Growth and microcystin production of a Brazilian Microcystis aeruginosa strain (LTPNA 02) under different nutrient conditions

Cyanobacteria are prokaryotic and photosynthetic organisms, which can produce a wide range of bioactive compounds with different properties; including a variety of toxic compounds, also known as cyanotoxins. In this work, we describe the isolation of seven cyanobacterial strains from two reservoirs in São Paulo State, Brazil. Seven different chemical variants of microcystins (MC-RR, MC-LR, MC-YR, MC-LF, MC-LW, and two demethylated variants, dm-MC-RR and dm-MC-LR) were detected in three of the ten isolated strains. One particular Microcystis aeruginosa strain (LTPNA 02) was chosen to evaluate its growth by cell count, and its toxin production under seven different nutritional regimes. We observed different growth behaviors in the logarithmic growth period for only three experiments (p < 0.05). The total growth analysis identified four experiments as different from the control (p < 0.01). Three microcystin variants (MC-RR, MC-LR and MC-YR) were quantified by liquid chromatography-tandem mass spectrometry. At the experimental end, the toxin content was unchanged when comparing cell growth in ASM-1 (N:P = 1), MLA and BG-11 (N:P = 10) medium. In all other experiments, the lowest microcystin production was observed from cells grown in Bold 3N medium during the exponential growth phase. The highest microcystin content was observed in cultures using BG-11(N:P = 100) medium.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Alfried Krupp von Bohlen und Halbach-StiftungUniversidade de São Paulo Departamento de Análises Clínicas e ToxicológicasSaarland University Institute of Bioanalytical ChemistryUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e FarmacêuticasFriedrich-Schiller University of Jena Institute of NutritionHans Knöll Institute Leibniz Institute for Natural Product Research and Infection BiologyUniversidade de São Paulo Instituto de Química Departamento de BioquímicaUNIFESP, Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e FarmacêuticasCNPq: 201609/2012-6SciEL

Cyanobacteria and Cyanotoxin in the Billings Reservoir (Sâo Paulo, SP, Brazil)

The Billings Complex and the Guarapiranga System are important strategic reservoirs for the city of Sâo Paulo and surrounding areas because the water is used, among other things, for the public water supply. They produce 19,000 liters of water per second and supply water to 5.4 million people. Crude water is transferred from the Taquacetuba branch of the Billings Complex to the Guarapiranga Reservoir to regulate the water level of the reservoir. The objective of this study was to evaluate the water quality in the Taquacetuba branch, focusing on cyanobacteria and cyanotoxins. Surface water samples were collected in February (summer) and July (winter) of 2007. Analyses were conducted of physical, chemical, and biological variables of the water, cyanobacteria richness and density, and the presence of cyanotoxins. The water was classified as eutrophic-hypereutrophic. Cyanobacteria blooms were observed in both collection periods. The cyanobacteria bloom was most significant in July, reflecting lower water transparency and higher levels of total solids, suspended organic matter, chlorophyll-a, and cyanobacteria density in the surface water. Low richness and elevated dominance of the cyanobacteria were found in both periods. Cylindrospermopsis raciborskii was dominant in February, with 352 661.0 cel mL−1, and Microcystis panniformis was dominant in July, with 1 866 725.0 cel mL−1. Three variants of microcystin were found in February (MC-RR, MC-LR, MC-YR), as well as saxitoxin. The same variants of microcystin were found in July, but no saxitoxin was detected. Anatoxin-a and cylindropermopsin were not detected in either period. These findings are of great concern because the water in the Taquacetuba branch, which is transferred into the Guarapiranga Reservoir, is not treated nor managed. It is recommended that monitoring be intensified and more effective measures be taken by the responsible agencies to prevent the process of eutrophication and the consequent development of the cyanobacteria and their toxinsEl Complejo Billings y el Sistema Guarapiranga son embalses estratégicos importantes para la ciudad de Sâo Paulo (Brasil) y áreas circundantes porque, entre otras cosas, el agua es utilizada para el abastecimiento público. Este sistema produce 19 mil litros de agua por segundo, que es suministrado a 5.4 millones de personas. El agua bruta es transferida por el afluente Taquacetuba desde el Complejo Billings hacia el Embalse Guarapiranga, para regular el nivel de agua del embalse. El objetivo de este estudio fue evaluar la calidad del agua en el tramo del Taquacetuba, teniendo como foco las cianobacterias y cianotoxinas. El muestreo de agua bruta superficial fue realizado en febrero (verano) y julio (invierno 2007). Fueron analizadas variables físicas, químicas y biológicas, cianobacteria, riqueza, densidad y la presencia de cianotoxinas. El tramo fue clasificado como eutrófico-hipereutrófico. Las cianobacterias fueron observadas en ambos periodos de colecta. El crecimiento más significativo de algas fue observado en julio, reflejando baja transparencia del agua y niveles más altos en el agua superficial de sólidos totales, materia orgánica, clorofila-a y densidad de cianobacterias en el agua superficial. Una baja riqueza y un elevado dominio de cianobacteria fueron encontrados en ambos períodos. Cylindrospermopsis raciborskii fue dominante en febrero, con 352 661.0 cel mL�1, y Microcystis panniformis fue dominante en julio, con 1 866 725.0 cel mL�1. Tres variedades de microcistina fueron encontradas en febrero (MC-RR, MC-LR, MC- YR), as� como saxitoxina. Las mismas variedades de microcistina fueron encontradas en julio, pero ninguna saxitoxina fue observada. Anatoxina-a y cylindropermopsina no fueron observadas en ningún período. Estas conclusiones son preocupantes porque el agua del tramo del Taquacetuba, que es transferida al Embalse Guarapiranga, no es tratada o manejada. Se recomienda intensificar el monitoreo y medidas más eficaces deben ser tomadas por parte de las agencias responsables para prevenir el proceso de eutrofización y el desarrollo consiguiente de cianobacterias y sus toxina

ANALYSIS OF SYNTHETIC ADULTERANTS, MEAN WEIGHT AND LABELING IN TRADITIONAL PHYTOTHERAPIC PRODUCTS

Traditional phytotherapic products (TPP) use is nowadays common in society. As they are known to be natural products, there is an assumption that the effects are exclusively beneficial and the potential harmful effects are disregarded. As well as adulterations with synthetic drugs capable of masking adverse effects or acting synergistically with biologically active compounds, potentiating their effects, considered by law as fraud. The aim of the present study was to evaluate common TPP and its compliance with the current law regarding labeling, average weight and research on synthetic adulterants using comparative thin layer chromatography. Twenty PTFs were evaluated, of which all failed the labeling assessment, one contained average weight consistent with legislation and there was no evidence of adulteration by increment of synthetic drugs in any of them. Evaluating the quality of a product ensuring its compliance with the legislation is crucial for the reliability of consumers and the credibility of producers.O uso de produtos tradicionais fitoterápicos (PTF) é um costume comum na sociedade atual. Por serem produtos ditos naturais, há a suposição dos efeitos serem exclusivamente benéficos e os potenciais efeitos nocivos desconsiderados. Assim como as adulterações com fármacos sintéticos capazes de mascarar efeitos adversos ou atuar sinergicamente com compostos biologicamente ativos potencializando seus efeitos, considerado pela lei como fraude. O objetivo do presente estudo foi avaliar PTF comuns e suas conformidades com a lei atual quanto rotulagem, peso médio e pesquisa de adulterantes sintéticos pelo uso de cromatografia em camada delgada comparativa. Foram avaliados 20 PTF, dos quais todos foram reprovados na avaliação da rotulagem, apenas uma continha peso médio condizente com legislação e em nenhuma houve a comprovação de adulteração por incremento de fármacos sintéticos. Avaliar a qualidade de um produto garantindo sua conformidade com a legislação é determinante para a confiabilidade dos consumidores e credibilidade dos produtores

Co-occurrence of microcystin and microginin congeners in Brazilian strains of Microcystis sp.

Species of Microcystis are the most common bloom-forming cyanobacteria in several countries. Despite extensive studies regarding the production of bioactive cyanopeptides in this genus, there are limited data on isolated strains from Brazil. Three Microcystis sp. strains were isolated from the Salto Grande Reservoir (LTPNA01, 08 and 09) and investigated for the presence of mcy genes, microcystins and other cyanopeptides. Microcystin and microginin production was confirmed in two isolates using high-resolution tandem mass spectrometry after electrospray ionization (ESI-Q-TOF), and the structures of two new microginin congeners were proposed (MG756 Ahda-Val-Leu-Hty-Tyr and MG770 MeAhda-Val-Leu-Hty-Tyr). The biosynthesis profile of the identified cyanopeptides was evaluated at different growth phases via a newly developed HPLC-UV method. Results demonstrated no substantial differences in the production of microcystins and microginins after data normalization to cell quota, suggesting a constitutive biosynthesis. This study represents the first confirmed co-production of microginins and microcystins in Brazilian strains of Microcystis sp. and highlights the potential of Brazilian cyanobacteria as a source of natural compounds with pharmaceutical interest.Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)FAPESP (Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo) [2010/15651-9, 2010/15696-2]CAPES (Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior)Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES)CONICYT (Programa de Cooperacion Cientifica Internacional)CONICYT (Programa de Cooperacion Cientifica Internacional)Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq)CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico

Investigation on the cyanobacterial strains toxins biossinthesys

A demanda crescente de água doce de boa qualidade são problemas atuais e mundiais, além do descaso com os dejetos lançados nos ambientes aquáticos que comprometem a qualidade dos recursos hídricos. Um dos parâmetros que atesta a potabilidade da água é a presença de cianobactérias e cianotoxinas. Cianobactérias são microrganismos procariontes aeróbicos fotoautróficos que sintetizam as cianotoxinas. Estes compostos podem ser classificados de acordo com seus mecanismos de ação em hepatotóxicos, neurotóxicos e dermatotóxicos. Por sua diversidade, representam diferentes riscos não só ao ecossistema e a outros organismos dos ambientes aquáticos, como também aos seres humanos. Esse projeto visou o isolamento e cultivo de cepas de cianobactérias produtoras de toxinas para a investigação da biossíntese desses compostos. Com este intuito, foram realizadas coletas de água em três reservatórios no estado de São Paulo e um no Paraná. Cepas de cianobactérais foram isoladas, identificadas e analisadas quanto à produção de toxinas. Uma cepa de Microcystis aeruginosa (LTPNA 02) produtora de microcistinas (MC-LR, MC-RR, MC-YR, MC-LF, MC-LW e desm-MC-LR e desm- MC-RR) foi escolhida para ser estudada frente diferentes condições de cultivo e ter o seu crescimento, produção de toxinas e expressão gênica estudados. Foram utilizados os meios de cultura já referidos na literatura: ASM-1 (N:P=1, 10 e 20), MLA (N:P=10), Bold 3N (N:P=16) e BG-11 (N:P=10 e 100). Para acompanhar o crescimento, dois métodos foram utilizados: contagem de células e espectrofotometria. As toxinas foram quantificadas por LC-MS - QTrap. A análise da expressão gênica foi realizada por reação de PCR em tempo real pelo método de quantificação relativa &#916;&#916;Ct. Foi observada diferença no crescimento da cepa estudada nos diferentes meios de cultivo empregados. A contagem das células permitiu a identificação das fases logarítmica e total de crescimento. Durante a fase logarítmica, três experimentos demonstraram diferenças estatísticas quando comparadas ao controle (p<0,05). Ao se avaliar o crescimento total, quatro experimentos foram menores (p<0,01). As leituras das absorvâncias e a contagem de células demonstraram alta correlação Para ambas as leituras em 680 nm e 750 nm o coeficiente de correlação (r) esteve entre 0,93 e 0,99. A quantificação das microcistinas (MC) foi realizada por LC-MS - QTrap. Foram quantificadas as variantes MC-LR, MR-RR e MC-YR. Apesar da relação toxina/célula ser distinto para cada experimento, não representou grande variação naqueles realizados com meio ASM-1 (N:P 1; 10 e 20), meio MLA (N:P=10) e BG11(N:P=10). O experimento realizado em Bold3N (N:P=16,6) apresentou menor concentração de toxina/célula e as variantes MC-LR e MC-YR não foram detectadas. Por outro lado, o experimento realizado em BG-11 (N:P=100) apresentou a maior relação toxina por célula. Estes resultados sugerem que o excesso de nitrato seja um fator estressante para o desenvolvimento e crescimento da cepa de M. aeruginosa avaliada e ao mesmo tempo um fator estimulante para a produção das toxinas analisadas. Os experimentos que avaliaram a expressão dos genes 16S e mcyB em relação ao gene da ficocianina (controle endógeno) foram realizados em meio ASM-1 (N:P=10 e 100) e BG 11 (N:P= 10 e 100). Os parâmetros anteriores, como crescimento e produção de toxinas também foram avaliados. Novamente foram encontradas diferenças entre as fases de crescimento e produção de toxina, porém a expressão dos genes avaliados não demonstrou variação significativa entre os experimentos. Porém ambos os genes avaliados demonstraram menor expressão nos experimentos condizidos em (N:P=100).There is a great concern these days about potable and good quality water due to the increase of the population needs and also to the arising problems with contamination caused by anthropogenic sources. The presence of cyanobacteria and cyanotoxins are some parameters that attest water potability. Cyanobacteria are prokaryotic aerobic photoautotrophic microorganisms that may synthesize cyanotoxins. These compounds can be classified as hepatotoxic, neurotoxic and dermatotoxic according to their action mechanisms. Because of their diversity, they may represent different risks, not only to their ecosystem and other aquatic living organisms, but also to human beings. The aim of this project was the isolation and cultivation of cyanotoxin-producing cyanobacteria for further investigation on the biosynthesis of these compounds. Water samples from three different reservoirs in São Paulo state and one in Paraná state were collected in order to isolate cyanobacteria strains and accomplish their identification and to evaluate the toxin production. The Microcystis aeruginosa (LTPNA 02) microcystin producer strain (MCLR, MC-RR, MC-YR, MC-LF, MC-LW, desm-MC-LR and desm-MC-RR) was chosen to be grown in different cultivation conditions and later analyzed for its growth rate, toxin production and gene expression. All culture media used in this research were chosen according to the literature: ASM-1 (N:P=1, 10 and 20), MLA (N:P=10), Bold 3N (N:P=16) and BG-11 (N:P=10 and 100). To evaluate growth rate, two techniques were used: cell counting and absorbance determination in two different wavelengths (680 nm and 750 nm). Toxins were quantified by LC-MS in a hybrid triple-quadrupole instrument (Qtrap). Gene expression was assessed by real time PCR, using the &#916;&#916;Ct relative quantification method. Cell counting allowed total growth and logarithmic phase identification. During the last, three experiments showed statistical difference from control group (p<0,05). Four experiments resulted in a lower total growth rate (p<0,05). A high correlation between cell counting and absorbance levels was found for both wavelengths tested. Correlation coefficients (r) were from 0,93 to 0,99. Three microcystin variants (MC-LR, MR-RR e MC-YR) were quantified by LC-MS. The toxin content per cell was calculated and showed no statistc variation among those experiments performed on ASM-1 (N:P 1; 10 and 20), MLA (N:P=10) and BG-11 (N:P=10). The lowest toxin/cell concentration was found for Bold3N (N:P=16,6) medium, where MC-LR and MC-YR production was not detected. On the other hand, the experiment with BG-11 (N:P=100) medium showed the highest toxin/cell content. These results suggest that high levels of nitrate in the culture medium may be a stressing factor for the development and growth of the M. aeruginosa tested strain, as well as a disturbing factor for microcystin production. Gene expression experiments regarding 16S and mycB genes using the phycocyanin gene as endogen control were performed on ASM-1 (N:P=10 and 100) and BG 11 (N:P= 10 and 100) media, along with the evaluation of growth rate and toxin production. Differences between growth rates and toxin production were once more observed, however gene expression did not show a significant variation among experiments

Influence of media and N:P ratios on growth, microcystin production and gene expression of a Microcystis aeruginosa strain

Univ Saarbrucken, Saarbrucken, GermanyUniversidade Federal de São Paulo, São Paulo, BrazilUniversidade Federal de São Paulo, São Paulo, BrazilWeb of Scienc

Avaliação da relação Triglicerídeo/HDL-C e da razão Neutrófilos/Linfócitos em idosos com e sem dislipidemia

Introdução: As doenças cardiovasculares (DCV) estão entre as principais causas de mortalidade entre idosos, sendo a dislipidemia um importante fator de risco. Além disso, a relação Triglicerídeo/HDL-C e a razão Neutrófilos/Linfócitos apresentam estreita relação com os fatores de riscos para DCV. Objetivo: Comparar as relações Triglicerídeo/HDL-C e Neutrófilos/Linfócitos na população idosa sem e com dislipidemia. Métodos: Estudo documental, transversal, retrospectivo, com abordagem quantitativa e comparativa. A amostra foi de conveniência e incluiu os 110 idosos residentes em uma Instituição de Longa Permanência de Idosos. Foram coletados dados do perfil lipídico, hemograma, idade e sexo. Os idosos foram divididos em dois grupos: Com Dislipidemia e Sem Dislipidemia. As relações Triglicerídeo/HDL-C e Neutrófilos/Linfócitos foram calculadas e comparadas. Os resultados foram apresentados como mediana e intervalo interquartil e analisados pelo teste de Mann-Whitney. As variáveis categóricas foram representadas como frequência absoluta (n) e relativa (%) e avaliadas pelo teste Qui-Quadrado (χ2). Utilizou-se o programa estatístico SPSS 20.0® e nível de significância &lt; 0,05. Resultados: Foram selecionados 84 idosos com resultados do perfil lipídico e hemograma, sendo 56 (67%) idosos do sexo feminino e 28 (33%) do sexo masculino, com idade mediana de 75 (69-81) anos. O grupo Com Dislipidemia apresentou valores superiores para Triglicerídeo/HDL-C e para a relação Neutrófilos/Linfócitos não houve diferença estatística. Conclusão: A relação Triglicerídeo/HDL-C pode ser utilizada como uma medida preventiva de doenças cardiovasculares nos idosos participantes do estudo. Porém, a relação Neutrófilos/Linfócitos deve ser interpretada com cautela nos idosos que apresentam características particulares quanto ao desenvolvimento das DCV.Introduction: Cardiovascular diseases (CVD) are the leading causes of mortality among the elderly, and dyslipidemia is an important risk factor. Moreover, the Triglyceride/HDL-C and Neutrophils/Lymphocytes ratios are closely related to CVD risk factors. Objective: Comparing the Triglyceride/HDL-C and Neutrophils/Lymphocytes ratios in elderlies’ groups, with and without dyslipidemia. Methods: Documentary, cross-sectional, and retrospective study with a quantitative and comparative approach. The sample was of convenience and included 110 elderlies’ residents in a Long-Term Care for Elderlies. Data on lipid profile, full blood count, age, and sex were obtained and the residents divided into two groups, With Dyslipidemia and Without Dyslipidemia. The Triglyceride/HDL-C and Neutrophils/Lymphocytes ratios for both groups were measured and compared. Results were presented as median and interquartile range and analyzed by the Mann-Whitney test. Categorical variables were represented as absolute (n) and relative (%) frequencies and evaluated by the Chi-square (c2). The statistical program SPSS 20.0® was used with a significance level p &lt; 0,05. Results: Eighty-four elderlies with results of lipid profile and blood count were selected, 56 (67%) were female and 28 (33%) male, with a median age of 75 (69-81) years. The group With Dyslipidemia showed higher values for Triglyceride/HDL-C and Neutrophils/Lymphocytes ratios, there was no statistical difference between the groups studied. Conclusion: The Triglyceride/HDL-C ratio can be used as a preventive measure of cardiovascular diseases in the elderlies’ participants of the study. However, the Neutrophils/Lymphocytes ratio should be interpreted with caution in the elderly, who have particular characteristics regarding the development of cardiovascular diseases

AVALIAÇÃO DA TAXA DE FILTRAÇÃO GLOMERULAR ESTIMADA EM IDOSOS

A determinação mais confiável para avaliação da função renal é a taxa de filtração glomerular (TFG). Devido às limitações encontradas com a determinação da TFG pelo clearance de creatinina ou pela creatinina sérica, foram criadas fórmulas para estimar com maior precisão a função renal, sendo que a equação BIS-Creatinina apresenta maior acurácia na população idosa. Portanto, o projeto de extensão “Contribuição laboratorial à saúde em uma instituição de longa permanência de idosos de Ponta Grossa – Paraná” vinculado a Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), realizou uma ação extensionista com objetivo de verificar a função renal, pela taxa de filtração glomerular estimada (TFGe), utilizando a equação BIS-Creatinina. Foram avaliados 94 idosos com idade média de 76 ± 8 anos, sendo 56 (60%) dos indivíduos do gênero feminino e 38 (40%) do gênero masculino. Os idosos foram alocados em três grupos, de acordo com a faixa etária: 21 (22%) idosos no grupo com 60 – 69 anos, 43 (46%) no grupo com 70 – 79 anos e 30 (32%) no grupo com idade superior a 80 anos. Os resultados da TFGe foram avaliados pelos valores referenciais, segundo o Kidney Disease Outcomes Quality Initiative (KDIGO); visando o planejamento de intervenções para retardar a progressão da doença renal e a prescrição correta dos medicamentos utilizados pelos idosos. Desta forma, a atividade extensionista desenvolvida auxiliou no diagnóstico clínico dos idosos e no aperfeiçoamento acadêmico dos alunos participantes do projeto de extensão