Caracterização de isolados clínicos de aeromonas e sequenciamento do genoma de A. trota 1999LCR

Orientadora : Profª. Drª. Cynthia M. T. Fadel-PichethCoorientadora : Profª. Drª. Leda ChubatsuTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas. Defesa: Curitiba, 30/11/2016Inclui referências : f. 66-79Área de concentração: Análises ClínicasResumo: Aeromonas são bacilos gram-negativos capazes de causar infecções em humanos que variam de diarreia a septicemia e raramente meningite. As espécies mais frequentemente associadas com infecções são A. hydrophila, A. caviae e A. veronii sobria, enquanto A. trota é raramente isolada de amostras clínicas e ainda é pouco estudada. A identificação dessas bactérias ao nível de espécie é difícil e requer a utilização de métodos moleculares para confirmação. O objetivo desse trabalho foi caracterizar isolados clínicos de Aeromonas previamente identificados através de testes microbiológicos e realizar o sequenciamento e anotação do genoma da estirpe A. trota 1999LCR. Oitenta e cinco Aeromonas foram analisadas através do sequenciamento de gyrB o que permitiu identificar as seguintes espécies: A. caviae (33), A. hydrophila (24), A. veronii bv sobria (22), A. media (4), A. aquariorum e A. trota 1 estirpe cada. A espécie A. media só foi identificada através do sequenciamento de gyrB. A concordância dos resultados da identificação convencional e molecular foi de 83,5%. Setenta e nove perfis de eletroforese em campo pulsado distintos foram observados entre 90 Aeromonas analisadas indicando elevada diversidade genética entre elas. Apenas 3 clusters, formados respectivamente por A. caviae (2 estirpes), A. veronii sobria (5 estirpes) e A. hydrophila (7 estirpes), foram identificados. Em relação às características fenotípicas 90 estirpes (100%) apresentaram motilidade tipo swimming, 51 (57%) motilidade tipo swarming e 63 (70%) a capacidade de formar biofilme. Estes resultados indicam que as bactérias analisadas expressam características associadas com adesão, etapa importante no processo de colonização. O sequenciamento da estirpe A. trota 1999LCR foi realizado utilizando os sequenciadores 454 GS Junior e Illumina Miseq, a montagem do genoma foi realizada com o software SPADES v.3.5.0 e a anotação automática com o programa Rapid Annotation of microbial genomes using Subsystems Technology (RAST) versão 4.0. O tamanho do genoma foi estimado em 4.33Mb alocados em 18 contigs, e conteúdo de C+G de 60%. A anotação automática do genoma identificou 3877 sequências codificadoras, 128 tRNAs e 4 operons de rRNA. Utilizando o RAST e a busca manual com BLASTP para determinantes de virulência já descritos em outras espécies de Aeromonas diversos genes associados com virulência foram identificados no genoma da estirpe 1999LCR. Destaca-se a presença de genes que codificam os flagelos polar e lateral, em concordância com os resultados de swimming e swarming desta bactéria; toxinas incluindo AerA (aerolisina), hemolisina III, hemolisina termoestável e hemolisina cupin-like, que podem estar associadas com a atividade hemolítica, previamente descrita, da bactéria contra eritrócitos humanos. Genes que codificam um Sistema de Secreção Tipo 6 (SST6), associado com atividades citotóxicas, apoptose e escape da fagocitose em outras espécies de Aeromonas, também foram identificados. Outras características associadas com virulência identificadas incluem adesinas, enterotoxina citotônica Alt, várias enzimas previamente associadas com invasão de tecidos do hospedeiro e um inibidor da lisozima da família Ivy que poderia proteger a bactéria da atividade lítica da enzima. Portanto, diversos genes que podem participar na patogênese da bactéria, foram identificados no genoma de A. trota 1999LCR.Abstract: Aeromonas are gram-negative bacilli capable of causing infections in humans ranging from diarrhea to septicemia and rarely meningitis. The species most frequently associated with infections are A. hydrophila, A. caviae and A. veronii sobria, while A. trota is rarely isolated from clinical samples and is still poorly studied. The identification of these bacteria at the species level is difficult and requires the use of molecular methods for confirmation. The objective of this work was to characterize clinical isolates of Aeromonas previously identified through microbiological tests and to carry out the sequencing and annotation of the genome of A. trota strain 1999LCR. Eighty-five Aeromonas were analyzed by gyrB sequencing which allowed the identification of the following species: A. caviae (33), A. hydrophila (24), A. veronii bv sobria (22), A. media (4), A. aquariorum and A. trota 1 strain each. The A. media species was identified only through the gyrB sequencing. The agreement between results of the conventional and molecular identification was 83.5%. Seventy-nine distinct pulsed field electrophoresis profiles were observed among the 90 Aeromonas analyzed indicating high genetic diversity between them. Only 3 clusters, formed by A. caviae (2 strains), A. veronii bv sobria (5 strains) and A. hydrophila (7 strains) were identified. In relation to the phenotypic characteristics, 90 strains (100%) exhibited the swimming motility, 51 (57%) the swarming motility, and 63 (70%) the ability to form biofilm. These results indicate that these bacteria are able to express characteristics associated with adhesion, an important step in the colonization process. Sequencing of the A. trota strain 1999LCR was performed using the 454 GS Junior and Illumina Miseq sequencers; assembly of the genome was performed with SPADES software v.3.5.0 and automatic annotation with Rapid Annotation of microbial genomes using Subsystems Technology (RAST) version 4.0. The genotype size was estimated in 4.33 Mb allocated in 18 contigs with C + G content of 60%. The genome automatic annotation identified 3877 coding sequences, 128 tRNAs and 4 rRNA operons in A. trota 1999LCR.Using RAST and the manual search with BLASTP for virulence determinants already described in other species of Aeromonas several genes associated with virulence were identified in the genome of strain 1999LCR. Among them are genes encoding the polar and lateral flagella, what is in agreement with the results of swimming and swarming motility of this bacterium; toxins including AerA (aerolysin), hemolysin III, thermostable hemolysin and cupin-like hemolysin, which may be associated with the previously described hemolytic activity of the bacterium against human erythrocytes. Genes encoding a Type 6 Secretion System (SST6), associated with cytotoxic activities, apoptosis and escape of phagocytosis in other Aeromonas species, have also been identified. Other virulence-associated traits identified include adhesins, the cytotonic enterotoxin Alt, various enzymes previously associated with invasion of host tissues, and an inhibitor of lysozyme from the Ivy family that could protect the bacteria from lytic activity of that enzyme. Therefore, several genes that may participate in the pathogenesis of the bacterium were identified in the genome of A. trota 1999LCR

Caracterização de estirpes de Aeromonas Spp. E Esherichia Colli através de Espectrometria de Massa Maldi-tof

Orientadora : Profa. Dra. Cyntia M.T. Fadel PichethCo-orientadores : Profa. Dra. Leda S. Chubatsu, Prof. Dr. Luciano HuergoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas. Defesa: Curitiba, 01/03/2012Bibliografia: fls. 59-68Área de concentração: Análises clínicasResumo: Aeromonas spp. são bactérias capazes de causar uma série de infecções em humanos, variando de diarréia não complicada até meningite e septicemia. Escherichia coli fazem parte da microbiota intestinal de humanos, onde são benéficas para o hospedeiro. No entanto existem estirpes patogênicas capazes de causar infecções intestinais, denominadas E. coli diarreiogênicas (DEC), e extra-intestinais (ExPEC) como as E. coli uropatogênicas (UPEC). O objetivo desse trabalho foi caracterizar estirpes de Aeromonas spp. e E. coli através de Espectrometria de Massa MALDI-TOF. Foram analisadas 99 estirpes de Aeromonas spp. e 143 estirpes de E.coli, incluindo comensais isoladas da microbiota intestinal, patotipos, e estirpes de referência. As bactérias foram cultivadas em ágar MacConkey por 18 horas, a 36±1°C, ao ar. O extrato celular preparado a partir de ~10 colônias foi utilizado para análise. O ácido ?-ciano-4-hidroxicinâmico (10 mg/ml) dissolvido em acetonitrila:ácido trifluoroacético 2,5% (1:1) foi utilizado como matriz. Alíquotas dos extratos foram analisadas em espectrômetro de massa MALDI-TOF-MS (Autoflex; Bruker Daltonics) equipado com um laser de nitrogênio (337nm) (Bruker Daltonics). Os íons positivos foram obtidos utilizando uma aceleração de 20Hz no modo linear. Os espectros resultaram da soma dos íons obtidos de 100 tiros do laser em 10 posições diferentes da amostra. A aquisição dos espectros foi realizada de forma manual com uma resolução mínima de 600 arb e máxima de 1500 arb e analisados em uma faixa de relação carga/massa (m/z) de 3.000 a 20.000 Da.O processamento dos espectros foi realizado utilizando o software Flex Analysis v. 3.0 (Bruker Daltonics).Para E. coli os ensaios foram feitos em triplicata, e para Aeromonas spp em triplicata e em duas datas diferentes. Os espectros gerados foram analisados com o software Speclust gerando a lista de picos em comum e um dendrograma. Os picos m/z 4259, 5051, 6304 foram detectados em todas as estirpes de Aeromonas analisadas, o que indica que podem ser marcadores para bactérias deste gênero. O pico m/z 9180 foi observado em Aeromonas spp e E. coli, mas é importante para a identificação de Aeromonas. A espectrometria de massa MALDI-TOF foi capaz de diferenciar as espécies de Aeromonas. Dois picos, m/z 5380 e 7271, foram encontrados em todas as estirpes de E. coli analisadas. Os picos m/z 4364, 5095, 6253, 6314, 9060 e 9532 foram observados em 92 a 99% das E. coli. Estes picos são importantes para identificar E. coli. Foi possível diferenciar o grupo das E. coli comensais e das UPEC das demais categorias dessa bactéria. A metodologia de MALDI-TOF tem capacidade para distinguir as bactérias estudadas, no entanto é necessário otimizar a metodologia para distinguir maior número dos grupos de E. coli.Abstract: Aeromonas spp are bacteria associated with human infections varying from diarrhea to meningitis and septicemia. Escherichia coli are part of intestinal microbiota of humans where are beneficial to host. However there are several pathogenic strains able to cause intestinal infections, called diarrheagenic E. coli (DEC), and extra-intestinal infections (ExPEC), as uropathogenic E. coli (UPEC). The aim of this work was to characterize Aeromonas and E. coli strains using MALDI-TOF Mass Spectrometry. We analyzed 99 Aeromonas strains, and a total of 143 E. coli including commensal, pathotypes and reference strains. Bacteria were grown overnight on MacConkey agar at 36±1°C, under air. Cells extracts were prepares with ~10 colonies. Alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid (10mg/ml) in acetonitrile:2,5% trifluoroacetic acid (1:1) was used as matrix. Aliquots of extracts were analyzed in a MALDI-TOF mass spectrometer (Autoflex, Bruker Daltonics) equipped with a nitrogen laser (337 nm). The positive ions were obtained with a 20 Hz acceleration in linear mode. The spectra were obtained from the sum of 100 laser shots in 10 different positions of sample. Acquisition of spectra was performed manually with a minimum resolution of 600 and maximum of 1500 arb, in a range of 3000 - 20000 Da. Processing of spectra was done with Flex Analysis v.3 (Bruker Daltonics). For E.coli tests were realized in triplicates, and for Aeromonas spp in triplicates and at 2 different days. The spectra were analyzed with software SPECLUST which generated lists of common peaks and a dendrogram. Peaks m/z 4259, 5051, 6304 were found in all Aeromonas strains, indicating that may be markers for the genera. Peak m/z 9180 was found in Aeromonas spp and also in E. coli, but is also important to identification of Aeromonas. MALDI-TOF mass spectrometry allowed to distinguish Aeromonas species. In E. coli, peaks m/z 5380 and 7271 were found in all strains. Peaks m/z 4364, 5095, 6253, 6314, 9060 and 9532 were detected in 92 to 99% of E. coli. All these peaks are important to identify E. coli strains. In addition, commensal E. coli strains and UPEC strains were distinguished from other categories of these bacteria. The MALDI-TOF metodology has the ability to distinguish the bacteria studied, however it should be optimized to achieve this objective

Accelerating the Morphogenetic Cycle of the Viral Vector Aedes aegypti Larvae for Faster Larvicidal Bioassays

Any bioassay to test new chemically synthesized larvicides or phytolarvicides against Culicidae and more harmful mosquito species, such as Aedes aegypti and Aedes albopictus, which specifically transmit dengue, yellow fever, chikungunya viral fevers as well as Zika virus, or Anopheles gambiae, a vector for malaria and philariasis, requires thousands of well-developed larvae, preferably at the fourth instar stage. The natural morphogenetic cycle of Aedes spp., in the field or in the laboratory, may extend to 19 days at room temperature (e.g., 25°C) from the first permanent contact between viable eggs and water and the last stage of larval growth or metamorphosis into flying adults. Thus, accelerated sequential molting is desirable for swifter bioassays of larvicides. We achieved this goal in Aedes aegypti with very limited strategic and low-cost additions to food, such as coconut water, milk or its casein, yeast extract, and to a lesser extent, glycerol. The naturally rich coconut water was excellent for quickly attaining the population of instar IV larvae, the most advanced one before pupation, saving about a week, for subsequent larvicidal bioassays. Diluted milk, as another food source, allowed an even faster final ecdysis and adults are useful for mosquito taxonomical purpose

MOLECULAR IDENTIFICATION OF AEROMONAS SPP ISOLATED FROM PATIENTS WITH DIARRHEA AT SANTA MARIA-RS, BRAZIL

Objective: The aim of the study was to determine the frequency of Aeromonas spp. in stool samples of outpatients with gastroenteritis attended by clinical laboratories at Santa Maria-RS, Brazil.Methods: In order to evaluate this frequency, 767 clinical stool samples were processed by conventional methods as preconized, and suspected Aeromonas strains were submitted to molecular characterization by 16SrRNA PCR-RFLP method.Results: Aeromonas spp. were isolated from 14 (1.8%) of stool cultures and identified as A. caviae (04), A. hydrophila (03), and A. veronii biovar sobria (01) by molecular method. Six strains presented atypical PCR-RFLP patterns, and therefore were identified as Aeromonas spp.Conclusion: Aeromonas is part of the bacteria associated with diarrhea in Santa Maria-RS, and results indicates that at least 3 Aeromonas species are involved with the disease.Â

Morphological and molecular identification of filamentous fungi isolated from cosmetic powders

Seven fungi were isolated from 50 samples of cosmetic powders. Morphological analyses and ribosomal DNA Internal Transcribed Spacers sequencing were performed which allowed the discrimination of the isolated fungi as Aspergillus fumigatus, Penicillium sp., and Cladosporium sp. which could have, among their species, potentially pathogenic microorganisms