Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A difteria é uma síndrome toxêmica causada pelo Corynebacterium diphtheriae. Embora programas de imunização mantenham a doença sob controle em países desenvolvidos, a difteria ainda permanece endêmica em diversas partes do mundo, especialmente em indivíduos parcialmente imunizados para toxina diftérica. Junto a isso, nos últimos 20 anos, tem-se observado a ocorrência crescente de quadros de infecções sistêmicas causados por cepas atoxinogênicas. A penicilina e eritromicina são as principais drogas de escolha no tratamento destas infecções, entretanto, a escassez de trabalhos reavaliando a terapia de escolha e a influência dos antibióticos no processo de interação bacteriana com células epiteliais humanas são escassos, logo compreendem aspectos que justificam o presente estudo. O objetivo principal deste projeto consiste na análise da influência do pré-tratamento de células epiteliais Hep-2 com os antimicrobianos penicilina e eritromicina na colonização e viabilidade intracelular de amostras de C. diphtheriae. As monocamadas foram submetidas ao tratamento prévio com doses séricas terapêuticas de penicilina (5g mL1) e eritromicina (1,92 g mL1) por 24 horas e os antibióticos foram removidos por lavagens com PBS antes da interação com a suspensão bacteriana (MOI de 107). Três horas após a infecção, o padrão de aderência foi investigado como também, realizada a análise das bactérias viáveis associadas e internalizadas nas monocamadas. O pré-tratamento com penicilina induziu a formação de perfil de aderência difuso (AD) pelas amostras estudadas. Microorganismos que normalmente apresentam padrão de aderência localizado (AL) passaram a expressar perfil (AD) após pré-tratamento das camadas com ambos antimicrobianos. A expressão do tipo agregativo (AA) não foi influenciada pela presença de eritromicina. A penicilina e a eritromicina reduziram o número de bactérias viáveis associadas às células HEp-2 na maioria das oportunidades. Entretanto, a penicilina interferiu em maior magnitude nesse processo. As três amostras invasoras de C. diphtheriae (HC01, HC04 e BR5015), apresentaram maior capacidade de sobrevivência no compartimento intracelular, independente do pré-tratamento. A expressão dos perfis de aderência assim como a capacidade de sobrevivência no compartimento intracelular frente aos antimicrobianos testados mostraram-se independentes da produção de toxina e dos percentuais de associação com as células HEp-2. Foi observada uma maior eficiência da eritromicina na eliminação de bactérias viáveis internalizadas reforçando a utilização clínica da eritromicina tanto no tratamento de pacientes quanto na erradicação do estado de portador. Novos estudos serão desenvolvidos para investigar alterações na expressão de fatores de virulência por amostras de C. diphtheriae na interação com células HEp-2 pré-tratadas com antimicrobianos e a influência sobre a evolução clínica das infecções por corinebactérias / Diphtheria is a syndrome caused by Toxigenic Corynebacterium diphtheriae. Although immunization programs have kept diphtheria under control in the great majority of developed countries, the disease remains endemic in many parts of the world, especially in individuals partially immunized to diphtheria toxoid. Additionally, an increase in the number of cases of systemic infections caused by non-toxigenic strains has been observed along the last 20 years. Penicillin and erythromycin have long been the drugs of choice for the treatment of C. diphtheriae infections, though the studies reviewing the choice of treatment and the influence of antibiotics in the process of bacterial interaction with human epithelial cells are scarce, and comprise the aspects that justify the present investigation. The main objective was to analyze the influence of pre-treatment of HEp-2 epithelial cells with the penicillin and erythromycin in adherence and intracellular viability of C. diphtheriae strains. HEp-2 monolayers were pre-treated for 24 hours with the serum concentration doses of penicillin (5g mL-1) and erythromycin (1.92 mg mL-1), and antibiotics were removed by washing with PBS before infection with bacterial suspension (MOI of 107). Three hours post-infection, the adherence pattern was investigated, and both percentage of viable cell-associated bacteria and intracellular bacteria was determined. Penicillin treatment induced the bacterial strains to exhibit diffuse adherence patterns (DA). Microorganisms that usually express localized adherence patterns (LA) began to express DA pattern after pre-treatment of monolayers with both antibiotics. Erythromycin did not influence the aggregative adherence pattern (AA). Penicillin and erythromycin reduced the number of viable HEp-2 cell-associated bacteria for the most of the strains. However, penicillin interfered in this process in a greater magnitude. The C. diphtheriae invasive strains (HC01, HC04 and BR5015) showed higher ability to survive within the intracellular compartment, regardless of pre-treatment. The expression of adherence patterns as well as the ability to survive in the intracellular environment of pre-treated cells, proved to be independent of toxin production and the usual percentage of association with HEp-2 cells. A higher efficiency in the reduction of intracellular viability with the use of erythromycin was observed for the majority of strains, and reinforces the clinical use of erythromycin in the treatment of patients alongside the eradication of the carrier state. Further studies will be necessary to investigate the changes in the expression of virulence factors in C. diphtheriae during the interaction with HEp-2 cells pre-treated with antimicrobials and the influence on the clinical evolution of corynebacterial infections

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A difteria é uma síndrome toxêmica causada pelo Corynebacterium diphtheriae. Embora programas de imunização mantenham a doença sob controle em países desenvolvidos, a difteria ainda permanece endêmica em diversas partes do mundo, especialmente em indivíduos parcialmente imunizados para toxina diftérica. Junto a isso, nos últimos 20 anos, tem-se observado a ocorrência crescente de quadros de infecções sistêmicas causados por cepas atoxinogênicas. A penicilina e eritromicina são as principais drogas de escolha no tratamento destas infecções, entretanto, a escassez de trabalhos reavaliando a terapia de escolha e a influência dos antibióticos no processo de interação bacteriana com células epiteliais humanas são escassos, logo compreendem aspectos que justificam o presente estudo. O objetivo principal deste projeto consiste na análise da influência do pré-tratamento de células epiteliais Hep-2 com os antimicrobianos penicilina e eritromicina na colonização e viabilidade intracelular de amostras de C. diphtheriae. As monocamadas foram submetidas ao tratamento prévio com doses séricas terapêuticas de penicilina (5g mL1) e eritromicina (1,92 g mL1) por 24 horas e os antibióticos foram removidos por lavagens com PBS antes da interação com a suspensão bacteriana (MOI de 107). Três horas após a infecção, o padrão de aderência foi investigado como também, realizada a análise das bactérias viáveis associadas e internalizadas nas monocamadas. O pré-tratamento com penicilina induziu a formação de perfil de aderência difuso (AD) pelas amostras estudadas. Microorganismos que normalmente apresentam padrão de aderência localizado (AL) passaram a expressar perfil (AD) após pré-tratamento das camadas com ambos antimicrobianos. A expressão do tipo agregativo (AA) não foi influenciada pela presença de eritromicina. A penicilina e a eritromicina reduziram o número de bactérias viáveis associadas às células HEp-2 na maioria das oportunidades. Entretanto, a penicilina interferiu em maior magnitude nesse processo. As três amostras invasoras de C. diphtheriae (HC01, HC04 e BR5015), apresentaram maior capacidade de sobrevivência no compartimento intracelular, independente do pré-tratamento. A expressão dos perfis de aderência assim como a capacidade de sobrevivência no compartimento intracelular frente aos antimicrobianos testados mostraram-se independentes da produção de toxina e dos percentuais de associação com as células HEp-2. Foi observada uma maior eficiência da eritromicina na eliminação de bactérias viáveis internalizadas reforçando a utilização clínica da eritromicina tanto no tratamento de pacientes quanto na erradicação do estado de portador. Novos estudos serão desenvolvidos para investigar alterações na expressão de fatores de virulência por amostras de C. diphtheriae na interação com células HEp-2 pré-tratadas com antimicrobianos e a influência sobre a evolução clínica das infecções por corinebactérias / Diphtheria is a syndrome caused by Toxigenic Corynebacterium diphtheriae. Although immunization programs have kept diphtheria under control in the great majority of developed countries, the disease remains endemic in many parts of the world, especially in individuals partially immunized to diphtheria toxoid. Additionally, an increase in the number of cases of systemic infections caused by non-toxigenic strains has been observed along the last 20 years. Penicillin and erythromycin have long been the drugs of choice for the treatment of C. diphtheriae infections, though the studies reviewing the choice of treatment and the influence of antibiotics in the process of bacterial interaction with human epithelial cells are scarce, and comprise the aspects that justify the present investigation. The main objective was to analyze the influence of pre-treatment of HEp-2 epithelial cells with the penicillin and erythromycin in adherence and intracellular viability of C. diphtheriae strains. HEp-2 monolayers were pre-treated for 24 hours with the serum concentration doses of penicillin (5g mL-1) and erythromycin (1.92 mg mL-1), and antibiotics were removed by washing with PBS before infection with bacterial suspension (MOI of 107). Three hours post-infection, the adherence pattern was investigated, and both percentage of viable cell-associated bacteria and intracellular bacteria was determined. Penicillin treatment induced the bacterial strains to exhibit diffuse adherence patterns (DA). Microorganisms that usually express localized adherence patterns (LA) began to express DA pattern after pre-treatment of monolayers with both antibiotics. Erythromycin did not influence the aggregative adherence pattern (AA). Penicillin and erythromycin reduced the number of viable HEp-2 cell-associated bacteria for the most of the strains. However, penicillin interfered in this process in a greater magnitude. The C. diphtheriae invasive strains (HC01, HC04 and BR5015) showed higher ability to survive within the intracellular compartment, regardless of pre-treatment. The expression of adherence patterns as well as the ability to survive in the intracellular environment of pre-treated cells, proved to be independent of toxin production and the usual percentage of association with HEp-2 cells. A higher efficiency in the reduction of intracellular viability with the use of erythromycin was observed for the majority of strains, and reinforces the clinical use of erythromycin in the treatment of patients alongside the eradication of the carrier state. Further studies will be necessary to investigate the changes in the expression of virulence factors in C. diphtheriae during the interaction with HEp-2 cells pre-treated with antimicrobials and the influence on the clinical evolution of corynebacterial infections