T23:46:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O objetivo deste estudo foi caracterizar a identificacao, o perfil de sensibilidade aos antimicrobianos, a similaridade genetica e os mecanismos de resistencia a trimetoprim/sulfametoxazol (SXT) entre os isolados clinicos do complexo Burkholderia cepacia (CBc). Metodologia: Foram avaliados 82 isolados clinicos do CBc recuperados de pacientes atendidos em dois hospitais universitarios localizados na regiao sudeste do Brasil. A identificacao bacteriana foi realizada pelo sequenciamento do gene recA e pela espectrometria de massas MALDI-TOF MS. O perfil de sensibilidade aos antimicrobianos foi determinado para ceftazidima, cloranfenicol, levofloxacina, meropenem, minociclina, ticarcilina/acido clavulanico e SXT. Os resultados do perfil de sensibilidade tambem foram comparados entre quatro tecnicas distintas, microdiluicao em caldo, diluicao em agar, Etest e disco difusao, sendo a microdiluicao em caldo considerada a tecnica referencia. A concordancia geral e por categoria de sensibilidade, assim como as taxas de erros, foram calculadas de acordo com as recomendacoes do CLSI M23-A3. Os genes que conferem resistencia aos betalactamicos e ao SXT foram pesquisados por meio das tecnicas de PCR e sequenciamento dos respectivos amplicons. A similaridade genetica entre os isolados que carreavam genes de resistencia foi determinada por PFGE. O DNA plasmidial e cromossomal dos isolados foram extraidos utilizando as tecnicas de Kieser e kits comerciais, respectivamente. A localizacao dos genes de resistencia foi determinada por Southern blot e hibridizacao utilizando sondas especificas. O contexto genetico dos genes de resistencia encontrados entre os isolados do CBc foi determinado por PCR e sequenciamento das regioes conservadas 3ÆCS e 5ÆCS do integron de classe 1. A tecnica de conjugacao foi realizada utilizando como amostra receptora E.coli J53. Resultados: Foram identificadas, pelo sequenciamento do gene recA, B. cenocepacia (n=44), B. multivorans (n=12), B. vietnamiensis (n=10), B. contaminans (n=9) e B. cepacia (n=7). Comparando os resultados obtidos pelo recA com aqueles do MALDI-TOF MS, 100% e 75,6% dos isolados foram concordantes na identificacao ao nivel de genero e especie, respectivamente. Boas taxas de sensibilidade foram encontradas para ceftazidima (86,6%), meropenem (87,8%), minociclina (87,8%) e SXT (97,6%). A concordancia geral entre as tecnicas avaliadas foi maior que 93% entre microdiluicao em caldo e diluicao em agar, exceto para cloranfenicol (89%). Entre a tecnica referencia e os resultados obtidos pelo Etest, a concordancia geral foi maior que 92%, exceto para ceftazidima (78%), SXT (80,4%) e cloranfenicol (85,3%). A concordancia por categoria entre microdiluicao em caldo e disco difusao foi maior que 90% para a maioria dos antimicrobianos testados, exceto para cloranfenicol (52,4%), SXT (74,4%) e levofloxacina (83,3%). Dois isolados (B. cenocepacia e B. cepacia) apresentaram resistencia ao SXT e carreavam o gene dhfr22 inserido em um integron que classe 1. Entre os isolados resistentes a ceftazidima (7,3%), em apenas um (B. cenocepacia) foi detectado o gene blaOXA-10-like, tambem inserido em um integron de classe 1 o qual continha um gene cassete que confere resistencia aos aminoglicosideos, aadA1. De acordo com os resultados da hibridizacao, blaOXA-10-like estava inserido em um plasmideo de ~70 Kb. Entretanto, nao conseguimos realizar a transferencia deste plasmideo pela tecnica de conjugacao. Os dois isolados de B. cenocepacia que carreavam genes de resistencia apresentaram perfil clonal semelhante pelo PFGE. Conclusoes: O MALDI-TOF MS demonstrou ser uma excelente tecnica alternativa para a identificacao dos isolados do CBc. Boas taxas de sensibilidade foram observadas para os antimicrobianos usualmente empregados no tratamento das infeccoes causadas por estes micro-organismos. Em geral, foi observada boa concordancia entre as tecnicas de sensibilidade avaliadas neste estudo, exceto para as metodologias Etest e disco difusao na predicao da sensibilidade ao SXT. O gene dhfr22 demonstrou ser o principal mecanismo entre os isolados resistentes ao SXT. De acordo com os nossos conhecimentos, descrevemos, pela primeira vez, a presenca do gene blaOXA-10-like em um isolado clinico do CBc / FAPESP: 2012/04910-9 / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Bactérias psicrotróficas foram isoladas de leite cru refrigerado oriundo de duas indústrias de beneficiamento localizadas no sul do Brasil. Contagens de bactérias psicrotróficas foram entre 4,9 e 7,8 logUFC/mL e de 5,3 a 7,2 logUFC/mL, em amostras coletadas no caminhão-tanque e no silo de armazenamento da indústria, respectivamente. Dentre as bactérias isoladas, 90% foram Gram-negativas. A maioria das cepas apresentaram baixa atividade proteolítica, mas cepas de Burkholderia cepacia, Klebsiella oxytoca e Aeromonas sp. apresentaram valores superiores a 20 U/mL em azocaseina como substrato. Proteases das cepas selecionadas foram resistentes aos tratamentos térmicos convencionais e causaram coagulação de leite UAT depois de cinco dias de estocagem em temperatura ambiente. A atividade proteolítica de uma variedade psicrotrófica de Burkholderia cepacia isolada de leite cru refrigerado foi caracterizada. A atividade proteolítica na azocaseina apresentou atividade máxima com pH 6-7 e decréscimo com pHs ácido e alcalino. A enzima apresentou relativa estabilidade térmica entre 40-55°C durante 25 min, mantendo pelo menos 80% de sua atividade inicial a 40°C. O ensaio de coagulação do leite demostrou que a protease da B. cepacia causou coagulação do leite desnatado a partir do segundo dia, enquanto a coagulação do leite integral foi observada a partir do quinto dia. A aderência desta cepa ao aço inoxidável foi avaliada e os substratos apresentaram níveis de cerca de 107 UFC/cm², independente dos diferentes tempos de imersão. A cepa denominada de 1A4 apresentou expressiva atividade proteolítica em pH 6-7 e 40ºC, atividade de coagulação do leite e capacidade de aderir ao aço inoxidável. Estes resultados indicam que B. cepacia representa um potencial perigo a qualidade do leite e produtos lácteos. / Psychrotrophic bacteria were isolated from refrigerated raw milk of two processing plants at Southern Brazil. Psychrotrophic counts were between 4.9 and 7.8 log CFU/mL, and 5.3 to 7.2 log CFU/mL, for samples collected at the truck and the milk storage silo, respectively. Among the bacterial isolates, 90% were Gram-negative. Most strains presented low proteolytic activity, but strains of Burkholderia cepacia, Klebsiella oxytoca and Aeromonas sp. showed higher than 20 U/mL on azocasein as substrate. Crude proteases from selected strains were resistant to conventional heat treatments and caused coagulation of UHT milk after 5 days storage at room temperature. The proteolytic activity of a psychrotrophic strain of Burkholderia cepacia isolated from refrigerated raw milk was characterized. The proteolytic activity on azocasein showed maximum activity at pH 6-7 and decrease at acid and alkaline pHs. The enzyme showed relative thermal stability in the range 40-55°C during 25 min, maintaining at least 80% its initial activity at 40°C. Milk coagulation assay showed that the crude protease from B. cepacia caused coagulation from day 2 for skimmed milk, whereas coagulation was observed from day 5 for whole milk. The adherence of this strain to stainless steel was evaluated, and the substrata had around 107CFU/cm², regardless the different immersion time evaluated. The strain 1A4 showed elevated proteolytic activity at pH 6-7 and 40ºC, high milk coagulating-activity, and elevated capability to adhere to stainless steel. These results indicate that B. cepacia may represent a potential hazadous to milk and dairy products.

A Fibrose cística (FC) é uma condição genética que predispõe os portadores a infecções crônicas repetidas do trato respiratório. O complexo Burkholderia cepacia (CBC), formado por espécies (variantes genômicas) intimamente relacionadas, são microorganismos comumente associados a essas infecções. A variante genômica do CBC envolvida na colonização de um determinado paciente influencia diretamente na progressão da sua doença e sobrevida. A identificação fenotípica do CBC é difícil por se tratar de um bacilo Gram-negativo não fermentador e a identificação de suas espécies é ainda mais complexa devido à similaridade fenotípica que existe entre elas. Os principais objetivos do estudo foram a padronização de uma técnica molecular de PCR-RFLP ("polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism") para identificação do CBC e de suas espécies e o estabelecimento da prevalência dessas espécies entre os pacientes com FC atendidos no Hospital de Clínicas de Porto Alegre no período de fevereiro a dezembro de 2006. Na análise por PCR foram utilizados iniciadores específicos para o gene recA (BCR1 e BCR2). Para o RFLP foram utilizadas as enzimas de restrição HaeIII e Mnll (New England Biolabs Inc., Hitchin, England). No período do estudo foram submetidas ao laboratório amostras de 244 pacientes com FC, sendo que em amostras de 26 pacientes foram identificadas bactérias pertencentes ao CBC. Nesse período, 10.6% (26/244) dos pacientes com fibrose cística que entraram no critério de inclusão estavam colonizados pelo CBC. A análise molecular do gene recA mostrou que B. cenocepacia foi isolada de 53.8% (14) dos pacientes, B. multivorans; 15.4% (4); B. vietnaminsis 7.7% (2) e B. ambifaria 7.7% (2). Dois pacientes 7.7% (2) estiveram colonizados por B. cenocepacia IIIA and IIIB em diferentes momentos. Em dois pacientes não foi possível realizar a identificação em nível de espécie. As técnicas moleculares, como PCR-RFLP são mais eficientes para a identificação do CBC e as únicas capazes de identificar suas variantes genômicas, o que é imprescindível para o acompanhamento clínico dos pacientes portadores de fibrose cística.

Bactérias psicrotróficas foram isoladas de leite cru refrigerado oriundo de duas indústrias de beneficiamento localizadas no sul do Brasil. Contagens de bactérias psicrotróficas foram entre 4,9 e 7,8 logUFC/mL e de 5,3 a 7,2 logUFC/mL, em amostras coletadas no caminhão-tanque e no silo de armazenamento da indústria, respectivamente. Dentre as bactérias isoladas, 90% foram Gram-negativas. A maioria das cepas apresentaram baixa atividade proteolítica, mas cepas de Burkholderia cepacia, Klebsiella oxytoca e Aeromonas sp. apresentaram valores superiores a 20 U/mL em azocaseina como substrato. Proteases das cepas selecionadas foram resistentes aos tratamentos térmicos convencionais e causaram coagulação de leite UAT depois de cinco dias de estocagem em temperatura ambiente. A atividade proteolítica de uma variedade psicrotrófica de Burkholderia cepacia isolada de leite cru refrigerado foi caracterizada. A atividade proteolítica na azocaseina apresentou atividade máxima com pH 6-7 e decréscimo com pHs ácido e alcalino. A enzima apresentou relativa estabilidade térmica entre 40-55°C durante 25 min, mantendo pelo menos 80% de sua atividade inicial a 40°C. O ensaio de coagulação do leite demostrou que a protease da B. cepacia causou coagulação do leite desnatado a partir do segundo dia, enquanto a coagulação do leite integral foi observada a partir do quinto dia. A aderência desta cepa ao aço inoxidável foi avaliada e os substratos apresentaram níveis de cerca de 107 UFC/cm², independente dos diferentes tempos de imersão. A cepa denominada de 1A4 apresentou expressiva atividade proteolítica em pH 6-7 e 40ºC, atividade de coagulação do leite e capacidade de aderir ao aço inoxidável. Estes resultados indicam que B. cepacia representa um potencial perigo a qualidade do leite e produtos lácteos. / Psychrotrophic bacteria were isolated from refrigerated raw milk of two processing plants at Southern Brazil. Psychrotrophic counts were between 4.9 and 7.8 log CFU/mL, and 5.3 to 7.2 log CFU/mL, for samples collected at the truck and the milk storage silo, respectively. Among the bacterial isolates, 90% were Gram-negative. Most strains presented low proteolytic activity, but strains of Burkholderia cepacia, Klebsiella oxytoca and Aeromonas sp. showed higher than 20 U/mL on azocasein as substrate. Crude proteases from selected strains were resistant to conventional heat treatments and caused coagulation of UHT milk after 5 days storage at room temperature. The proteolytic activity of a psychrotrophic strain of Burkholderia cepacia isolated from refrigerated raw milk was characterized. The proteolytic activity on azocasein showed maximum activity at pH 6-7 and decrease at acid and alkaline pHs. The enzyme showed relative thermal stability in the range 40-55°C during 25 min, maintaining at least 80% its initial activity at 40°C. Milk coagulation assay showed that the crude protease from B. cepacia caused coagulation from day 2 for skimmed milk, whereas coagulation was observed from day 5 for whole milk. The adherence of this strain to stainless steel was evaluated, and the substrata had around 107CFU/cm², regardless the different immersion time evaluated. The strain 1A4 showed elevated proteolytic activity at pH 6-7 and 40ºC, high milk coagulating-activity, and elevated capability to adhere to stainless steel. These results indicate that B. cepacia may represent a potential hazadous to milk and dairy products.

A Fibrose cística (FC) é uma condição genética que predispõe os portadores a infecções crônicas repetidas do trato respiratório. O complexo Burkholderia cepacia (CBC), formado por espécies (variantes genômicas) intimamente relacionadas, são microorganismos comumente associados a essas infecções. A variante genômica do CBC envolvida na colonização de um determinado paciente influencia diretamente na progressão da sua doença e sobrevida. A identificação fenotípica do CBC é difícil por se tratar de um bacilo Gram-negativo não fermentador e a identificação de suas espécies é ainda mais complexa devido à similaridade fenotípica que existe entre elas. Os principais objetivos do estudo foram a padronização de uma técnica molecular de PCR-RFLP ("polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism") para identificação do CBC e de suas espécies e o estabelecimento da prevalência dessas espécies entre os pacientes com FC atendidos no Hospital de Clínicas de Porto Alegre no período de fevereiro a dezembro de 2006. Na análise por PCR foram utilizados iniciadores específicos para o gene recA (BCR1 e BCR2). Para o RFLP foram utilizadas as enzimas de restrição HaeIII e Mnll (New England Biolabs Inc., Hitchin, England). No período do estudo foram submetidas ao laboratório amostras de 244 pacientes com FC, sendo que em amostras de 26 pacientes foram identificadas bactérias pertencentes ao CBC. Nesse período, 10.6% (26/244) dos pacientes com fibrose cística que entraram no critério de inclusão estavam colonizados pelo CBC. A análise molecular do gene recA mostrou que B. cenocepacia foi isolada de 53.8% (14) dos pacientes, B. multivorans; 15.4% (4); B. vietnaminsis 7.7% (2) e B. ambifaria 7.7% (2). Dois pacientes 7.7% (2) estiveram colonizados por B. cenocepacia IIIA and IIIB em diferentes momentos. Em dois pacientes não foi possível realizar a identificação em nível de espécie. As técnicas moleculares, como PCR-RFLP são mais eficientes para a identificação do CBC e as únicas capazes de identificar suas variantes genômicas, o que é imprescindível para o acompanhamento clínico dos pacientes portadores de fibrose cística.

The aspartate transcarbamoylase (ATCase) was purified from Burkholderia cepacia 25416. In the course of purification, three different ATCase activities appeared namely dodecameric 550 kDa holoenzyme, and two trimeric ATCases of 140 kDa (consists of 47 kDa PyrB subunits) and 120 kDa (consists of 40 kDa PyrB subunits) each. The 120 kDa PyrB polypeptide arose by specific cleavage of the PyrB polypeptide between Ser74 and Val75 creating an active polypeptide short by 74 amino acids. Both the 40 and 47 kDa polypeptides produced active trimers. To compare the enzyme activity of these trimers, an effector assay using nucleotides was performed. The 140 kDa trimer showed inhibition while the 120 kDa polypeptide showed less inhibition. To verify the composition of the pyrBC holoenzyme complex, B. cepacia dihydroorotase (DHOase, subunit size of 45 kDa) was purified by the pMAL protein fusion and purification system and holoenzyme reconstruction was performed using purified ATCase and DHOase. Both the 140 kDa and the 120 kDa trimers could produce holoenzymes of 550 kDa and 510 kDa, respectively. The reconstructed ATCase holoenzyme from cleaved ATCase showed better reconstruction compared to that from uncleaved ATCase in the conventional ATCase activity gel assay. To characterize the relationship between pyrimidine pathway and virulence factor production, motility tests and biofilm assays were conducted using pyrC- mutant. Even though no significant difference in growth rates was observed, there were significant differences between the wild type and mutant in the production of biofilm and virulence factors. This study will help us to understand the structure and regulation of ATCase holoenzyme with DHOase, and facilitate the use of B. cepacia as an applicable bio-tool. Additionally, we can potentially pursue more efficient drug targets for B. cepacia.

This diploma thesis focuses on an optimalization of simple laboratory model systems which serve as an innovative tool for an experimental study on the adsorption of bacterial cells on solid surfaces. In the description of living biological systems, an adsorption is labelled as an adhesion. Designed model systems were validated with a physical-chemical analysis. Various techniques were used to determine bacteria properties, more specifically Burkholderia cepacia and Bacillus megaterium. The solid surfaces after sorption of bacterial cells of Bacillus megaterium were subjected to a structural and visual analysis. Applying the theoretical approach (e.g. using different physical-chemical models) to study the adhesion of microorganisms to a particular surface allows a prediction of the conditions for a successful adhesion. The results will give us a better understanding of a formation and development of a biofilm.

No / To investigate whether there are differences between members of the Burkholderia cepacia complex in their ability to invade human respiratory epithelial cells, 11 strains belonging to genomovars I-V were studied in an antibiotic protection assay using the A549 cell line. Strains belonging to genomovars II and III were more invasive than those of genomovars I, IV and V. There was also intra-genomovar variation in invasiveness. No correlation between invasiveness and other putative virulence factors of importance in B. cepacia infection in individuals with cystic fibrosis, cable pilus and B. cepacia epidemic strain marker was identified.

Cystic Fibrosis (CF) is a common autosomal genetic disorder in Caucasian populations. CF is caused by mutations in the cftr gene, which encodes the CF transmembrane conductance regulator (CFTR). CFTR regulates chloride and sodium ion transport across the epithelial cells lining the exocrine organs. Mutations in the cftr result in a failure to mediate chloride transport, which leads to dehydration of the mucus layer surrounding the epithelial cells. The mucus coating in the lung epithelia provides a favorable environment for invasion and growth of several opportunistic bacterial pathogens resulting in life threatening respiratory infections in CF patients. Pseudomonas aeruginosa(Pa) and Burkholderia cepacia complex (Bcc) are associated with chronic lung infections and are responsible for much of the mortality in CF. Little is known about interactions between these two, often co-infecting, species. When in competition, it is not known whether Bcc replaces the resident Pa or if the two species co-exist in the CF lung. Bacteriocins are potent toxins produced by bacteria. They have a quite narrow killing range in comparison to antibiotics and have been implicated in intra-specific and inter-specific bacterial competition brought on by limited nutrients or niche space. Both Pa and Bcc produce bacteriocins known as pyocins and cepaciacins, respectively. More than 90% of Pa strains examined to date produce one or more of three pyocin types: R, F, and S. A limited number of phenotypic surveys suggest that approximately 30% of Bcc also produce bacteriocins. The goals of my thesis study were to determine if clinical strains of Pa and Bcc produce bacteriocins and to determine whether these toxins play a role in mediating intra- and inter-specific bacterial interactions in the CF lung. The final goal was to identify novel bacteriocins from clinical Pa and Bcc strains. First, I designed a phenotypic bacteriocin survey to evaluate bacteriocin production in 66 clinical Pa (38) and Bcc (28) strains procured from CF patients. This study revealed that 97% of Pa strains and 68% of Bcc strains produce bacteriocin-like inhibitory activity. Further phenotypic and molecular based assays showed that the source of inhibition is different for Pa and Bcc. In Pa, much of the inhibitory activity is due to the well known S- and RF-type pyocins. S-and RF pyocins were the source of within species inhibitory activity while RF pyocins were primarily implicated in the between species inhibitory activity of Pa strains. In contrast, Bcc inhibition appeared to be due to novel inhibitory agents. Finally, I constructed genome libraries of B. multivorans, B. dolosa, and B. cenocepacia to screen for genes responsible for the inhibitory activity previously described in Bcc. ~10,000 clones/genome were screened, resulting in fifteen clones with the anticipated inhibition phenotype. Of these fifteen, only five clones had stable inhibitory activity. These clones encoded proteins involved in various metabolic pathways including bacterial apoptosis, amino acid biosynthesis, sugar metabolism, and degradation of aromatic compounds. Surprisingly, none of Bcc clones possessed typical bacteriocin-like genes. These data suggest that, in contrast to all bacterial species examined in a similar fashion to date, Bcc may not produce bacteriocins. Instead, Bcc may be using novel molecular strategies to mediate intra- and inter-specific bacterial interactions.