Pasteurella multocida é um dos principais patógenos envolvidos nas broncopneumonias infecciosas em suínos. Apesar de ser considerada agente secundário à pneumonia enzoótica causada pelo Mycoplasma hyopneumoniae e por agentes virais como o vírus da influenza suína, há evidências do seu envolvimento como agente primário. Neste contexto, o primeiro estudo desenvolvido teve como objetivo desenvolver um método de reprodução experimental de pneumonia por P. multocida A cepa 11246 em suínos infectados com diferentes concentrações de inóculo. Um segundo estudo foi desenvolvido com o objetivo de demonstrar diferenças fenotípicas, moleculares e patogênicas entre cepas de P. multocida A isoladas de casos clínicos de pneumonia em granjas comerciais de suínos de vários estados brasileiros. No primeiro experimento os suínos foram desafiados por gotejamento intranasal lento com inóculo de diferentes concentrações de P. multocida A cepa 11246 [Grupo (G1): 108 Unidades Formadoras de Colônias (UFC)/ml; G2: 107 UFC/ml; G3: 106 UFC/ml e G4: 105 UFC/ml]. Foram utilizados dois suínos por grupo com aproximadamente 100 dias de idade. Neste, todas as concentrações de inóculo demonstraram a capacidade da bactéria em causar doença respiratória grave e septicemia nos animais inoculados. Utilizando-se a mesma metodologia de desafio, com inóculo de 107 UFC/ml, o segundo estudo, ao desafiar 64 suínos igualmente distribuídos em oito grupos (G1 a G8) com oito diferentes cepas de P. multocida A (uma cepa por grupo), os resultados demonstraram a presença de cepas muito patogênicas (G1-11246, G2-11229, G3-16614 e G7-17044); pouco patogênicas (G4-16618 e G5-16972); e apatogênicas (G6-17034 e G8-17078), de acordo com a gravidade das alterações clinico-patológicas desenvolvidas. Na avaliação patológica dos animais desafiados, observaram-se três padrões de lesões distintas, associadas ou não entre si: 1. broncopneumonia fibrinonecrótica cranioventral com pleurite fibrinosa (G1, G3, G7); 2. pleurite difusa uni ou bilateral, associada ou não com pericardite e peritonite (G3, G5, G7) e; 3. pleuropneumonia necrossupurativa focal, geralmente no lobo cardíaco (G1, G2; G3, G4, G7). Na análise genotípica, nos padrões de PFGE obtidos após a macro-restrição com a enzima ApaI, as cepas patogênicas (Nos 11246, 11229, 16614, 16618, 16972 e 17044) foram classificadas no mesmo grupo, com homologia variando de 67,3 a 100%, diferenciando-se das cepas apatogências (Nos 17034 e 17078), que pertenceram a outro grupo, com homologia de apenas 52,7% com as demais amostras. Coletivamente, os resultados demonstraram padrões distintos de patogenicidade de diferentes cepas de P. multocida, os quais podem estar associados à características genéticas das cepas. Adicionalmente o estudo demonstrou a atuação primária de algumas cepas de P. multocida em pneumonias, pleurites e septicemias em suínos. / Pasteurella multocida is one of the main pathogens involved in infectious bronchopneumonia in swine. Although considered a secondary agent to the enzootic pneumonia caused by Mycoplasma hyopneumoniae and viral agents as the swine influenza, there are evidences related to its involvement as a primary agent. In this context, the first study undertaken aimed at developing an experimental reproduction method of pneumonia caused by P. multocida A Strain 11246 in swine infected with different inoculum concentrations. A second study was conducted aiming demonstrating phenotypic, molecular and pathogenic differences between the strains of P. multocida A isolated from clinical cases of pneumonia in commercial swine farms in several Brazilian states. In the first experiment, swine were challenged by slow intranasal drip with different inoculum concentrations of P. multocida A strain 11246 [Group (G1): 108 Colony Forming Units (CFU)/ml; G2: 107 CFU/ml; G3: 106 CFU/ml and G4: 105 CFU/ml]. Two swine per group with approximately 100 days of age were used. In these animals all inoculum concentrations demonstrated the bacteria capability to cause severe respiratory disease and septicemia in the inoculated animals. Using the same challenge methodology inoculating 107 CFU/ml at the second study when challenging 64 swine equally distributed into eight groups (G1 to G8) with eight different strains of P. multocida A (one strain per group) results showed the presence of highly pathogenic strains (G1-11246, G2- 11229, G3-16614 e G7-17044); less pathogenic (G4-16618 e G5-16972); and apathogenic (G6-17034 e G8-17078), according to the severity of the clinical and pathological alterations developed. In the pathologic evaluation of challenged animals, we observed three distinct patterns of injuries associated or not with each other: 1. Cranioventral fibrinonecrotic bronchopneumonia with fibrinous pleuritis (G1, G3, G7); 2. Difuse uni or bilateral pleuritis pleuritis, associated or not with pericarditis and peritonitis (G3, G5, G7) and; 3. Necrosuppurative focal pleuropneumonia, generally in the cardiac lobe (G1, G2, G3, G4, G7). In genotypic analysis, the PFGE patterns obtained after the macro-restriction with ApaI enzyme, the pathogenic strains (# 11246, 11229, 16614, 16618, 16972 and 17044) were classified in the same group, with homology ranging from 67.3 to 100%, differing from the apathogenic strains (# 17034 and 17078), which belonged to another group, with only 52.7% homology with the other samples. Collectively, the results showed distinct patterns in different pathogenic strains of P. multocida, which may be associated with the genetic features of the strains. Additionally, the reasearch demonstrated the primary role of some strains of P. multocida in pneumonia, pleuritis and septicemia in swine.

Escherichia coli patogênicas aviárias (APEC) causam infecções extraintestinais em aves, que podem ser localizadas ou sistêmicas, denominadas colibacilose. O patotipo de APEC não está definido, mas vários genes de virulência são associados a essas cepas, como os genes plasmidiais iroN, ompT, hlyF, iss e iutA, propostos, em 2008, como preditores da virulência de APEC. Além dos genes de virulência conhecidos, outros fatores podem estar associados à patogenicidade bacteriana, como as maquinarias de secreção protéica denominadas Sistemas de Secreção. O Sistema de Secreção do Tipo 6 (T6SS), descrito em 2006, tem sido associado à virulência de cepas APEC. Este trabalho divide-se em duas partes: a primeira teve como objetivo avaliar a frequência dos genes iroN, ompT, hlyF, iss e iutA em 401 cepas aviárias de E. coli e sua relação com a patogenicidade in vivo dessas cepas. A segunda parte teve como objetivos verificar a frequência de genes componentes do T6SS (clpV, vgrG, icmF e dotU), em uma coleção de 187 cepas APEC; e, em algumas cepas positivas para os genes, verificar a expressão de um fenótipo relacionado ao sistema, bem como a expressão do efetor vgrG e da ATPase do sistema clpV2, além da secreção de proteínas, no meio de cultura e durante contato com células eucarióticas. Os resultados da primeira parte indicam que cepas com dois ou mais dos genes analisados tem maior probabilidade de serem patogênicas do que cepas com apenas um ou nenhum dos genes. Já os da segunda parte mostram que várias cepas apresentaram duas cópias de pelo menos um dos genes testados, e algumas delas apresentaram resistência à predação por D. discoideum. Não foram encontradas diferenças entre a expressão dos genes vgrG (1 e 2) e clpV2 em cultura pura ou em contato com células eucarióticas. Este trabalho apresenta a triagem de genes plasmidiais em uma grande coleção de amostras de Escherichia coli, e a primeira triagem de genes do T6SS em uma coleção de isolados APEC. / Avian pathogenic Escherichia coli (APEC) causes extraintestinal infections in birds, which can be localized or systemic, known as colibacillosis. The APEC pathotype is still undefined, but several virulence genes are associated with these strains, as the plasmid-linked genes iroN, ompT, hlyF, iss and iutA, proposed in 2008 as APEC virulence predictors. Besides the known virulence genes, other factors may be associated with bacterial pathogenicity, such as the protein secretion machineries called Secretion Systems. Described in 2006, Type 6 Secretion System (T6SS) has been associated with virulence of APEC strains. This work is divided in two parts: the first aimed to evaluate the frequency of iroN, ompT, hlyF, iss and iutA genes in 401 avian strains of E. coli and its relationship with in vivo pathogenicity of these strains. The second part aimed to verify the frequency of T6SS genes (clpV, vgrG, icmF and dotU) in a collection of 187 APEC strains; and verify, in some positive strains, the expression of a phenotype related to the system, as well as the gene expression of effector vgrG and ATPase clpV2, besides the secretion of proteins into the culture medium and during contact with eukaryotic cells. The results of the first part of this study indicate that isolates harboring two or more of the genes analyzed were most likely to be pathogenic than strains harboring only one or none of the genes. The results of the second part show that several strains harbored two copies of at least one of the genes tested, and some of them were resistant to predation by D. discoideum. No differences were found between the expression of genes vgrG (1 and 2) and clpV2 in pure culture or in contact with eukaryotic cells. This work presents the screening of plasmidial genes in a large collection of Escherichia coli isolates, and the first screening of T6SS genes in a collection of APEC isolates.

O controle biológico de cigarrinha com Metarhizium (Hypocreales: Clavicipitaceae) na cana-de-açúcar é um exemplo de sucesso da aplicação do manejo sustentável de pragas no Brasil. No entanto, pouco se sabe sobre a riqueza, distribuição e ecologia das espécies de Metarhizium nos agroecossistemas e ambientes naturais no Brasil. Neste trabalho, avaliou-se a diversidade genotípica e realizou-se a identificação específica de 96 isolados depositados na Coleção de Entomopatógenos \"Prof. Sérgio Batista Alves\" da ESALQ-USP pelo sequenciamento da região 5\' do fator de alongamento da tradução 1 alfa (5\'-TEF) e das regiões espaçadoras intergênicas do DNA nuclear MzIGS3 e MzFG543igs. Observou-se a existência de 10, 11 e 17 haplótipos pelas sequências destes genes, respectivamente. Foram ainda obtidos 41 isolados de dois talhões de canavial em Araras-SP que consistiram em 9 haplótipos pela região MzIGS3. Foi observada a existência de cinco espécies de Metarhizium, duas atualmente reconhecidas, M. anisopliae s.l. e M. robertsii s.l., sendo estes os dois clados mais abundantes e três novas linhagens não caracterizadas taxonomicamente, referidas aqui como Metarhizium sp. indet. 1, Metarhizium sp. indet. 2 e Metarhizium sp. indet. 3. Com exceção de um único isolado todos os outros provenientes de insetos, incluindo os isolados de cigarrinha, pertencem a um único clado de M. anisopliae s.l. M. robertsii foi obtido exclusivamente a partir de amostras de solo ou rizosfera. Apesar de proporcionar um maior grau de resolução genética entre os isolados a região MzIGS3 se mostrou incapaz de reconstruir a filogenia consenso para o clado PARB, dificultando a sua utilização como sequência diagnóstica na identificação ou análise filogenética de espécies de Metarhizium. Além disso, foi desenvolvida uma técnica de bioensaio em laboratório para avaliação de patogenicidade de Metarhizium spp. sobre M. fimbriolata com mortalidade da testemunha inferior a 12%, após 28 dias de avaliação. A caracterização da expressão dos genes pr1A, mad1 e mpl relacionados à virulência de três isolados de M. anisopliae (ESALQ 1037, ESALQ 1641 e ESALQ 1204) cultivados em meio mínimo e meio mínimo com cutícula de M. fimbriolata, D. saccharalis e T. molitor não revelou uma associação entre a expressão relativa desses genes ea virulência dos fungos in vivo. As informações contidas neste trabalho poderão contribuir em estudos de identificação e caracterização de Metarhizium em habitats naturais e agrícolas de no Brasil e países vizinhos na América do Sul, assim como auxiliar no contínuo desenvolvimento e acompanhamento do programa de controle biológico de M. fimbriolata com Metarhizium na cultura da cana-de-açúcar. / Biological control of spittlebug with Metarhizium (Hypocreales: Clavicipitaceae) in sugarcane is an example of the successful application of sustainable pest management in Brazil. However little is known about the richness, distribution and ecology of Metarhizium species in agroecosystems and natural environments of Brazil. In this study, the genotypic diversity was accessed and species designation was assigned for 96 Metarhizium strains deposited in the Collection of Entomopathogens \"Prof. Sérgio Batista Alves\" from ESALQ-USP using the sequence variation at 5\'-TEF and the nuclear intergenic loci MzFG543igs and MzIGS3. Sequence diversity at these loci included 10, 11 and 17 sequence haplotypes, according to these loci, respectively. 41 strains were recovered from two sugarcane fields and consisted of 9 haplotypes according to MzIGS3. Five species of Metarhizium were observed, being the two most abundant taxa, Metarhizium anisopliae, Metarhizium robertsii and an additional three taxonomically unassigned lineages are referred to here as Metarhizium sp. indet. 1, Metarhizium sp. indet. 2 and Metarhizium sp. indet. 3. With a single exception, all strains isolated from insects belong to single clade of M. anisopliae, including the isolates infecting spittlebugs in sugarcane agroecosystems. M. robertsii was only recovered from soil or rhizosphere samples. Despite providing a greater degree of genetic resolution among strains, MzIGS3 revealed the inability to recapitulate the consensus phylogeny for the PARB clade and complicates its use as a stand-alone tool for species identification or phylogenetic analysis of Metarhizium. In addition, a laboratory bioassay technique was developed for pathogenicity screening of Metarhizium spp. on M. fimbriolata with low mortality on control group (8-12%) after 28 days of evaluation. The expression of genes pr1A, Mad1 and mpl of three M. anisopliae strains (ESALQ 1037, ESALQ1204 and ESALQ 1641) grown in minimal medium and minimal medium with M. fimbriolata, D. saccharalis or T. molitor cuticle apparently was not related to virulence of the fungi in vivo. Together these data will serve as resources for identification, discovery and communicating about Metarhizium biodiversity for insect biological control applications in Brazil and adjacent countries in South America, as well as assist in the ongoing development and monitoring of the biological control program of M. fimbriolata with Metarhizium in sugarcane fields.

Escherichia coli patogênicas aviárias (APEC) causam infecções extraintestinais em aves, que podem ser localizadas ou sistêmicas, denominadas colibacilose. O patotipo de APEC não está definido, mas vários genes de virulência são associados a essas cepas, como os genes plasmidiais iroN, ompT, hlyF, iss e iutA, propostos, em 2008, como preditores da virulência de APEC. Além dos genes de virulência conhecidos, outros fatores podem estar associados à patogenicidade bacteriana, como as maquinarias de secreção protéica denominadas Sistemas de Secreção. O Sistema de Secreção do Tipo 6 (T6SS), descrito em 2006, tem sido associado à virulência de cepas APEC. Este trabalho divide-se em duas partes: a primeira teve como objetivo avaliar a frequência dos genes iroN, ompT, hlyF, iss e iutA em 401 cepas aviárias de E. coli e sua relação com a patogenicidade in vivo dessas cepas. A segunda parte teve como objetivos verificar a frequência de genes componentes do T6SS (clpV, vgrG, icmF e dotU), em uma coleção de 187 cepas APEC; e, em algumas cepas positivas para os genes, verificar a expressão de um fenótipo relacionado ao sistema, bem como a expressão do efetor vgrG e da ATPase do sistema clpV2, além da secreção de proteínas, no meio de cultura e durante contato com células eucarióticas. Os resultados da primeira parte indicam que cepas com dois ou mais dos genes analisados tem maior probabilidade de serem patogênicas do que cepas com apenas um ou nenhum dos genes. Já os da segunda parte mostram que várias cepas apresentaram duas cópias de pelo menos um dos genes testados, e algumas delas apresentaram resistência à predação por D. discoideum. Não foram encontradas diferenças entre a expressão dos genes vgrG (1 e 2) e clpV2 em cultura pura ou em contato com células eucarióticas. Este trabalho apresenta a triagem de genes plasmidiais em uma grande coleção de amostras de Escherichia coli, e a primeira triagem de genes do T6SS em uma coleção de isolados APEC. / Avian pathogenic Escherichia coli (APEC) causes extraintestinal infections in birds, which can be localized or systemic, known as colibacillosis. The APEC pathotype is still undefined, but several virulence genes are associated with these strains, as the plasmid-linked genes iroN, ompT, hlyF, iss and iutA, proposed in 2008 as APEC virulence predictors. Besides the known virulence genes, other factors may be associated with bacterial pathogenicity, such as the protein secretion machineries called Secretion Systems. Described in 2006, Type 6 Secretion System (T6SS) has been associated with virulence of APEC strains. This work is divided in two parts: the first aimed to evaluate the frequency of iroN, ompT, hlyF, iss and iutA genes in 401 avian strains of E. coli and its relationship with in vivo pathogenicity of these strains. The second part aimed to verify the frequency of T6SS genes (clpV, vgrG, icmF and dotU) in a collection of 187 APEC strains; and verify, in some positive strains, the expression of a phenotype related to the system, as well as the gene expression of effector vgrG and ATPase clpV2, besides the secretion of proteins into the culture medium and during contact with eukaryotic cells. The results of the first part of this study indicate that isolates harboring two or more of the genes analyzed were most likely to be pathogenic than strains harboring only one or none of the genes. The results of the second part show that several strains harbored two copies of at least one of the genes tested, and some of them were resistant to predation by D. discoideum. No differences were found between the expression of genes vgrG (1 and 2) and clpV2 in pure culture or in contact with eukaryotic cells. This work presents the screening of plasmidial genes in a large collection of Escherichia coli isolates, and the first screening of T6SS genes in a collection of APEC isolates.

Amebas de vida livre (AVL) do gênero Acanthamoeba estão amplamente distribuídas no ambiente e podem tornar-se amebas patogênicas ao homem. O objetivo deste trabalho foi isolar em de água de torneira amebas de vida livre do gênero Acanthamoeba, identificá-las e classificá-las. Um total de 132 amostras de água de torneira foi coletado de escolas estaduais e municipais entre os meses de março a novembro de 2009. As amostras passaram pelo processo de filtração e as membranas foram semeadas em ágar não-nutriente 1,5% coberto por uma suspensão de E. coli inativadas pelo calor. Todas as amostras positivas para AVL foram submetidas à clonagem celular e identificadas como pertencentes ao gênero Acanthamoeba, através da morfologia dos cistos e trofozoitos e pela PCR utilizando oligonucleotídeos gênero-específicos que amplificam a região ASA.S1 do gene 18S rDNA. Ensaios fisiológicos de termo e osmotolerância foram utilizados para avaliar a patogenicidade dos isolados. Vinte sete isolados foram positivos para AVL e 10 foram identificados como pertencentes ao gênero Acanthamoeba tanto pelas características morfológicas quanto pela análise molecular. Destes, nove isolados apresentaram características do grupo II e um do grupo III, segundo Pussard e Pons (1977). A análise do sequenciamento através da comparação das sequências dispostas no GenBank, demonstrou a distribuição no grupo genotípicos T2 (40%), T2/T6 (40%), T6 (10%) e T4 (10%). Nos ensaios de termotolerância e osmotolerância 50% dos isolados obtiveram um baixo potencial patogênico. Os resultados indicaram a presença do gênero Acanthamoeba em água tratada no estado do RS, revelando sua importância epidemiológica e a necessidade de mais estudos para determinar sua distribuição no ambiente e seu potencial patogênico. / Free-living amoebae (FLA) of Acanthamoeba genus are widely distributed in the environment and can become human pathogenic amoebae. The aim of this study was to isolate from tap water in free-living amoebae of Acanthamoeba, identify them and then classify them. A total of 132 samples of tap water was collected from state and municipal schools between march and november 2009. The samples passed through the filtration process and the membranes were seeded in non-nutrient 1.5% covered by a suspension of E. coli heatinactivated. All samples of AVL were cloned and identified as belonging to the genus Acanthamoeba by the morphology of cysts and trophozoites by PCR using primers and genus-specific primers that amplify the ASA.S1 region of 18S rDNA gene. Tests of physiological thermotolerance and osmotolerance were used to evaluate the pathogenicity of the isolates. Twenty seven isolates of AVL and 10 were identified as belonging to the genus Acanthamoeba through the morphological and molecular analysis. Nine of the isolates showed characteristics of group II and one isolate showed characteristics of group III, according Pussard and Pons (1977). The sequencing analysis by comparing the sequences submitted to GenBank, showed that genotype distribution in group T2 (40%), T2/T6 (40%), T6 (10%) and T4 (10%). In tests of thermotolerance and osmotolerance 50% of isolates had a low pathogenic potential. The results indicated the presence of Acanthamoeba in tap water in the RS, revealing its importance and the need for more epidemiological studies to determine their distribution in the environment and its pathogenic potential.

Foram coletadas amostras de água de piscinas térmicas e não térmicas na cidade de Porto Alegre, RS, Brasil entre os meses de maio de 2006 e março de 2007, com o objetivo de determinar a presença do gênero Acanthamoeba, bem como realizar a caracterização fenotípica e genotípica dos isolados. Amebas foram isoladas em cultivo monoxênico com Escherichia coli. A identificação dos isolados foi baseada na morfologia dos cistos e trofozoítos e na amplificação por PCR com oligonucleotídeos gênero-específico. O potencial patogênico foi avaliado usando testes de osmotolerância e termotolerância. Das 65 amostras analisadas, 13 (20%) foram positivas para amebas de vida livre e identificados morfologicamente como pertencentes ao gênero Acanthamoeba. Destas, 9 possuíam características compatíveis com o grupo morfológico II e 4 com o grupo III. Todos os isolados identificados morfologicamente quando submetidos à Reação de PCR, confirmaram pertencer ao gênero Acanthamoeba e 38% (5/13) dos isolados foram considerados potencialmente patogênicos a partir dos testes de osmotolerância e termotolerância. Neste estudo, o método molecular de RAPD ("Random Amplified Polymorphic-DNA") foi utilizado para investigar a relação genética entre os 13 isolados de piscinas e dois isolados de referência da ATCC. De 10 oligonucleotídeos decaméricos testados, quatro foram selecionados por gerarem produtos de amplificação passíveis de análise. A similaridade entre os isolados foi calculada utilizando-se o coeficiente de Jaccard e o dendrograma construído pelo método da média das distâncias entre grupos ("Average Linkage"). Quatro grupos distintos (G1-G4) de isolados foram formados de acordo com a similaridade genética entre eles. Sugeriu-se que os isolados do G1 por agruparem-se aos isolados de referência de A. castellanii (ATCC 30010 e 50492) possam pertencer a esta espécie. Os dados fenotípicos, tais como, morfologia e testes de tolerância foram relacionados aos dados genotípicos de RAPD e permitiram a caracterização dos isolados. Os resultados deste primeiro estudo de isolamento e caracterização de Acanthamoeba de água de piscinas na cidade de Porto Alegre-RS, Brasil confirmam a presença de isolados potencialmente patogênicos que podem representar um risco à saúde humana. / Water samples were collected from both heated and unheated swimming pools in the city of Porto Alegre, RS, Brazil between May 2006 and March 2007, to determine the presence of Acanthamoeba in the water of swimming pools as well as perform the phenotypic and genotypic characterization of the isolates. Amoebae were isolated in monoxenic culture with Escherichia coli. The identification of the isolates was based on the trophozoites and cysts morphology and on the amplification through PCR with genus-specific oligonucleotides. The potential pathogenic was assessed by osmotolerance and temperature tolerance assays. From the 65 samples analyzed, 13 (20%) were positive for free-living amoebae, and the isolates morphologically identified as belonging to the genus Acanthamoeba. Out of these, 9 presented characteristics compatible with morphological group II, and 4 with group III. All the morphologically identified isolates, when submitted to PCR, were confirmed as belonging to the genus Acanthamoeba, and 38% (5/13) of the isolates were considered potentially pathogenic according to osmotolerance and temperature tolerance assays. In this study, the molecular RAPD method (Random Amplified Polymorphic-DNA) was used to investigate the genetic relationship among 13 isolates from swimming pools and two strains from the ATCC reference. From the ten decameric oligonucleotides tested, four were selected for generating products of amplification possible to be analyzed. The similarity between isolates was calculated using the Jaccard coefficient and the dendrogram constructed by using the method of the average distances between groups ("Average Linkage"). Four distinct groups (G1-G4) of isolates were separated according to genetic similarity between them. It was suggested that the isolates from G1 once group up with the reference isolates of A. castellanii may belong to this species. The phenotypic data such as morphology and tolerance tests were related to RAPD genotypic data and led to the characterization of isolates. The results of this study about isolation and characterization of Acanthamoeba in swimming pools water at Porto Alegre, RS, Brazil confirm the presence of potentially pathogenic isolates which can present risks to human health.

Pasteurella multocida, apesar de ser uma bactéria que compõe a microbiota respiratória, sob algumas circunstâncias pode manifestar-se como um agente patogênico primário ou secundário, causando doença em aves e outros animais. Como agente primário, P. multocida leva a grandes perdas econômicas, causando cólera em aves, rinite atrófica em suínos e septicemia hemorrágica em bovinos e bubalinos. P. multocida é uma espécie heterogênea, e a patogenicidade dos isolados pode ser amplamente variável. A suscetibilidade do hospedeiro à essas cepas varia consideravelmente entre espécies. Inoculações experimentais de P. multocida em camundongos e aves são comumente usadas para avaliar a patogenicidade de diferentes cepas, mas os resultados são geralmente subjetivos e pouco mensuráveis. O objetivo deste trabalho foi estabelecer uma nova metodologia para classificar a patogenicidade de cepas de P. multocida, através da formulação de um índice padrão. Para determinar esse índice, foram usadas 97 amostras de P. multocida, isoladas de cólera em aves e rinite em suínos. Cem microlitros (105 UFC) de uma cultura bacteriana contendo 106 UFC/mL, de cada isolado de P. multocida foram inoculados, por via intraperitoneal, em 10 pintos de um dia. Além da mortalidade causada pela inoculação, o tempo de morte e as lesões macroscópicas foram avaliados. Diferenças significativas foram observadas entre isolados de aves e suínos em relação aos índices de patogenicidade. O número de lesões e a porcentagem de bactérias recuperadas dos animais inoculados também variaram de acordo com a origem do isolado. A partir dos indices observados, os isolados foram distribuídos em três classes de patogenicidade: alta, média e baixa. O índice de patogenicidade desenvolvido neste trabalho permite a mensuração e classificação da patogenicidade de isolados de P. multocida e pode ser uma alternativa aos modelos subjetivos de triagem de patogenicidade usados até o momento. / Pasteurella multocida, despite being a bacteria that makes up the respiratory microbiota, under some circumstances can manifest as primary or secondary pathogenic agent, causing disease in birds and other animals. As primary agent, P. multocida leads to large economic losses, causing fowl cholera in birds, atrophic rinitis in swine and haemorragic septicemia in cattle and buffalos. P. multocida is a heterogeneous specie, and the pathogenicity of the samples can be widely variable. Host susceptibility to these strains varies considerably between species. Experimental inoculations of P. multocida in mice and birds are commonly used to evaluate the pathogenicity of the different strains, but the results are generally subjective and difficult to evaluate them. The aim of this work was to establish a new methodology to classify the pathogenicity of a specific strain, through the formulation of a standard score. To determine this score, we used 97 samples of P. multocida, from fowl cholera in birds and rhinitis in swine. One-hundred microliters (105 CFU) of bacterial culture containing 106 CFU/mL of each P. multocida isolate were inoculated, by intraperitoneal route, in 10 one-day-old chicks. Besides mortality caused by the inoculation, time of death and gross lesions were also evaluated. Significant differences were observed between avian and swine isolates in relation to pathogenicity scores. The number of lesions and the percentage of bacteria recovered from the inoculated animals also varied according to the origin of the isolate. From the observed scores, the isolates were distributed into three pathogenicity classes: high, medium and low. The pathogenicity score developed here allows the measurement and classification of the pathogenicity of P. multocida isolates and can be an alternative to subjective current models of pathogenicity screening used so far.

Orientadores: Wanderley Dias da Silveira, Marcelo Palma Sircili / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T16:00:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maturana_VictorGoncalves_M.pdf: 5059455 bytes, checksum: b3305e2d1e0d658292aa1e194e68fb8f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Escherichia coli patogênica para aves (APEC) causa diferentes tipos de infecções sistêmicas extraintestinais nestes hospedeiros, coletivamente denominadas colibaciloses, causando grandes prejuízos econômicos à indústria aviária. Essas doenças incluem, dentre outras, septicemia, onfalite, celulite e síndrome da cabeça inchada. Entretanto, não há até o momento wna descrição de genes ou características que permitam classificar as linhagens aviárias em patótipos responsáveis por causar doenças específicas em seus hospedeiros, a semelhança do que ocorre para linhagens de E. co/i patogênicas para seres humanos. O objetivo deste estudo foi caracterizar linhagens de Escherichia coli de origem aviána representantes de 4 grupos, sendo um grupo de linhagens comensais (AFEC - stgla em inglês para "Avian Fecal Escherichia co/i") e três grupos de linhagens patogêmcas, causadoras de três sindromes diferentes em seus hospedeiros (septicemia, síndrome da cabeça inchada e onfalite). Para o trabalho, as características biológicas estudadas foram: adesão em células eucarióticas, formação de biofilme, produção de molécula sinalizadora de quorum sensing, presença de genes de ilhas de patogenicidade, dose de letalidade (LD50), grupo filogenético e presença de genes de virulência. A comparação entre as diferentes linhagens com base nestes traços genotípicos e fenotípicos, por meio de diferentes ferramentas de estatística multivariada além de redes complexas, permitiu inferir a estrutura populacional do grupo estudado. Os resultados indicam que APEC não constitui um grupo homogêneo, mas um conjunto estruturado de diferentes subgrupos, cada um associado a uma síndrome infecciosa específica causada no hospedeiro, possivelmente definindo diferentes patótipos ou subpatótipos dentro de linhagens APEC. Assim, sugerimos a existência de um subpatótipo associado à onfalite, com características de letal idade semelhantes as de linhagens AFEC, mas com um padrão de adesão diferente, que pode ser atribuído a uma especialização do grupo relacionada a colonização de um nicho particular, o saco da gema do ovo. E um subpatótipo associado à síndrome da cabeça inchada, igualmente adaptado à patogenicidade, mas com características mais "agressivas" evidenciadas pelos altos índices de letalidade, grande número de genes de virulência e altos índices de adesão. Linhagens associadas à septicemia, contudo, não constituem um grupo coeso, sugerindo tratar-se de uma miscelânea de linhagens que podem pertencer a diferentes subpatótipos e que em última instância geram a síndrome sistêmica (septicemia), devido à evolução do quadro clínico e/ou às condições imunológicas do hospedeiro. Este trabalho é pioneiro em demonstrar a existência de subpatótipos dentro de linhagens APEC, relacionando diferentes síndromes infecciosas com grupos específicos de linhagens as quais possuem características fenotípicas e genotípicas particulares. Tais resultados abrem novas possibilidades no estudo de genes responsáveis pelos diferentes processos de patogênese em APEC, bem como no desenvolvimento de vacinas. Talvez seja importante considerar estes subgrupos no desenvolvimento de vacinas, com o intuito de produzir vacinas com proteção cruzada, o que ainda não foi atingido com sucesso para linhagens APEC. / Abstract: Avian Pathogenic Escherichia coli (APEC) cause different types of systemic extraintestinal infections in poultry, which are collectively termed colibacillosis, imposing significant economic casses for the avian industry Among these diseases are septicaemia, omphalitis, cellulites and swollen head syndrome. However, to the date, there is no description of genes or characteristics which allow us to classify avian strains in pathotypes responsible for causing specific diseases in their hosts, as there are for human pathogenic E. co/i strains. In this study we aimed to characterize avian pathogenic E. co/i strains representing 4 groups, one of commensal strains (AFEC - Avian Fecal Escherichia co/i) and 3 groups of pathogenic strains responsible for causing 3 different syndromes in their hosts (septicaemia, omphalitis and swollen head syndrome). The biological characteristics studied were: adhesion to eukaryotic cells, biofilm formation, capacity of synthesizing quorum sensing s1gnaling molecule, presence of pathogenicity island, pathogenicity levels according to lethal dose (50%) assay, phylogenetic group and presence of virulence genes. The comparison between strains based on these genotypic and phenotypic traits, by different multivariate statistics tools and complex network, allowed us to infer. the population structure of the studied group. The results indicate that APEC do not constitute a unique homogeneous group, but a structured set of different subgroups, each one associated to a specific infectious syndrome inflicted to the host, possibly defining pathotypes or subpathotypes within APEC strains. Thus, we suggest the existence of a subpathotype associated to omphalitis, with lethality characteristics similar to AFEC strains, but with a different adhesion pattem, which may be due to a specialization related to the colonization of a particular niche, the egg's yolk sac. Anda subpathotype associated to the swollen head syndrome, equally adapted to pathogenicity, but with more "aggressive" characteristics demonstrated by the high lethality and adhesion levels. Septicaemic strains, however, do not constitute a cohesive group, which suggests a constellation of strains associated to different subpathotypes and capable of, eventually, cause a systemic syndrome (sepsis), due to the clinical evolution of the illness ami/or host immunological conditions. This work is pioneer in demonstrating the existence of subpathotypes within APEC strains, relating different infectious syndromes to specific groups of strains possessing particular genotypic and phenotypic characteristics. These results offer new possibilities in studying the genes responsible for different pathogenesis processes within APEC and for the vaccine developing. It may be important to consider these subgroups in the process of vaccine developing, in the efforts for obtain cross protection, which had not yet being accomplished successfully concerning APEC strains. / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientadores: Wanderley Dias da Silveira, Eliana Guedes Stehling / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T23:32:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pace_Fernandade_D.pdf: 4667016 bytes, checksum: c841e6b899f0efc5569c9c6c6ce46935 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Linhagens de Escherichia coli patogênica para aves (APEC) causam infecções extraintestinais e são responsáveis por significativas perdas econômicas na indústria avícola mundial. Recentemente, foram descritos isolados de APEC geneticamente relacionados a diversas outras E.coli extraintestinais (ExPEC) de origem humana, indicando a possibilidade das mesmas constituírem risco zoonótico para humanos. Alguns dos conhecidos fatores de virulência de APEC incluem adesinas, sistema de aquisição de ferro, citotoxinas, entre outros. Nesse trabalho, demonstramos que a linhagem de APEC SEPT 362, isolada do fígado de uma ave apresentando sinais clínicos de septicemia, expressa o Sistema de Secreção Tipo VI (SST6), causa rearranjo do citoesqueleto de células epiteliais cultivadas in vitro, é capaz de aderir e invadir células HeLa e é viável dentro de macrófagos. Para estudar o envolvimento do SST6 na patogênese da linhagem SEPT362, foram deletados três genes desse sistema: hcp, que codifica para uma proteína estrutural e secretada, clpV, que codifica para uma ATPase e icmF (intracellular multiplication factor), gerando três mutantes, respectivamente. Todos os mutantes demonstraram uma diminuição nos processos de adesão e invasão a células HeLa, formação de biofilme e virulência in vivo. Estudos de transcriptoma mostraram que a expressão da fímbria tipo 1 encontra-se diminuída nesses mutantes, o que poderia ser responsável pela diminuição do processo de adesão e invasão às células epiteliais. Nesse trabalho, demonstramos que o SST6 é importante para o processo de patogenicidade, visto que todos os mutantes tiveram sua virulência atenuada em experimentos realizados in vivo com uma significativa diminuição de características relacionadas à patogenicidade in vitro. Esses resultados demonstram que os genes estudados do SST6 influenciam a expressão da fímbria tipo 1 e contribuem para a patogênese desta linhagem APEC / Abstract: Avian pathogenic Escherichia coli (APEC) strains frequently cause extraintestinal infections and are responsible for significant economic losses in the poultry industry worldwide. APEC isolates are closely related to human extraintestinal pathogenic E. coli (ExPEC) strains and may also act as pathogens for humans. Known APEC virulence factors include adhesins such as type 1 fimbriae and curli, iron acquisition systems, and cytotoxins, among others. Here we demonstrated that APEC strain SEPT362, isolated from a septicemic hen, expresses a type VI secretion system (T6SS), causes cytoskeleton rearrangements, invades epithelial cells, replicates within macrophages, and causes lethal disease in chicks. To assess the contribution of the T6SS to SEPT362 pathogenesis, we generated three mutants, ?hcp (which encodes a protein suggessed to be both secreted and a structural component of the T6SS), ?clpV (encoding the T6SS ATPase) and ?icmF (intracellular multiplication factor). All mutants showed decreased adherence and invasion to HeLa cells and decrease in several other pathogenicity related characteristics. Transcriptome studies showed that the level of expression of type 1 fimbriae was decreased in these mutants, which may account for the diminished adhesion and invasion of epithelial cells. The T6SS seems to be important for the disease process, given that both mutants (?hcp and ?clpV) were attenuated in an infection model in chicks. These results suggest that the T6SS influences the expression of type 1 fimbriae and contributes to the pathogenesis of this APEC strain pathogenesis / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Wanderley Dias da Silveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T18:03:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nakazato_Gerson_D.pdf: 8124428 bytes, checksum: 0945b4124057f20c385fd7c7658685be (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Duas linhagens de Escherichia co/i patogênicas isoladas de aves (APEC) com sinais clínicos de septicemia (517 e 521) e wna isolada de aves com sinais clínicos de 5índrome de Cabeça Inchada (5CIl O) foram selecionadas, do conjunto de 49 linhagens pertencentes ao Laboratório de Biologia Molecular Bacteriana, após a caracterização das mesmas quanto à presença das capacidades de adesão e invasão em células HEp-2 e HeLa, perfil de resistência a diferentes antimicrobianos, presença de genes (detectados por PCR) relacionados à patogenicidade, e perfil de DNA plasmidial. Teste de REP-PCR também foi realizado para separação destas linhagens em grupos clonais. Os plasmídios dessas linhagens foram transferidos, através de conjugação, para a linhagem receptora não patogênica, E. co/i HBI0l. A análise das amostras recombinantes obtidas, através das características estudadas, demonstrou que somente aquelas transconjugantes derivadas da linhagem 517, uma delas denominada de 517-1, apresentaram adesão e invasão nessas culturas celulares utilizadas, indicando que os genes responsáveis por estas características estão localizados no plasmídio que foi transferido (70 MDa). Pelo fato das capacidades de adesão e invasão das linhagens 521 e SCIl O não terem sido detectadas em transconjugantes em que ocorreram as transferências de plasmídios existentes nestas duas linhagens, indica que os genes responsáveis por estas características não são plasmídio-mediado, podendo, ou serem cromossômicos, ou mesmo serem plasmidiais, porém com controle de genes cromossômicos. A mutação da amostra 517-1, com o transposon TnphoA levou à perda das capacidades de adesão e/ou invasão em células HEp-2 e HeLa, o que indica que o processo de inserção do transposon tenha ocorrido em genes relacionados aos processos citados. O gene tsh (hemaglutinina termo-sensível) presente na linhagem 521, e os genes relacionados ao sistema de aerobactina presentes nas linhagens SCIlO ifepC) e 521 (iucA), também não foram identificados nas amostras transconjugantes. Com isso, sugere-se que estes genes possam estar localizados no cromossomo destas linhagens, bem como os genes de adesão e invasão dessas linhagens. Esta observação pode indicar a presença de possíveis "ilhas de patogenicidade" nestas linhagens, porém outros estudos devem ser realizados para que esta hipótese se confirme. A produção de colicinas (Ia, Ib, El, E3, B, K) pela linhagem SCIlO também foi passível de ser transferida para a linhagem bacteriana receptora, o que indica que esta característica é expressa por genes presentes no plasmídio transferido (120 MDa). Através de testes de invasão na linhagem celular HEp-2, Microscopia Eletrônica de Varredura e teste de F AS verificou-se que a capacidade de invasão celular presente na linhagem S 17 é diferente daquelas descritas para outras E. coZi invasivas, Salmonella spp. e Shigella sp / Abstract: Two pathogenic Escherichia coZi strains isolated from avian (APEC) showing c1inical signs of septicemia (817 and 821), and one isolated from avian showing c1inical signs of 8wollen Head 8yndrome (8H8 1 O), were selected from a total of 49 strains belonging to the Laboratory of Bacterial Molecular Biology, after a biological characterization regarding the presence of adhesion and invasion capacities to HEp-2 and HeLa cells, resistance profile to different antimicrobial drugs, presence of genes (detected by PCR) associated with pathogenicity, and plasmidial DNA profile. REP-PCR assay also was performed for separation of these strains in c10nal groups. Plasmids from these strains were transferred by conjugation assays to the non-pathogenic E. coZi strain HB 1 O 1. The analysis of the obtained recombinants strains, demonstrated that only recombinant strains derived from 817, one of these designated as 817-1, showed adhesion and invasion to these cells, indicating that the genes responsible for these characteristics are located in the transferred plasmid (70 MDa). 8ince the adhesion and invasion capacities of 821 and 8H8 1 O strains were not detected in recombinant strains where the transference of plasmids presents in these two strains occurred, indicates that the genes responsible for these characteristics are not plasmid-mediated. The location of these genes could be chromosomal, or thus plasmidial, but with chromosomal control. The mutation of 817-1 strain, with TnphoA transposon, resulted in the lost of adhesion and/or invasion capacities to HEp-2 and HeLa cells, which indicate that the transposon insertion process had occur at genes associated with the described processo The tsh gene (temperature-sensitive hemagglutinin) from 821 strain, and aerobactin genes from 8H810 ifepC) and 821 (iucA) strains, also were not found in the recombinants strains. These results suggest that these genes could be located in chromosomal regions as well as the adhesion and invasion genes from these strains. This observation could indicate that the presence of possible "pathogenicity islands" in these strains, but other studies must be realized for confirmation of this hypothesis. The production of colicins (Ia, Ib, El, E3, B and K) by strain 8H810 also was transferred to the recipient strain, which indicate that this characteristic is expressed by genes located at the transferred plasmid (120 MDa). Using invasion assays to HEp-2 cells, 8canning Electron Microscopy and FA8 assay, it was possible to observe that the cellular invasion capacity from 817 strain is different of those processes described by others invasive E. coZi, Salmonella spp. and Shigella sp / Doutorado / Microbiologia / Doutor em Genetica e Biologia Molecular