Staphylococcus aureus é uma bactéria que pode ser encontrada colonizando diversas partes do corpo humano, entretanto os diversos fatores de virulência que a bactéria possui, ancorados a sua superfície ou excretados para o meio extracelular, tornam essa bactéria um potencial patógeno, causando infecções de pele e tecidos moles, osteomielite, infecções respiratórias, infecções relacionadas a cateteres e outros dispositivos e bacteremia. Um dos fatores de virulência da bactéria, é a habilidade em formar biofilmes. Biofilmes são comunidades bacterianas tridimensionais complexas, que vivem organizadas e aderidas a uma superfície biótica ou abiótica, embebidas em uma matriz exopolimérica. Cerca de 80% das bactérias vivem organizadas na forma de biofilme, pois nestas estruturas são menos sensíveis aos antibióticos e à resposta imune do hospedeiro. A habilidade de S. aureus em formar biofilme é importante pois o torna uma das principais bactérias que infecta dispositivos médicos e implantes, aumentando a morbidade e mortalidade dos pacientes que apresentam esse tipo de infecção. Os medicamentos da classe dos β-lactâmicos eram a principal escolha para o tratamento de S. aureus, entretanto nos últimos anos essa bactéria adquiriu resistência a esses antimicrobianos, através da aquisição do gene mecA, tornando escassa as opções terapêuticas. Como se não bastasse, os biofilmes bacterianos são particularmente mais resistentes a tratamentos com antibióticos, não só devido ao aumento da transmissão de mecanismos de resistência dentro da comunidade, mas também por causa das limitações de difusão da droga colocados pela matriz extracelular, inativação de antibióticos pela alta concentração de íons de metal e baixo pH, entre outros fatores. Combinados, esses atributos tornam o biofilme bacteriano em torno de 1000 vezes mais tolerante e/ou resistente aos antimicrobianos comparado às células planctônicas. A investigação de estudos epidemiológicos para prevenção dessas infecções, bom como de novas estratégias para prevenção e tratamento de infecções por biofilmes, especialmente em isolados clínicos sabidamente multirresistentes, é urgentemente necessária. Dentre estas estratégias estão a pesquisa de diferentes mecanismos ou substâncias capazes de provocar a inibição da formação ou a erradicação do biofilme formado. Neste contexto, 8 os sistemas de bombas de efluxo e inibidores de bombas de efluxo representam uma fonte promissora de erradicação do biofilme formado. O principal objetivo deste estudo é investigar características clínico-epidemiológicas em isolados clínicos que estejam associadas a formação de biofilme, bem como investigar o papel de bombas de efluxo, inibidores dessas bombas e novos genes envolvidos na habilidade de isolados clínicos de S. aureus em formar biofilme. O capítulo 1 associa características clínicas e epidemiológicas com a habilidade de formação de biofilme. O capítulo 2 mostra o papel da adição de antimicrobianos na inibição e erradicação de biofilmes, a associação com inibidores de bomba de efluxo para melhor entender os sistemas de bomba de efluxo na capacidade desses isolados em formar biofilme e por último, novos genes que participam desse processo, em isolados clínicos de MRSA. Este estudo permite planejar ações preventivas para essas infecções relacionadas a biofilmes. Além disso, demonstra que os sistemas de bombas de efluxo parecem ser alvos promissores para erradicar infecções associadas a biofilmes bacterianos. / Staphylococcus aureus can be found colonizing the human body, however its virulence factors anchored to its surface or secreted into the extracellular medium, makes this bacteria as a potential pathogenic, causing skin and soft tissue infections, osteomyelitis, respiratory infections, catheter-related and other devices infections and bacteremia. One of the virulence factors that bacteria produce is the ability to form biofilms. Biofilms are complex three-dimensional bacterial communities, living organized and attached on a biotic or abiotic surface, embedded in a matrix exopolimérica. About 80% of live bacteria are organized in the form of biofilms because in these structures are less sensitive to antibiotic and the host immune response. The ability of S. aureus to form biofilms is important because it makes it one of the main bacteria that infects medical devices and implants, increasing patient morbidity and mortality. The class of β-lactam drugs used to be main choice for the treatment of S. aureus infections, however in recent years the bacteria acquired resistance to these antibiotics by acquiring mecA gene, so therapeutic options becoming scarce. Besides that, bacterial biofilms are particularly resistant to antibiotic treatments, not only due to increased transmission resistance mechanisms within the community, but also because limitations in drug diffusion by extracellular matrix, inactivation of antibiotics due to high concentration of metal ions and low pH, and other factors. Combined, these attributes make the bacterial biofilm around 1000 times more tolerant and / or resistant to antimicrobial compared to planktonic cells. Investigation of epidemiological studies to prevent such infections, as well as new strategies for prevention and treatment of biofilm infections, especially in known multidrug-resistant clinical isolates, is urgently needed. Among these strategies we could list the different search engines or substances capable of causing or inhibiting the formation of biofilm eradication. In this context, system efflux pumps and efflux pump inhibitors represent a promising source of biofilm eradication. The aim of this study is to investigate the clinical and epidemiological characteristics in clinical isolates that are associated with biofilm formation and investigate the role of efflux pumps and inhibitors of these pumps in the ability of S. 10 aureus clinical isoltes to form biofilms. The chapter 1 associates clinical and epidemiological characteristics with biofilm formation ability. Chapter 2 shows the role of the addition of antimicrobials in inhibition and eradication of biofilms, the association with efflux pump inhibitors to better understand the efflux pump systems in the ability of these isolates to form biofilm and, finally, new genes important in MRSA clincal isolates biofilm formation. This study allows planning preventive actions for these biofilm-related infections. In addition, it demonstrates that efflux pump systems appear to be promising targets for eradicating infections associated with bacterial biofilms.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-09-23Bitstream added on 2014-06-13T18:44:23Z : No. of bitstreams: 1 melo_pc_dr_jabo_parcial.pdf: 89991 bytes, checksum: d311bddc39f6aaa420f36227b389f2b5 (MD5) Bitstreams deleted on 2014-08-22T14:57:08Z: melo_pc_dr_jabo_parcial.pdf,Bitstream added on 2014-08-22T15:02:10Z : No. of bitstreams: 1 000687721.pdf: 1246842 bytes, checksum: dbed8301c1438aca9f1068b68d770d11 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A prevalência da mastite por Staphylococcus aureus em rebanhos leiteiros ocorre devido à sua alta infectividade associada a fatores de virulência que conferem ao microrganismo a capacidade de se instalar no parênquima mamário. Sendo assim o objetivo da presente pesquisa foi avaliar as características fenotípicas, genotípicas e epidemiológicas das estirpes de S. aureus oriundas de leite de vacas com mastite bovina, leite do tanque de expansão, insufladores, mangueiras condutoras de leite, borracha do vácuo, borracha da tampa do tanque de equilíbrio, saída do tanque de equilíbrio, superfície do tanque de expansão e mãos de ordenhadores, em uma propriedade leiteira no município de Indianópolis-MG, no período de Agosto de 2008 a Setembro de 2009. Para tanto foram utilizados os seguintes testes: California Mastitis Test, isolamento microbiológico, provas bioquímicas, extração de DNA, reação em cadeia da polimerase, teste de microplacas, teste do Ágar vermelho congo, microscopia eletrônica de varredura, eletroforese de campo pulsado, teste de sensibilidade aos antimicrobianos, contagem de unidades formadores de colônias, ATP-bioluminescência, eficiência do hipoclorito de sódio e isolamento de pró-fagos e fagos. Os resultados revelaram 440 estirpes de S. aureus com produção de biofilme visualizados nos testes fenotípicos e na microscopia de varredura sendo hla, clfab, agrA e sarA os genes mais prevalentes. Foram também observados a presença de 70 pulsotipos diferentes, sendo o leite de vacas e insufladores os locais com maior quantidade de pulsotipos. Quanto a resistência bacteriana frente aos antimicrobianos foi observada uma maior resistência da Penicilina (90%), Eritromicina (80%)... / The prevalence of Staphylococcus aureus on dairy herds occur due to the high infectivity associated with virulence factors that give the organism the ability to install on the mamary gland, forming microabscesses. Therefore the objective of this study was to evaluate the phenotypic, genotypic and epidemiological strains of S. aureus derived from milk of cows with mastitis, milk tank, foamed milk conductive hoses, vacuum rubber, rubber tank cap balance, leaving the balance tank, the surface of the expansion tank and hands of milk manipulators on a dairy property in the city of Indianapolis-MG in the period August 2008 to September 2009. According to this, the following tests were used: California Mastitis Test, microbiological isolation, biochemical tests, DNA extraction, polymerase chain reaction test, microplate test, Congo red Agar test, scanning electron microscopy, pulsed-field electrophoresis, test antimicrobial susceptibility, counting colony forming units, ATP-bioluminescence, efficiency of sodium hypochlorite and isolation of pro-phages and phages. The results revealed 440 strains of S. aureus to produce biofilm showed in phenotypic tests and scanning electron microscopy and hla, clfAB, agrA and heal the most prevalent genes. It was also observed the presence of 70 different pulsotypes, and the milk of cows and blowers sites with higher amounts of pulsotypes. The bacterial resistance to antimicrobials was observed as increased resistance of penicillin (90%), erythromycin (80%) and clindamycin (74%). When the strains of S. aureus were tested with cell susceptibility to antimicrobials in biofilms it showed the highest efficiency at a concentration of 100mg / L were gentamicin and vancomycin. Concentration of 500mg / L to greater efficiency occurred against vancomycin and gentamicin... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Antonio Nader Filho / Coorientador: Paulo Pinto Gontijo Filho / Banca: Antonio Sérgio Ferraudo / Banca: Luiz Augusto do Amaral / Banca: Denise Von Doliger de Brito / Banca: Domingas do Rosário Veríssimo Jacinto Tavares de Oliveira / Resumo: A prevalência da mastite por Staphylococcus aureus em rebanhos leiteiros ocorre devido à sua alta infectividade associada a fatores de virulência que conferem ao microrganismo a capacidade de se instalar no parênquima mamário. Sendo assim o objetivo da presente pesquisa foi avaliar as características fenotípicas, genotípicas e epidemiológicas das estirpes de S. aureus oriundas de leite de vacas com mastite bovina, leite do tanque de expansão, insufladores, mangueiras condutoras de leite, borracha do vácuo, borracha da tampa do tanque de equilíbrio, saída do tanque de equilíbrio, superfície do tanque de expansão e mãos de ordenhadores, em uma propriedade leiteira no município de Indianópolis-MG, no período de Agosto de 2008 a Setembro de 2009. Para tanto foram utilizados os seguintes testes: California Mastitis Test, isolamento microbiológico, provas bioquímicas, extração de DNA, reação em cadeia da polimerase, teste de microplacas, teste do Ágar vermelho congo, microscopia eletrônica de varredura, eletroforese de campo pulsado, teste de sensibilidade aos antimicrobianos, contagem de unidades formadores de colônias, ATP-bioluminescência, eficiência do hipoclorito de sódio e isolamento de pró-fagos e fagos. Os resultados revelaram 440 estirpes de S. aureus com produção de biofilme visualizados nos testes fenotípicos e na microscopia de varredura sendo hla, clfab, agrA e sarA os genes mais prevalentes. Foram também observados a presença de 70 pulsotipos diferentes, sendo o leite de vacas e insufladores os locais com maior quantidade de pulsotipos. Quanto a resistência bacteriana frente aos antimicrobianos foi observada uma maior resistência da Penicilina (90%), Eritromicina (80%)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The prevalence of Staphylococcus aureus on dairy herds occur due to the high infectivity associated with virulence factors that give the organism the ability to install on the mamary gland, forming microabscesses. Therefore the objective of this study was to evaluate the phenotypic, genotypic and epidemiological strains of S. aureus derived from milk of cows with mastitis, milk tank, foamed milk conductive hoses, vacuum rubber, rubber tank cap balance, leaving the balance tank, the surface of the expansion tank and hands of milk manipulators on a dairy property in the city of Indianapolis-MG in the period August 2008 to September 2009. According to this, the following tests were used: California Mastitis Test, microbiological isolation, biochemical tests, DNA extraction, polymerase chain reaction test, microplate test, Congo red Agar test, scanning electron microscopy, pulsed-field electrophoresis, test antimicrobial susceptibility, counting colony forming units, ATP-bioluminescence, efficiency of sodium hypochlorite and isolation of pro-phages and phages. The results revealed 440 strains of S. aureus to produce biofilm showed in phenotypic tests and scanning electron microscopy and hla, clfAB, agrA and heal the most prevalent genes. It was also observed the presence of 70 different pulsotypes, and the milk of cows and blowers sites with higher amounts of pulsotypes. The bacterial resistance to antimicrobials was observed as increased resistance of penicillin (90%), erythromycin (80%) and clindamycin (74%). When the strains of S. aureus were tested with cell susceptibility to antimicrobials in biofilms it showed the highest efficiency at a concentration of 100mg / L were gentamicin and vancomycin. Concentration of 500mg / L to greater efficiency occurred against vancomycin and gentamicin... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Os actinomicetos são bactérias Gram positivas caracterizadas por sua habilidade em formar hifas, são amplamente distribuídos no ambiente e conhecidos pela diversidade na produção de moléculas biologicamente ativas. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a atividade de compostos produzidos por quarenta isolados de actinomicetos contra isolados clínicos de Enterococcus sp, Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis. O perfil de suscetibilidade das amostras clínicas foi avaliado empregando a técnica de disco difusão em ágar. A atividade antimicrobiana dos actinomicetos foi avaliada pela técnica da dupla camada. Os isolados que apresentaram atividade foram cultivados em caldo amido caseína à temperatura de 30ºC por sete dias, com agitação constante. Após o crescimento, a cultura foi filtrada para obtenção do extrato bruto. A atividade antibiótica do extrato foi avaliada através da técnica de difusão em poço. O isolado que apresentou maior espectro de ação foi selecionado para otimização dos compostos. A otimização da produção dos compostos com atividade antibiótica foi realizada através da avaliação de curva de produção, variação da fonte de carbono, tempo de incubação, pH tamponado e pH não tamponado. No ensaio de sobrecamada os isolados 50 e 8S apresentaram atividade contra a 90% das amostras de microrganismos clínicos de Staphylococcus sp. e Enterococcus sp. No ensaio de difusão em poço o isolado 50 apresentou maior atividade antibiótica que o isolado 8S. Na otimização do extrato as melhores condições de produção foram: 72 h de crescimento, fonte de carbono amido e sem tamponamento de pH. Não foi observada influência de biomassa na produção dos compostos. A cromatografia em camada delgada revelou a presença de duas bandas com fator de retenção de 0,28 (Rf1) e 0,57 (Rf2). / Actinomycetes are Gram positive bacteria, characterized by their ability to form hyphae. They are widely distributed in the environment and known for their diversity in producing biological active molecules. This study aimed to evaluate the activity of compounds produced by forty isolates of Actinomycetes against clinical isolates of Enterococcus sp, Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis. The susceptibility profile of the samples was evaluated using the disk diffusion technique in agar. The antimicrobial activity of actinomycetes was assessed by means of the double layer. Isolates that showed activity were grown in starch casein broth at a temperature of 30 ºC for seven days, with constant agitation. After growth the culture was filtered to obtain a crude extract. The antimicrobial activity of the extract was evaluated by the well diffusion technique. The actinomycete that showed activity against most of the test samples was selected for optimization(s) of the compound(s) production. The optimization of the production was performed by evaluating: growth curve, the use of different carbon source, changes in the incubation time, and culture media with buffered and unbuffered pH. In the overlay assay isolates 50 and 8S presented activity against most of Staphylococcus sp. and Enterococcus sp samples. In diffusion assay isolate 50 showed higher antibiotic activity than the isolated 8S. Compiling the results the best production conditions were: 72 h of growth, carbon source starch without pH buffering at 30°C. There was no effect of biomass (s) compound (s) activity. The thin layer chromatography revealed the presence of two bands with a retention factor of 0.28 (Rf1) and 0.57 (Rf2).

Introdução: Staphylococcus aureus é um patógeno que causa uma variedade de infecções nosocomiais e comunitárias. Bacteremia por Staphylococcus aureus meticilina resistente (MRSA) está associada com uma elevada morbidade e mortalidade. Alguns autores consideram uma maior taxa de mortalidade em bacteremia por MRSA em comparação aos observados em bacteremia causada por Staphylococcus aureus sensível a meticilina. O uso da vancomicina no tratamento de infecções por MRSA tem estado sobre crescente vigilância nos últimos anos, já que existe uma grande preocupação sobre a redução de sua eficácia no tratamento de pacientes com bacteremia por MRSA. Estudos sugerem que a vancomicina tem atividade reduzida contra infecções por MRSA quando os valores da concentração inibitória mínima (CIM) se aproximam do valor máximo considerável como susceptível. O locus (acessory gene regulator) regula a expressão de vários genes de virulência, de aderência e produção de biofilme, e pode estar envolvido com a diminuição da sensibilidade a vancomicina. O staphylococcal cassette chromosome (SCCmec) carreia o gene mecA que caracteriza o fenótipo clássico de MRSA e confere resistência aos antibióticos β-lactâmicos. Objetivos: Avaliar as CIMs dos antibióticos: vancomicina, por microdiluição em caldo, e daptomicina, linezolida, tigeciclina e quinopristina/dalfopristina e teicoplanina pela metodologia de Etest®; caracterizar o polimorfismo do locus agr e os tipos de SCCmec de isolados de MRSA de pacientes internados em um hospital, terciário e acadêmico, no sul do Brasil. Métodos: Estudo retrospectivo de coorte no qual foram avaliados todos os episódios de bacteremia causada por MRSA nos Centros de Terapia Intensiva (CTIs) durante o período de junho de 2009 a dezembro de 2011. A detecção dos grupos agr (agr tipo I, II, III e IV) e SCCmec (SCCmec I, II, III, IV e V) foi realizada a partir da técnica da reação em cadeia da polimerase (PCR). Resultados: Foram incluídos no total 21 pacientes. Os isolados de MRSA testados se apresentaram sensíveis a todos os antibióticos testados. O locus agr foi determinado em todos os isolados, sendo que onze pertencem ao grupo agr I (52,4%) e dez ao grupo agr II (27,6%). Já a caracterização dos tipos de SCCmec, não foi possível para onze isolados; para o restante, foi encontrado dois isolados SCCmec tipo I, cinco SCCmec tipo III e três SCCmec tipo IV. Conclusão: Apesar do pequeno número de pacientes e da necessidade de maiores estudos em nosso meio, nossos resultados sugerem que a vancomicina continua a ser a primeira opção de escolha para o tratamento de infecções por MRSA, como recomendado pela Infectious Diseases Society of America. No entanto, a publicação de uma série de estudos sugerindo a susceptibilidade reduzida à vancomicina, mesmo com CIMs próximas ou no ponte de corte, a terapia com vancomicina não seria recomendada a estes pacientes, sendo necessário a avaliação de um novo esquema terapêutico. / Background: Staphylococcus aureus is a versatile pathogen that cause a variety of nosocomial and community infections. Bacteremia caused by methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is associated with high morbidity and mortality. Some authors consider a higher rate of mortality in MRSA bacteremia compared to those observed in bacteremia caused by methicillin-sensitive Staphylococcus aureus. The use of vancomycin to treat infection due to MRSA has been under increased vigilance in recent years, since there is great concern about reducing their effectiveness in treating patients with MRSA bacteremia. Studies suggest that reduced activity against vancomycin has MRSA when the values of the minimum inhibitory concentration (MIC) approach the upper end of the range of susceptibility. The agr locus (acessory regulator gene) and regulates the expression of several virulence genes, adherence and biofilm production and can be involved in reduced sensitivity to vancomycin. The staphylococcal cassette chromosome (SCCmec) carries the mecA gene that characterizes the classic phenotype of MRSA and confers resistance to β-lactam antibiotics. Objectives: Evaluate MICs of antibiotics: vancomycin, by broth microdilution, and daptomycin, linezolid, tigecycline and quinopristina / dalfopristin and teicoplanin by Etest® methodology; characterize the polymorphism of the agr locus and SCCmec types of MRSA isolates from patients in a hospital, tertiary and academic, in southern Brazil. Methods: A retrospective cohort study which evaluated all episodes of bacteremia caused by MRSA in intensive care units (ICUs) during the period June 2009 to December 2011. The detection of agr groups (agr type I, II, III and IV) and SCCmec (SCCmec I, II, III, IV and V) were performed using the technique of polymerase chain reaction (PCR). Results: We included a total twenty one patients. The MRSA isolates tested were susceptible to all antibiotics tested. The agr locus was determined in all isolates, eleven belong to agr group I (52.4%) and ten to agr group II (27.6%). Already characterization of SCCmec types, it was not possible to eleven isolates; for the remaining two isolates found was SCCmec type I, five SCCmec type III and three SCCmec type IV. Conclusions: Despite the small number of patients and the need for further studies in this area, our results suggest that vancomycin remains the first choice option for the treatment of MRSA infections, as recommended by the Infectious Diseases Society of America. However, the publication of a series of studies suggesting reduced susceptibility to vancomycin, even with MICs near or on cut off, with vancomycin therapy would not be recommended for these patients, the evaluation of a new regimen is necessary.

A mastite é um sério problema em rebanhos leiteiros com consideráveis conseqüências econômicas. Embora alguns patógenos possam causar essa doença, Staphylococcus aureus é o mais importante agente etiológico em mastites bovinas e ovinas. O surgimento de linhagens resistentes a diferentes antibióticos e a presença de múltiplos fatores de virulência dificultam o tratamento das infecções causadas por essa espécie. Neste estudo, foram analisados 70 isolados de estafilococos coagulase positivos de origem animal: 52 provenientes de amostras de leite de bovinos portadores de mastite subclínica, do óstio dos tetos desses animais e de insufladores de três fazendas de exploração leiteira do Estado de São Paulo. Os outros 18 isolados foram provenientes de ovinos da região do agreste do Estado de PE, sendo 6 de casos de mastite clínica e 12 de casos de mastite subclínica. Por meio da eletroforese de campo pulsado (PFGE), pôde-se concluir que houve alta diversidade genética entre as linhagens de S. aureus isoladas das diferentes fontes analisadas das três fazendas do Estado de SP. No entanto, um perfil clonal comum foi identificado nas amostras de leite de duas dessas fazendas e, em uma terceira fazenda, houve a predominância de outro perfil clonal de S. aureus entre os isolados de leite bovino proveniente de animais portadores de mastite subclínica. Em relação às outras espécies coagulase positivas, todas originadas de óstios bovinos, foi possível determinar os perfis clonais dos isolados S. schleiferi spp coagulans e S. delphini e identificar a ocorrência de dois perfis distintos entre as linhagens de S. intermedius. Os isolados S. aureus provenientes de ovinos mostraram baixa diversidade genética com três perfis clonais comuns aos casos de mastite clínica e subclínica. Observou-se, em relação à combinação dos fatores de virulência de bovinos e ovinos, a ocorrência do gene cflA em 100% das amostras, o que indica o seu envolvimento no processo de colonização da glândula mamária, independente do hospedeiro. Dois clones bovinos destacaram-se por apresentar multiplicidade dos genes codificadores dos fatores de virulência. No entanto, houve pouca ocorrência dos genes relacionados ao processo toxigênico entre os isolados dessa espécie animal, ao contrário das cepas provenientes de ovinos. Em relação ao sistema regulador agr, o grupo II foi associado aos perfis clonais que apresentaram maior combinação dos genes codificadores dos fatores de virulência em isolados S. aureus provenientes de bovinos. Já o grupo III e agr negativos, aos isolados portadores de poucos desses genes. A presença do gene eta, pouco freqüente em linhagens animais, foi associada tanto com cepas bovinas agr negativas como do grupo II. Assim como nos isolados bovinos, o grupo II de agr, em ovinos, também foi relacionado com o perfil que apresentou maior combinação dos fatores de virulência, incluindo a associação dos genes sec e tst, mas também com perfis portadores de poucos genes de adesinas ou de nenhum gene para exotoxinas. O mesmo foi observado para o grupo I em linhagens ovinas. As cepas resistentes à oxacilina (BORSA), provenientes de isolados bovinos e de insufladores, apresentaram concentração inibitória mínima ≥1 - ≤ 16 µg/ml com múltipla resistência a outros antimicrobianos, mas foram negativas para o gene mecA, o que indica que sejam portadoras de outros mecanismos de resistência aos beta-lactâmicos, diferente da produção de PBP2a. / Mastitis is a serious problem in dairy herds with considerable economic consequences. Although some pathogens may cause this disease, Staphylococcus aureus is the most important etiologic agent in bovine and ovine mastitis. The appearance of antibiotic resistant strains and the presence of multiple factors of virulence, make the treatment of the infections caused by these species very difficult. In this study, we analyzed 70 isolates of coagulase positive Staphylococcus sp of animal origin: 52 from milk samples of subclinic mastitis, bovine teats and milking linners collected in three dairy farms from São Paulo State. The other 18 isolates were from the agreste region ovine in the State of Pernanbuco, with 6 strains from cases of clinic mastitis and 12 cases of subclinic mastitis. By pulsed-field electrophoresis (PFGE), we found high genetic diversity among S. aureus strains from different sources analyzed in the three farms from São Paulo State. However, a common S. aureus cloning profile was identified in the milk samples from two farms and, the third farm, presented a predominance of different profile from two previous farms. The six coagulase positive isolates from bovine teats were identified as S. schleiferi spp coagulans (1), S. delphini (1) and S. intermedius (4). This last specie presented two distinct profiles among strains. The ovine S. aureus strains showed a low genetic diversity presenting three common profiles in both clinic and subclinic mastitis. The cflA gene occurred in 100% of the bovine and ovine strains, showing its involvement in the process of colonization of the mammary glands independent of host species. Two bovine clones was notable for presenting multiplicity of virulence factors genes. However, there was a low occurrence of toxin encoding genes among bovine strains, unlike the ovine strains. The group II agr regulatory systems of S. aureus from bovine strains was associated to a wider combination of the virulent factors encoding genes. However, group III and negative agr was associated to few combination genes. Although the gene eta is, in general, less frequent in animal strains, in this study it was associated in both agr negative and group II agr bovine strains. In ovine, agr group II, as in the bovine isolates, it was also related to a wider combination of virulence factors, including the association of sec and tst genes. It was also found a few genes encoding adhesion and exotoxins in this group, occurring the same in agr group I in ovine strains. The borderline oxacillin-resistant Staphylococcus aureus (BORSA) strains isolated from bovine ostium, milk and milking apparatus line presented minimum inhibitory concentration ≥1 - ≤ 16 µg/ml with multiple resistance to other antimicrobial, but they were negative to the mecA gene, suggesting they are carrying other resistance mechanisms to beta-lactam antibiotics, different from the production of PBP2a.

Os actinomicetos são bactérias Gram positivas caracterizadas por sua habilidade em formar hifas, são amplamente distribuídos no ambiente e conhecidos pela diversidade na produção de moléculas biologicamente ativas. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a atividade de compostos produzidos por quarenta isolados de actinomicetos contra isolados clínicos de Enterococcus sp, Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis. O perfil de suscetibilidade das amostras clínicas foi avaliado empregando a técnica de disco difusão em ágar. A atividade antimicrobiana dos actinomicetos foi avaliada pela técnica da dupla camada. Os isolados que apresentaram atividade foram cultivados em caldo amido caseína à temperatura de 30ºC por sete dias, com agitação constante. Após o crescimento, a cultura foi filtrada para obtenção do extrato bruto. A atividade antibiótica do extrato foi avaliada através da técnica de difusão em poço. O isolado que apresentou maior espectro de ação foi selecionado para otimização dos compostos. A otimização da produção dos compostos com atividade antibiótica foi realizada através da avaliação de curva de produção, variação da fonte de carbono, tempo de incubação, pH tamponado e pH não tamponado. No ensaio de sobrecamada os isolados 50 e 8S apresentaram atividade contra a 90% das amostras de microrganismos clínicos de Staphylococcus sp. e Enterococcus sp. No ensaio de difusão em poço o isolado 50 apresentou maior atividade antibiótica que o isolado 8S. Na otimização do extrato as melhores condições de produção foram: 72 h de crescimento, fonte de carbono amido e sem tamponamento de pH. Não foi observada influência de biomassa na produção dos compostos. A cromatografia em camada delgada revelou a presença de duas bandas com fator de retenção de 0,28 (Rf1) e 0,57 (Rf2). / Actinomycetes are Gram positive bacteria, characterized by their ability to form hyphae. They are widely distributed in the environment and known for their diversity in producing biological active molecules. This study aimed to evaluate the activity of compounds produced by forty isolates of Actinomycetes against clinical isolates of Enterococcus sp, Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis. The susceptibility profile of the samples was evaluated using the disk diffusion technique in agar. The antimicrobial activity of actinomycetes was assessed by means of the double layer. Isolates that showed activity were grown in starch casein broth at a temperature of 30 ºC for seven days, with constant agitation. After growth the culture was filtered to obtain a crude extract. The antimicrobial activity of the extract was evaluated by the well diffusion technique. The actinomycete that showed activity against most of the test samples was selected for optimization(s) of the compound(s) production. The optimization of the production was performed by evaluating: growth curve, the use of different carbon source, changes in the incubation time, and culture media with buffered and unbuffered pH. In the overlay assay isolates 50 and 8S presented activity against most of Staphylococcus sp. and Enterococcus sp samples. In diffusion assay isolate 50 showed higher antibiotic activity than the isolated 8S. Compiling the results the best production conditions were: 72 h of growth, carbon source starch without pH buffering at 30°C. There was no effect of biomass (s) compound (s) activity. The thin layer chromatography revealed the presence of two bands with a retention factor of 0.28 (Rf1) and 0.57 (Rf2).

Staphylococcus aureus é uma bactéria que pode ser encontrada colonizando diversas partes do corpo humano, entretanto os diversos fatores de virulência que a bactéria possui, ancorados a sua superfície ou excretados para o meio extracelular, tornam essa bactéria um potencial patógeno, causando infecções de pele e tecidos moles, osteomielite, infecções respiratórias, infecções relacionadas a cateteres e outros dispositivos e bacteremia. Um dos fatores de virulência da bactéria, é a habilidade em formar biofilmes. Biofilmes são comunidades bacterianas tridimensionais complexas, que vivem organizadas e aderidas a uma superfície biótica ou abiótica, embebidas em uma matriz exopolimérica. Cerca de 80% das bactérias vivem organizadas na forma de biofilme, pois nestas estruturas são menos sensíveis aos antibióticos e à resposta imune do hospedeiro. A habilidade de S. aureus em formar biofilme é importante pois o torna uma das principais bactérias que infecta dispositivos médicos e implantes, aumentando a morbidade e mortalidade dos pacientes que apresentam esse tipo de infecção. Os medicamentos da classe dos β-lactâmicos eram a principal escolha para o tratamento de S. aureus, entretanto nos últimos anos essa bactéria adquiriu resistência a esses antimicrobianos, através da aquisição do gene mecA, tornando escassa as opções terapêuticas. Como se não bastasse, os biofilmes bacterianos são particularmente mais resistentes a tratamentos com antibióticos, não só devido ao aumento da transmissão de mecanismos de resistência dentro da comunidade, mas também por causa das limitações de difusão da droga colocados pela matriz extracelular, inativação de antibióticos pela alta concentração de íons de metal e baixo pH, entre outros fatores. Combinados, esses atributos tornam o biofilme bacteriano em torno de 1000 vezes mais tolerante e/ou resistente aos antimicrobianos comparado às células planctônicas. A investigação de estudos epidemiológicos para prevenção dessas infecções, bom como de novas estratégias para prevenção e tratamento de infecções por biofilmes, especialmente em isolados clínicos sabidamente multirresistentes, é urgentemente necessária. Dentre estas estratégias estão a pesquisa de diferentes mecanismos ou substâncias capazes de provocar a inibição da formação ou a erradicação do biofilme formado. Neste contexto, 8 os sistemas de bombas de efluxo e inibidores de bombas de efluxo representam uma fonte promissora de erradicação do biofilme formado. O principal objetivo deste estudo é investigar características clínico-epidemiológicas em isolados clínicos que estejam associadas a formação de biofilme, bem como investigar o papel de bombas de efluxo, inibidores dessas bombas e novos genes envolvidos na habilidade de isolados clínicos de S. aureus em formar biofilme. O capítulo 1 associa características clínicas e epidemiológicas com a habilidade de formação de biofilme. O capítulo 2 mostra o papel da adição de antimicrobianos na inibição e erradicação de biofilmes, a associação com inibidores de bomba de efluxo para melhor entender os sistemas de bomba de efluxo na capacidade desses isolados em formar biofilme e por último, novos genes que participam desse processo, em isolados clínicos de MRSA. Este estudo permite planejar ações preventivas para essas infecções relacionadas a biofilmes. Além disso, demonstra que os sistemas de bombas de efluxo parecem ser alvos promissores para erradicar infecções associadas a biofilmes bacterianos. / Staphylococcus aureus can be found colonizing the human body, however its virulence factors anchored to its surface or secreted into the extracellular medium, makes this bacteria as a potential pathogenic, causing skin and soft tissue infections, osteomyelitis, respiratory infections, catheter-related and other devices infections and bacteremia. One of the virulence factors that bacteria produce is the ability to form biofilms. Biofilms are complex three-dimensional bacterial communities, living organized and attached on a biotic or abiotic surface, embedded in a matrix exopolimérica. About 80% of live bacteria are organized in the form of biofilms because in these structures are less sensitive to antibiotic and the host immune response. The ability of S. aureus to form biofilms is important because it makes it one of the main bacteria that infects medical devices and implants, increasing patient morbidity and mortality. The class of β-lactam drugs used to be main choice for the treatment of S. aureus infections, however in recent years the bacteria acquired resistance to these antibiotics by acquiring mecA gene, so therapeutic options becoming scarce. Besides that, bacterial biofilms are particularly resistant to antibiotic treatments, not only due to increased transmission resistance mechanisms within the community, but also because limitations in drug diffusion by extracellular matrix, inactivation of antibiotics due to high concentration of metal ions and low pH, and other factors. Combined, these attributes make the bacterial biofilm around 1000 times more tolerant and / or resistant to antimicrobial compared to planktonic cells. Investigation of epidemiological studies to prevent such infections, as well as new strategies for prevention and treatment of biofilm infections, especially in known multidrug-resistant clinical isolates, is urgently needed. Among these strategies we could list the different search engines or substances capable of causing or inhibiting the formation of biofilm eradication. In this context, system efflux pumps and efflux pump inhibitors represent a promising source of biofilm eradication. The aim of this study is to investigate the clinical and epidemiological characteristics in clinical isolates that are associated with biofilm formation and investigate the role of efflux pumps and inhibitors of these pumps in the ability of S. 10 aureus clinical isoltes to form biofilms. The chapter 1 associates clinical and epidemiological characteristics with biofilm formation ability. Chapter 2 shows the role of the addition of antimicrobials in inhibition and eradication of biofilms, the association with efflux pump inhibitors to better understand the efflux pump systems in the ability of these isolates to form biofilm and, finally, new genes important in MRSA clincal isolates biofilm formation. This study allows planning preventive actions for these biofilm-related infections. In addition, it demonstrates that efflux pump systems appear to be promising targets for eradicating infections associated with bacterial biofilms.

Les infections ostéo-articulaires requièrent souvent un acte chirurgical couplé à une antibiothérapie prolongée, en lien avec la capacité des bactéries en cause à former des biofilms sur les prothèses. La présence d’antibiotiques à des concentrations sub-inhibitrices (sub-CMI) peut stimuler la capacité des bactéries à former des biofilms, ce qui complexifie la problématique. Notre étude avait pour but de caractériser in vitro le comportement biofilm d’une souche clinique de Staphylococcus aureus issue d’une infection ostéo-articulaire en présence de 12 antibiotiques préconisés dans le traitement des infections à staphylocoques, à différentes concentrations (dont des concentrations sub-CMI).Un dénombrement des bactéries viables a été effectué à partir de biofilms formés en présence de chacun des 12 antibiotiques à différentes concentrations (incluant des concentrations sub-CMI), ainsi que dans les suspensions présentes autour de ces mêmes biofilms. La présence de 7 d'entre eux (ceftaroline, daptomycine, gentamicine, fosfomycine, ofloxacine, rifampicine et vancomycine) entraînait une inhibition de la formation de biofilm à des concentrations inférieures ou égales aux concentrations critiques. L'action de la fosfomycine s'étendait même à des concentrations sub-CMI. Seules la daptomycine et la gentamicine étaient capables d’agir à la fois sur les bactéries sessiles et sur les bactéries non-adhérentes en suspension.Quant aux biofilms mâtures de cette même souche préalablement formés en absence d'antibiotiques, seules des concentrations 800 à 51200 fois supérieures à la CMI -concentrations largement incompatibles avec une utilisation thérapeutique - entraînaient leur éradication.Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons concentré nos efforts sur l'action de la fosfomycine, choisie en fonction de son effet sur la formation de biofilm et de son intérêt thérapeutique. Une analyse transcriptomique des cellules présentes dans les biofilms formés en présence de fosfomycine et de cellules issues de biofilms matures traités ultérieurement à la fosfomycine a montré que la présence de cet antibiotique induisait majoritairement une sous expression de gènes codant des protéines impliquées dans le métabolisme et le transport des nucléotides, des acides aminés et des carbohydrates. Des gènes codant des adhésines et des protéines impliquées dans la synthèse de la capsule (ScdA) étaient également sous-exprimés. De manière moins importante, l'expression de gènes codant des molécules impliquées dans la synthèse du peptidoglycane (MGT et MurA) et des autolysines était également diminuée. Le ralentissement métabolique et les modifications induites au niveau des membranes par la présence de l'antibiotique seraient responsables du changement des capacités d'adhésion de la bactérie.L'impact de la fosfomycine à une concentration sub-CMI sur les caractéristiques des bactéries viables isolées dans la suspension autour des biofilms a également été déterminé. De façon surprenante, ces bactéries montrent une capacité accrue à former du biofilm par rapport à celles issues de l'environnement d'un biofilm non soumis à l'action de l'antibiotique, en lien probablement avec un accroissement d'épaisseur de leur couche de peptidoglycane.En conclusion, ces données obtenues in vitro devront être confirmées dans des modèles d'infections expérimentales in vivo. Malgré tout, elles soulignent la pertinence de l’utilisation de la fosfomycine dans la prévention des infections ostéo-articulaires liées à S. aureus, à condition d'éradiquer en parallèle les formes non adhérentes. / Osteoarticular infections (OAI) often require a surgical procedure with prosthesis removal followed by long-term complex antibiotherapy. The ability of Staphylococcus aureus to adhere and produce biofilm on the surface of implanted material contributes to treatment failures and microbiological relapses. In addition, biofilm formation can be induced by some antibiotics at sub-minimal inhibitory concentrations (sub-MICs). The present study characterizes in vitro the effects of 12 antibiotics on biofilm formed by a strain of methicillin-susceptible Staphylococcus aureus isolated from an osteo-articular infection.The influence of these antibiotics was assessed on biofilm formation at concentrations including the breakpoints, by numbering viable cells in the biofilm biomass and in the suspensions (unattached cells) surrounding the biofilm. Biofilm formation was prevented in presence of ceftarolin, daptomycin, fosfomycin, gentamicin, ofloxacin, rifampicin and vancomycin at the highest concentrations tested. Only fosfomycin showed inhibition properties also at sub-MICs. Unattached and sessile viable bacteria were undetectable to daptomycin and gentamicin at the highest concentrations tested.Determination of the minimum biofilm eradication concentrations (MBECs) indicated that in vitro eradication of 24h-old biofilms required concentrations at least 800 times higher than the planktonic MIC, concentrations obviously not compatibles with classical therapeutic doses.In the second part of this work, we focused our study on the action of fosfomycin, because of its effect on biofilm formation and its therapeutic interest. A transcriptome analysis was performed with sessile cells from both biofilm formed in the presence of sub-MIC of fosfomycin and cells from pre-formed 24h-old biofilm treated by fosfomycin at sub-MBEC. Fosfomycin induced mostly down regulation of genes assigned to nucleotide, amino acid and carbohydrate transport and metabolism. Adhesins and capsular biosynthesis proteins (ScdA) encoding genes were also down regulated. To a lesser extent, peptidoglycan biosynthesis proteins (MGT and MurA) and autolysins encoding genes were found down regulated. Metabolic slowdown and cell membrane modifications induced by fosfomycin are likely to be responsible for the impairment of bacterial adhesion capacity.The action of fosfomycin at sub-MIC on unattached cells surrounding biofilm was also analyzed. Surprisingly, they displayed higher capacity to form new biofilm than their counterparts obtained without fosfomycin, probably associated with their large peptidoglycan layer.In conclusion, these data underline the relevance of the use of fosfomycine in preventing osteo-articular infections due to S. aureus and should be assessed in in vivo experiments. However, simultaneous eradication of unattached cells should also be considered due to the high capacities of these cells to disseminate and establish new biofilm, a real risk of treatment failure.

Staphylococcus aureus is a common bacterium found on the skin and mucosal membranes of about 20% of the population. S. aureus growth on the skin is harmless, but if it bypasses the skin it can causes life-threatening diseases such as pneumonia, meningitis, bacteremia, and sepsis. Antibiotic-resistant strains of S. aureus, called Methicillin Resistant S. aureus (MRSA), are resistant to most antibiotics except vancomycin. However, vancomycin resistant strains of MRSA are becoming more common. In this study, 12 phages were isolated capable of infecting human S. aureus and/or MRSA strains. Five phages were discovered through mitomycin C induction of prophages and seven phages were found through enrichment of environmental samples. Primary S. aureus strains were also isolated from environmental sources to be used as tools for phage discovery and isolation as well as to examine the target cell host range of the phage isolates. S. aureus isolates were tested for susceptibility to oxacillin in order to determine methicillin-resistance. Experiments were performed to assess the host range and killing potential of newly discovered phage. The M1M4 phage had the broadest host range and lysed 12% of the S. aureus strains that were tested. The host ranges were reinforced by spectrophotometric assay data which showed a reduction in bacterial optical density of 1.3 OD600. The phages were used to decontaminate MRSA from fomites (glass and cloth) and successfully reduced colony forming units by 1-2 logs, including tests of a phage cocktail against a cocktail of MRSA isolates. Our findings suggest that phage treatment can be used as an effective tool to decontaminate human MRSA from both hard surfaces and fabrics.