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CDP-ribitol synthase is a bifunctional reductase and cytidylyltransferase that catalyzes the transformation of D-ribulose 5-phosphate, NADPH and CTP to CDP-ribitol, a repeating unit presem in the virulence-associated polysaccharide capsules of Haemophilus influenzae type a and b (Follens et al., 1999, J Bacterial. 181: 2001). In the work described here, we investigated the order of the reactions catalyzed by CDPribitol synthase and conducted experiments to resolve the question of substrate channeling in this bifunctional enzyme. It was determined that the synthase first catalyzed the reduction ofo-ribulose 5-phosphate followed by cytidylyltransfer to oribitol 5-phosphate. Steady state kinetic measurements revealed a 650-fold kinetic preference for cytidylyltransfer too-ribitol 5-phosphate over o-ribulose 5-phosphate. Rapid mixing studies indicated quick reduction of o-ribulose 5-phosphate with a lag in the cytidylyltransfer reaction consistent with a requirement for the accumulation of Km quantities of o-ribitol 5-phosphate. Signature motifs in the C-terminal and N-terminal sequences of the enzyme (short chain dehydrogenase/reductase and nucleotidyltransferase motifs, respectively) were targeted with site directed mutagenesis to generate variants that were impaired for only one of the two activities (K386A and R18A impaired for reduction and cytidylyltransfer, respectively). Release and free diffusion of the metabolic intermediate o-ribitol 5-phosphate was indicated by the finding that equimolar mixtures of K386A and R18A variants were efficient for bifunctional catalysis. Taken together these findings suggest that bifunctional turnover occurs in distinct active sites of CDP-ribitol synthase with reduction of n-ribulose 5-phosphate, release and free diffusion of the metabolic intermeditate n-ribitol 5-phosphate followed by cytidylyltransfer. / Thesis / Master of Science (MS)

Repetitive tetramers of the DNA sequence 5'-CAAT-3' are present in several loci associated with lipooligosaccharide (LOS) phase variation in Haemophilus influenzae type b (Hib). In an attempt to identify H. somnus phase-variable LOS genes, the presence of CAAT repeats within the H. somnus 738 genome was confirmed using a (CAAT)7 probe. A 3.9 kb EcoRI fragment that reacted with the probe was cloned and sequenced. Sequence analysis confirmed the presence of 31 CAAT repeats downstream of two potential start codons, and indicated that small or large proteins would be encoded depending on the number of CAAT repeats. The larger gene products showed 46% amino acid homology to Lex2b from Hib, which influences LOS phase variation in that species. In H. somnus, this gene was named lob1 (lipooligosaccharide biosynthesis gene). Sequence analysis showed that randomly selected colonies most frequently contained 33 CAAT repeats in lob1, corresponding to a 294 amino acid product. Colonies selected for negative reactivity to mAb 5F5 were significantly more likely to have different numbers of CAAT repeats in lob1 than randomly selected colonies. The presence of lob1 in trans altered the LOS profile of a non-phase variable strain of H. somnus, and caused increased levels of reactivity to polyclonal antisera made to purified LOS from strain 738. Based on the ability of this gene to alter the LOS profile of a non-phase varying strain and the correlation of changes in CAAT repeats with mAb 5F5 reactivity, lob1 appears to be involved in LOS biosynthesis and phase variation. / Master of Science

Haemophilus parasuis é o agente etiológico da Doença de Glässer, que causa artrite, pneumonia, meningite e poliserosite em suínos e tem assumido grande importância na suinocultura moderna, uma vez que sua ocorrência tem aumentado significativamente nos últimos anos em rebanhos afetados pelo circovirus suíno tipo 2. No presente estudo foram avaliadas 117 amostras de H. parasuis isoladas dentre os anos de 2009 a 2014, isoladas de suínos de diferentes estados do da região Centro-Sul do Brasil. As estirpes foram submetidas à sorotipificação, confirmação do gênero/espécie pela PCR, o perfil de resistência a antimicrobianos foi avaliado através da determinação da concentração inibitória mínima (CIM), foi realizada a caracterização genotípica das amostras por eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE) e por sequenciamento de múltiplos sítios (multilocus sequence typing - MLST) e a presença de genes de virulência vtaA foi analisada. Os sorotipos mais frequentes foram: 4 (21,3%), seguido do 5 (12,9%), do 13 (9,4%), do 14 (7,7%) e do sorotipo 1 (1,7%), e em alguns casos mais de um sorotipo foi identificado na mesma granja e até no mesmo animal, resultado este parecido ao encontrado no restante do mundo. Em todas as amostras o gene vtaA estava presente, para alguns antibióticos os índices de resistência foram elevados, como para tilosina (98,29%), danofloxacina (95,72%), sulfadimetoxina (88,03%), penicilina (77,7%) e a multirrestencia atingiu o índice alarmente de 93,16% das estirpes. Foram identificados 67 perfis diferentes no PFGE e das 9 amostras analisadas pelo MLST foram identificados novos STs, até então, não descritos mundialmente. Quando os novos STs foram comparados com os previamente descritos, estas se dispersaram entre as descritas em diferentes países. Neste estudo foi possível observar que as estirpes de H. parasuis brasileiras possuem alta variabilidade, tanto nos sorotipos, perfis de resistência, análises genômicas de PFGE e MLST / Haemophilus parasuis is the etiological agent of Glässer disease that causes arthritis, pneumonia, meningitis and polyserositis in pigs and has assumed great importance in modern swine production, since its occurrence has increased significantly in recent years in herds affected by porcine circovirus type 2. In the present study 117 strains of H. parasuis isolated between 2009 to 2014 were utilized, isolated from pigs of south center of Brazil. The strains were serotyping, confirmed genus/species by PCR, the antimicrobial resistance profile was evaluated determining the minimum inhibitory concentration (MIC) and strains were genotypically characterized by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE), multilocus sequence typing (MLST) and presence of vtA virulence gene. The major serotypes identified were 4 (21.3%), 5 (12.9%), 13 (9.4%), 14 (7.7%) and at last the 1 (1.7%), In some cases more than one serotype was identified in the same farm and in the same animal, this results were identified in others parts of the world. All samples had vtA gene. The resistance for some antibiotics was high for tylosin (98.29%), danofloxacin (95.72%) sulfadimetoxin (88.03%), and penicillin (77.7%). Multidrug resistance rates reached 93.16% of the samples. A total of 67 different profiles were identified in PFGE and nine samples were analyzed by MLST. All nine strains tested were identified as new STs. When these strains were compared with MLST database, they were dispersed among the strains from other countries. In this study, it was clear that the Brazilian H. parasuis strains are highly variable considering serotypes, resistance profiles, genomic analysis of PFGE and MLST

As meningites representam um importante agravo no quadro sanitário nacional, por suas características epidemiológicas e por seu impacto sócio-econômico. O Haemophilus influenzae tipo b (HIB), causa infecções respiratórias e doenças invasivas como meningites, pneumonias, epiglotites, sinusites, bacteremias, otites e artrites. Entre essas enfermidades, a meningite tem sido a mais estudada, em virtude de sua alta morbi-mortalidade e por ser de notificação compulsória. A proposta deste trabalho foi a de avaliar a tendência, em série histórica, da morbimortalidade e da letalidade das meningites caudadas por HIB no Brasil, como uma alternativa para avaliação do impacto da vacinação específica. O estudo seguiu um delineamento observacional do tipo ecológico e relativo ao período de 1983 a 2002. Foram calculados os coeficientes de incidência, mortalidade e letalidade de meningites por HIB, a partir de base de dados do Ministério da Saúde e da Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Para a análise de tendência destes indicadores foram estimadas retas de predição, com intervalos de confiança de 95%. Os softwares utilizados para a fase de gerenciamento e para a análise de dados foram: Excel, Epiinfo e Stata. No Brasil, entre 1983 e 2002, foram notificados 23.921 casos de meningites por HIB, dos quais 10.524 (43,99%) em menores de 1 ano e 9.269 (38,75%) na faixa de 1 a 4 anos. Os coeficientes de incidência, mortalidade e letalidade de maior magnitude foram observados nas faixas etárias de menores de 1 ano e de 1 a 4 anos. A partir de 1988, houve incremento na magnitude dos coeficientes de incidência e mortalidade. As regiões Norte e Nordeste apresentaram menor magnitude para esses indicadores, enquanto que para a letalidade, a região Nordeste apresentou indicadores de maior magnitude em menores de 1 ano. De modo geral, embora a letalidade tenha apresentado um padrão de declínio desde o inicio da série, sua magnitude permaneceu elevada até 2001. O impacto da vacinação sobre a letalidade, apenas a partir de 2002, sugere que esta pode levar até três anos, em média, para exercer efeito sobre o prognóstico das meningites por HIB. Com exceção da região Nordeste, a tendência para a incidência e a mortalidade no Brasil e regiões, foi semelhante, no período prévacinação (ascensão), detectando-se declínio após a introdução da vacina na rotina do Programa Nacional de Imunização. No Brasil e nas regiões Norte, Nordeste, Sul e Sudeste (nesta, em menores de 1 ano), a tendência da letalidade foi de declínio em toda a série. Nas regiões Centro-Oeste e Sudeste, o impacto da introdução da vacina sobre a incidência e a mortalidade foi mais precoce (1999-2000), em relação às outras regiões do estudo, talvez pelo fato dessas regiões terem apresentado cobertura vacinal mais elevada. O impacto da vacinação foi mais evidente sobre a incidência e a mortalidade do que sobre a letalidade. Os resultados revelaram um impacto positivo das estratégias de vacinação contra HIB, no Brasil e macrorregiões, inclusive em faixas etárias não vacinadas. Recomenda-se a monitorização contínua desses agravos, através de ações de Vigilância Epidemiológica, com aprimoramento do Sistema de Informação em Saúde. / Meningitis is an important disease within the national health system, due to its epidemiological characteristics and socioeconomic impact. The Haemophilus influenzae (HIB) type B causes respiratory infections as well as invasive diseases such as meningitis, pneumonias, epiglottitis, sinusitis, bacteremias, otitis and arthritis. Among these diseases, the meningitis has been the most studied due to its high morbi-mortality rate and also because requires compulsory notification. The purpose of this study was to evaluate the trend, considering the history series, regarding morbi-mortality and case fatality rates of meningitis caused by Hib in Brazil, as an alternative for the evaluation of the impact of a specific vaccination. This research was an ecologic observation from 1983 to 2002. The author calculated the incidence, mortality and case fatality rates of Hib meningitis, based on data from the National Health Department and the Geography and Statistics Brazilian Foundation Institute. In order to analyze these indicators\' trends, authors estimated prediction lines, with confidence intervals of 95%. The softwares used to manage and analyze data were: Excel, Epiinfo and Stata. In Brazil, from 1983 to 2002, 23.921 cases of Hib meningitis were notified. Among them, 10.524 (43.99%) in babies with less than one year and 9.269 (38.75%) in children with age varying from 1 to 4 years. The higher magnitude of incidence, mortality and case fatality rates were observed in the ages less than 1 year and varying from 1 to 4 years. Since 1988, the author observed an increment in the magnitude of the incidence and mortality rates. The North and Northeast regions presented a lower magnitude for these indicators, while for case fatality, the Northeast region presented indicators of higher magnitude in babies with age less than 1 year old. In general, although the case fatality rates presented a decreasing pattern since the beginning of the series, its magnitude was high until 2001. The impact of vaccination on case fatality rates was perceived only after 2002, suggesting that it can take three years, in average, to have some effect on the Hib meningitis prognosis. With exception to the Northeast region, the trends regarding the incidence and mortality in Brazil were similar, in the pre-vaccination period (increase), detecting a decrease after the introduction of vaccination in the routine of the do Programa Nacional de Imunização. In Brazil and in the North, Northeast, South and Southeast (age less than one year) regions, the case fatality trend was of decline during all series. In the Centerwest and Southwest regions, the impact of the vaccination introduction on the incidence and mortality rates was precocious (1999-2000), if compared to the other regions studied and maybe due to the fact that in these regions the vaccination achieved a greater amount of the population. The impact of vaccination was clearer on the incidence and mortality than on the case fatality rates. Results revealed a positive impact of the vaccination strategies against Hib in Brazil and in macro regions, including the age ranges that were not vaccinated. The author recommends the continuous monitoring of these diseases, through epidemiological surveillance actions and the improvement of the Health Information System.

As meningites bacterianas constituem um sério problema de Saúde Pública em todo mundo, por sua incidência, sua letalidade e pela frequência das sequelas que os sobreviventes apresentam. Os agentes etiológicos Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis e Streptococcus pneumoniae são responsáveis por cerca de 60 a 80 por cento dos casos. O presente estudo tem como objetivo conhecer o comportamento epidemiológico das meningites por H.influenzae, S. pneumoniae e por bacilos Gram-negativo, especialmente as enterobactérias 1 no Município de São Paulo no pertodo 1960- 77. O levantamento foi realizado por uma equipe formada por professores do Departamento de Medicina Social da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo, por médicos sanitaristas e por acadêmicos de medicina. Os dados, colhidos diretamente do prontuário dos pacientes, foram anotados em uma ficha pré-codificada. A meningite por H.influenzae somente foi confirmada quando se identificava o agente na cultura. A confirmação da meningite por S.pneumoniae se dava pela bacterioscopia e/ou pela cultura do líquor. As meningites por bacilo Gram-negativo foram subdivididas em 3 grupos. No primeiro, incluíram-se os casos em que a bacterioscopia e/ou cultura revelaram a presença de um bacilo Gram-negativo sem, contudo, haver a especificação do agente. No segundo, classificaram-se os casos em que, na cultura, foi isolada uma bactéria do gênero Salmonella. O último grupo correspondeu áquele em que se identificou a presença de uma outra enterobactéria. Os subdistritos ou distritos do Municipio de São Paulo foram agrupados de 3 maneiras. As duas primeiras corresponderam às 3 ou 6 áreas homogêneas especificadas pela Fundação SEADE. A última se baseou na distibuição da população economicamente ativa segundo sua participação nos diferentes setores da economia. A população dos subdistritos e distritos do Município de São Paulo segundo faixa etária para os anos compreendidos no estudo foi estimada pelo método geométrico modificado. No período estudado foram confirmados 900 casos de meningite por H.influenzae com um coeficiente médio de 0,89 por 100000 habitantes. Os menores de 5 anos contribuíram com 91,2 por cento dos casos, dos quais 63 por cento eram em menores de um ano. O coeficiente médio para menores de um ano foi de 23,3 por 100000 habitantes. As zonas central, intermediária e periférica não apresentaram incidências significantemente diferentes. Os coeficientes de morbidade padronizados segundo idade foram 0,8, 0,8 e 0,9 para as zonas central, intermediária e periférica, respectivamente. A letalidade média no período de 1960-77 foi de 31 por cento . As crianças menores de um ano apresentaram a maior taxa de letalidade, 40 por cento . No período 1960-77 foram confirmados 1951 casos de meningite por S.pneumoniae com um coeficiente médio de 1,9 por 100000 habitantes. As crianças menores de 5 anos contribuíram com 52 por cento dos casos dos quais 38.5 por cento eram menores de um ano. Os coeficientes médio por 100000 habitantes, para os menores de um ano, foram 37,1 e 29,7 para 1960-69 e 1970-77, respectivamente. A incidência por 100000 habitantes na zona periférica (2,2) na primeira década foi, praticamente, o dobro da zona central, (1,2). Os coeficientes padronizados segundo idade foram 1,6, 1,5 e 2,0 para as zonas central, intermediária e periférica, respectivamente. No período seguinte estes valores foram 1,4, 1,5 e 2,0. A letalidade média no período foi de 44 por cento . Ela foi inversamente proporcional ao número de leucócitos no llquor de entrada. A letalidade na faixa etária menores de um ano foi de 60 por cento no período estudado. No período estudado foram identificados 290 casos de meningite por Salmonella dos quais 10 por cento o foram na primeira década. O coeficiente médio por 100000 habitantes foi de 0,3. A S.typhimurium foi a espécie mais frequente com 112 casos. Os menores de um ano contribuíram com 91 por cento dos casos, dos quais 52 por cento ocorreram no primeiro trimestre de vida. A incidência média por zona não mostrou diferencas estatisticamente significantes. A letalidade média foi de 87 por cento . Os menores de um ano apresentaram um valor ainda maior, 89 por cento . No período estudado foram identificados 211 casos de meningite por outras enterobactérias com um coeficiente médio de 0,2. A primeira década contribuiu com 32 por cento dos casos. Os gêneros Escherichia e Enterobacter foram os mais frequentes sendo responsáveis por 71 por cento dos casos. Os menores de um ano contribuiram com 57 por cento dos casos, com coeficiente de 4.0 e 4.5 para os períodos 1960-69 e 1970-77 respectivamente. A letalidade média foi de 65 por cento sendo o grupo etário maior de 60 anos o de maior letalidade. A incidência por zona não diferiu significantemente. A meningite por bacilo Gram-negativo apresentou um comportamento epidemiológico distinto da meningite por H.influenzae e das enterobactérias, revelando ser composto por uma miscelânea de agentes. No período de estudo foram identificados 25455 casos de meningite bacteriana, com coeficiente médio de 25 por 100000 habitantes. O coeficiente passaria a ser de 36 por 100000 habitantes se acrecentássemos as meningites bacterianas de etiologia indeterminada. Este índice representou 1 caso para 2782 habitantes. A meningite por N.meningitidis ocupou o primeiro lugar, com 84 por cento dos casos e um coeficiente médio de 21 por 100000. Na primeira década ocorreram 2657 casos, com um coeficiente médio de 5,4 por 100000 habitantes. As três principais etiologias foram responsáveis por 89 por cento dos casos. No octênio seguinte a meningite por meningococo foi responsável por 90 por cento dos casos. No ano de 1974, acme da epidemia de meningite meningocócica, foram identificados 18069 casos de meningite representando um coeficiente de 264 por 100000. Este valor representaria que 1 em cada 379 habitantes foi acometido pela doença naquele ano. / Bacterial meningitis is an intectious disease of major public health throughout the world because of its high incidence and case fatality rates and the permanent sequelae that are seen in the survivors. Haemophilus influenzae, Neisseria meningitidis and Streptococcus pneumoniae are the etiologic agents responsible for 60 to 80 per cent of cases. The purpose of this study is to better understand the epidemiology of meningitis caused by H. influenzae, S. pneumoniae and gram-negative bacilli, especially, the Enterobacteriaceae, in the city of São Paulo during the period 1960-77. The survey was performed by a group of professors from the Department of Social Medicine of the \"Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo\", public health physicians and medical students. Data were obtained directly from the patient\'s records and registered on a pre-coded form. Cases of H.influenzae meningitis were confirmed by culture while S.pneumoniae cases were confirmed by gram stain and/or culture of the cerebrospinal fluid (CSP). The cases of gram negative bacillary meningitis were divided into three groups. The first included the cases that were diagnosed by gram stain and culture; the second, the cases where salmonella species were isolated in the culture: and the third, the cases where the presence of other Enterobacteriaceae were identified. The districts of the city of São Paulo were grouped in three ways: two corresponding to the homogenous areas specified by the \"Fundação SEADE\", and the third one based on the distribution of the economically active population according to its participation in the different branches of economic activity. The population of São Paulo by districts included in the study was estimated by the modified geometric method. During the study, 900 cases ot H. influenzae meningitis were confirmed, giving an average rate ot 0.89 cases per 100,000 population. Children <5 years old represented 91 per cent ot the cases, 63 per cent of them being less than one year old . The average rate for children <1 year old was 23.3 cases per 10O,OOO population. The average case fatality rate for the period 1960-77 was 31 per cent . The hightest case fatality rate ocurred in children <1 year old and was 40 per cent . The central, intermediate and peripheria zones didn\'t show significant different rates of incidence. The age standartized morbidity rates for these zones were, respectively, 0.8, 0.8 and 0.9. During 1960-77, 1,951 cases of S.pneumoniae meningitis were confirmed, giving an average rate of 1.9 per 100,000 population. Children <5 years old accounted for 52.4 per cent ot cases and 38.5 per cent were <l year old. The average rates for children <1 year of age were 37.1 and 29.7 per 100,000 population, for the periods of 1960-69 and 1970- 77, respectively. The incidence rate for the peripheria zone -2.2 per 100000 population- pratically doubled the rate for the central area- 1.2 per 100000 population- in the 1960\'s. The age standardized rates were 1.6, 1.5 and 2.0 tor central, intermediate, and peripheric zones, respectively. In the 1970\'s these rates were 1.4, 1.5 and 2.0. The average case fatality rate for the period was 46.9 per cent , which inversely proportional to the number ot CSF leucocytes at first examination. For children <1 year old, the case tatality rate was 60 per cent during the same period. Two hundred ninety cases of Salmonella meningitis were indentitied during the study, 10 per cent of them during the first decade. The average rate was 0.3 cases per 100,000 population. S. typhimurium was the most frequently isolated species, with 112 cases. Children <1 year old represented 91 per cent of the cases and 52 per cent ot these ocurred in children <3 months of age. The averages rates of incidence in the different zones didn\'t show statistically significant differences. The average case fatality rate was 87 per cent children <1 year old had a rate of 89 per cent . During the study period, 211 cases of meningites by other Enterobacteriaceae were indentified , giving an average rate of 0.2 per 100,000. Almost one-third of these cases ocurred in the first decade of the study period. The genus Escherichia and the genus Enterobacter were the most frequent, being responsible for 32 per cent of the cases. For children under one year 1 the rates were 4.0 and 4.5 for the periods of 1960-69 and 1970-77, respectively, representing 57 per cent of the total of cases. The average case fatality rate was 65 per cent , the hightest being among persons >60 years old. The rates of incidence by zone didn\'t show significant differences. The epidemiology of gram-negative bacillary meningitis was distinct from that of H.influenzae meningitis and meningitis due to the Enterobacteriaceae, giving evidence of being composed by a mixture of agents. In the same period, 25,455 cases of bacterial meningitis were identified, giving an average rate of 25 cases per 100,000 population. This rate would be 36.0 per 100,000 if we added the cases ot bacterial meningitis of unknown etiology. This represents one case per 2,782 inhabitants. N. meningitidis meningitis was the most frequent etiologic agent representing 84 per cent of the total, giving an average rate of 21 per 100,000. From 1960-69, 2,657 cases ocurred, giving an average rate of 5,4. The three principal etiologies were responsible for 89 per cent of cases. During the next eight years, 90 per cent of cases of meningitis were meningococcal. In year of 19/4, during the peak of the meningoccocal meningitis epidemic, 18,069 cases of meningitis were identified, representing a rate of 264 per 100,000. Put another way, 1 in 379 inhabitants developed menngitis.

Haemophilus influenzae (Hi) é uma bactéria Gram-negativa comensal da nasofaringe e um patógeno oportunista cujo único hospedeiro natural conhecido é o ser humano. As cepas de Hi que possuem cápsula de polissacarídeo estão associadas a doenças invasivas mais graves, sendo as de sorotipo b (Hib) as principais causadoras da meningite bacteriana em populações não vacinadas. Para produzir a vacina contra Hib, o polissacarídeo purificado desta bactéria é conjugado quimicamente ao toxóide tetânico. Industrialmente, a produção do polissacarídeo é realizada cultivando esse micro-organismo em biorreatores, entretanto o rendimento em polissacarídeo é baixo, mesmo com fornecimento de nutrientes, controle de pH e outros ajustes das condições no decorrer do cultivo. O estudo dos diferentes perfis fisiológicos da população bacteriana de Hib no decorrer do cultivo através da transcritômica traz a possibilidade de aprofundar o conhecimento sobre o metabolismo desse micro- organismo. As taxas de transcrição dos genes expressos em diferentes momentos considerados como pontos metabolicamente significativos do cultivo de Hib linhagem GB 3291 em batelada alimentada conduzido em Biorreator de 10 L, com aeração submersa e controles de pH (7,0) e temperatura (30° C) foram obtidas através de sequenciamento de RNA paralelo massivo (RNA-seq). A análise de co-expressão dos genes foi realizada com WGCNA, em que oito módulos de genes co-expressos foram identificados, quatro dos quais apresentaram correlação alta com dados fenotípicos dos cultivos, inclusive produtividade de acetato e de polissacarídeo. Análise de enriquecimento funcional identificou vias metabólicas associadas a ribossomo, síntese de parede celular, transportadores e consumo de carbono. A análise de expressão diferencial permitiu observar o comportamento desta bactéria durante o cultivo. Através da análise das taxas de transcrição dos genes foi possível identificar as principais vias de síntese de acetato e de polissacarídeo capsular, sendo esta última feita principalmente através da via de pentose fosfato, em detrimento da via de interconversão pentose-glucuronato. Nossos dados mostram que as diferentes etapas do cultivo de Hib leva à ação conjunta de vários grupos de genes, com destaque àqueles ligados às funções celulares básicas, como a síntese de proteínas e de parede celular, o transporte e a síntese de aminoácidos. Esses resultados contribuem para o entendimento dos processos bioquímicos e celulares que ocorrem durante o processo de cultivo de Hib, possibilitando que sejam feitas sugestões de modificações genéticas em Hib e alteração no processo de cultivo com propósito de diminuir produção de acetato e aumentar produção do polissacarídeo. / Haemophilus influenzae (Hi) is a nasopharynx commensal Gram-negative bacterium and an opportunistic pathogen whose only known natural host is human being. Hi strains with polysaccharide capsule are related to more severe invasive diseases, wherein type b capsule (Hib) strains are the main cause of bacterial meningitis in unvaccinated population. To produce Hib vaccine, purified polysaccharide of this bacterium is chemically conjugated to tetanus toxoid protein. Industrially, polysaccharide production is performed by cultivating this micro-organism in bioreactors; however, the yield of polysaccharide is low, even with supply of nutrients, pH control and further adjustments of the fermentation conditions during cultivation. The study of different physiological profiles of Hib bacterial population during cultivation by transcriptomics brings the possibility to deepen the knowledge about the metabolism of this micro-organism. Transcription of genes expressed at different times considered metabolically significant points of Hib strain GB 3291 grown in fed-batch conducted in a 10 L bioreactor with submerged aeration and pH (7.0) and temperature (30 ° C) control rates were obtained through massive parallel RNA sequencing (RNA-seq). Gene co-expression analysis was performed with WGCNA, in which eight modules of co-expressed genes were identified, four of which showed high correlation with cultivation data traits, including acetate and polysaccharide productivity. Enrichment analysis identified pathways related to ribosome, cell wall synthesis, transports and carbon consumption. Differential expression analysis allowed to observe this bacteria behaviour during cultivation. Through transcription rate analysis, it was possible to identify the main pathways for acetate and polysaccharide synthesis, which is through pentose phosphate pathway instead of glucoronate-pentose pathway. Our data show that different stages in Hib cultivation leads to joint action of several gene groups, highlighting genes related to basic cellular roles, like protein and cell wall synthesis, transport and aminoacid synthesis. These results contribute to the understanding of biochemical and cellular processes that ocurr during Hib cultivation process, allowing suggestions to be made to modify Hib gene circuitry and to change cultivation process in order to decrease acetate production and to decrease acetate production and increase polysaccharide production.

Haemophilus parasuis é um dos agentes bacterianos que tem assumido grande importância na indústria suinícola nos últimos anos. Por muitos anos foi considerada uma doença esporádica de suínos jovens, no entanto, com o surgimento de doenças imunossupressoras ou com o aumento da criação de suínos com alto status sanitário, sua freqüência vem assumindo proporções cada vez maiores. A caracterização das cepas através de métodos fenotípicos como a sorotipagem não tem sido suficiente para os estudos epidemiológicos sobre esta bactéria, uma vez que muitos isolados não são sorotipificáveis. Os objetivos deste estudo foram caracterizar os isolados através da sorotipagem, do Polimorfismo do Comprimento de Fragmentos Amplificados (AFLP) e da Eletroforese em Gel de Campo Pulsado (PFGE), comparando os resultados obtidos. Dentre as 51 cepas de Haemophilus parasuis avaliadas uma foi classificada como sorotipo 2, doze como sorotipo 4, seis como sorotipo 5, quatro como 13 e sete como sorotipo 14, sendo que vinte e uma amostras não foram sorotipificáveis. Através do AFLP foi possível caracterizar todos os isolados, com um índice discriminatório de 0,98, porém esta técnica não demonstrou uma boa reprodutibilidade. Através da PFGE utilizando a enzima Sma I apenas 14 cepas foram genotipadas, porém com a enzima Not I, todas apresentaram padrões de bandas e o índice discriminatório obtido foi de 0,95. Os perfis obtidos através da PFGE com a enzima Not I apresentaram a melhor correlação com os dados de origem das cepas e seus sorotipos, indicando que a técnica possui um bom potencial para aplicação em estudos epidemiológicos. / In recent years, Haemophilus parasuis has had a growing impact on the swine industry. In the past, Haemophilus parasuis infections were considered to be sporadic in young pigs. However, the incidence is increasing due to immunosuppressive diseases and the increase in the production of pigs with high sanitary status. Characterization of strains using methods based on phenotype identification is not enough to perform epidemiological studies on thebacterium, since a large percentage of isolates are nontypeable). The aim of this study was to characterize isolates according to serotyping, Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP), and Pulsed Field Gel Electrophoresis (PFGE), and to compare characterization results. Out of the 51 strains of Haemophilus parasuis evaluated in this study: one was serotype 2; twelve serotype 4; six serotype 5; four serotype 13; and seven serotype 14. Serotyping could not be performed on the remaining 21 samples. All isolates were characterized using AFLP, with a discriminatory index of 0.98, but reproducibility of this technique is not good. Regarding PFGE, 14 strains were genotyped using enzyme Sma I; yet, with enzyme Not I, all strains presented band size and discriminatory index power of 0.95. The profiles obtained using PFGE with Not I presented better correlation with the origin and serotype of the strains, suggesting that this technique could be used in epidemiological studies with promising results.

Haemophilus influenzae type b (Hib) é uma importante bactéria Gram-negativa causadora de pneumonia, meningite e septicemia em crianças abaixo dos 5 anos de idade. A prevenção contra a doença pode ser alcançada pela imunização da população com vacina conjugada polissacarídeo-proteína, uma vez que a vacina de polissacarídeo não é eficiente. As vacinas conjugadas disponíveis comercialmente custam para o governo brasileiro cerca de US2,7 a dose, sendo necessárias no mínimo 3 doses para imunização completa. O presente estudo desenvolveu um novo método de conjugação de polissacarídeo capsular de Hib (PRP) com toxóide tetânico (TT). O método hidrazona baseia-se em 3 etapas simples: oxidação e derivatização de PRP com espaçador molecular e conjugação com TT na presença de uma carbodiimida e de um éster amino reativo. Após um estudo detalhado de cada etapa do método hidrazona, o novo processo mostrou excelentes resultados de rendimento mesmo após escalonamento. A imunogenicidade e o índice de avidez do conjugado hidrazona foram avaliados e os resultados encontrados foram comparáveis a vacina comercial Hiberix®. A técnica de HPSEC mostrou-se eficaz e o perfil cromatográfico do conjugado hidrazona foi muito similar ao da vacina Hiberix. Finalmente, o novo processo de conjugação de vacina permitiu o desenvolvimento de uma poderosa tecnologia constituindo uma excelente opção para o governo brasileiro. / Haemophilus influenzae type b (Hib) is an important encapsulated bacteria, which causes pneumonia, meningitis and septicaemia in infants. Prevention against infection is achieved by the currently available polysaccharide protein conjugate vaccine. However, due to its high production costs (around U$ 2,7 per dose) this formulation cannot be used in mass immunization programs in Brazil. In the present study, we developed a new method for the conjugation of Hib polysaccharide (PRP) and tetanus toxoid (TT). The hydrazone method is based on 3 singles steps: PRP oxidation, PRP derivatization with linker spacer and conjugation with TT in the presence of carbodiimide and an amino reactive ester. After detailed study of each step of method, the new process showed very good yield of conjugation even when it was scaled-up. The immunogenicity and the avidity index of hydrazone conjugate were evaluated and the results were comparable with those obtained with the commercial vaccine Hiberix®. The HPLC hydrazone profile was very similar to HPLC Hiberix profile. Finally, the new conjugation process allows the development of a powerful vaccine technology, constituting an excellent choice for the brazilian government.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2003. / Härtill 4 uppsatser.