Bacterial communities in fecal samples of myotis chiloensis from Southern, Chile / Comunidades bacterianas presentes en muestras fecales de myotis chiloensis en el sur de Chile

SUMMARY: The insectivorous bat Myotis chiloensis is endemic of South America. Even though potentially pathogenic bacterial species of Mycoplasma have been reported from this species, there are no further studies regarding the bacterial communities they harbor. This may provide important insights for the better understanding of its ecology, diet and implications in cross-species pathogens transmission. Here we report a first survey on bacterial communities of M. chiloensis based on metagenomic analysis of fecal samples. We found that taxonomic profile is dominated by Proteobacteria (23.7 to 57.7 %) and Firmicutes (11.8 to 61.6 %), which main families are represented by Burkholderiaceae- Enterobacteriaceae and Veillonellaceae-Bacillaceae, respectively. Phyla Bacteroidetes, Actinobacteria, Cyanobacteria, Planctomycetes and Acidobacteria were also present with abundance above 1 % of the total reads. Variations among individuals could be observed at genus level and no significant differences were found between sex groups regarding taxonomic profiles and diversity. Potentially pathogenic species were also detected in all the samples, including Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens. Our results highlight the significance M. chiloensis as a reservoir of pathogenic bacteria and its microbiota as an interesting ecological model due to its wide distribution. Further metagenomic studies are necessary for a better understanding of M. chiloensis diet and its host-symbiont relationships.

RESUMEN: El murciélago insectívoro Myotis chiloensis es endémico de América del Sur. A pesar de que en esta especie se han reportado bacterias potencialmente patógenas tipo Mycoplasma, no existen estudios sobre sus comunidades bacterianas, lo cual podría proporcionar información importante para una mejor comprensión de su ecología, dieta e implicaciones en la transmisión de patógenos. En el presente trabajo se realiza una descripción de las comunidades bacterianas del murciélago M. chiloensis basada en análisis metagenómico de muestras fecales. El perfil taxonómico encontradofue dominado por Proteobacterias (23,7-57,7 %) y Firmicutes (11,8-61,6 %), cuyas principales familias fueron representadas por Burkholderiaceae-Enterobacteriaceae y Veillonellaceae-Bacillaceae, respectivamente. También se encontraron los filos Bacteroidetes, Actinobacteria, Cyanobacteria, Planctomycetes y Acidobacteria con una abundancia superior al 1 %. Se observaron variaciones entre los individuos a nivel de género, sin diferencias significativas de los perfiles taxonómicos y diversidad según sexo. Se detectaron especies potencialmente patógenas en todas las muestras, entre ellos Staphylococcus aureus y Clostridium perfringens. Nuestros resultados destacan la importancia de M. chiloensis como un reservorio de bacterias patógenas y el estudio de su microbiota como un modelo ecológico debido a su amplia distribución. Más estudios metagenómicos son necesarios para comprender la dieta de M. chiloensis y sus relaciones huésped-simbionte.

High prevalence of CTX-M-1 group in ESBL-producing enterobacteriaceae infection in intensive care units in southern Chile

ABSTRACT Enterobacteria-producing extended-spectrum β-lactamases (ESBL) play an important role in healthcare infections, increasing hospitalization time, morbidity and mortality rates. Among several ESBLs that emerge from these pathogens, CTX-M-type enzymes had the most successful global spread in different epidemiological settings. Latin America presents high prevalence of CTX-M-2 in ESBL-producing enterobacterial infections with local emergence of the CTX-M-1 group. However, this high prevalence of the CTX-M-1 group has not yet been reported in Chile. The aim of this study was to identify ESBLs among enterobacteria isolated from clinical samples of critically ill patients from southern Chile. One-hundred thirty seven ESBL-producing bacteria were isolated from outpatients from all critical patient units from Hernán Henríquez Aravena Hospital. Phenotype characterization was performed by antibiogram, screening of ESBL, and determination of minimum inhibitory concentration (MIC). PCR was used for genetic confirmation of resistance. Molecular typing was performed by ERIC-PCR. ESBL-producing isolates were identified as Klebsiella pneumoniae (n = 115), Escherichia coli (n = 18), Proteus mirabilis (n = 3), and Enterobacter cloacae (n = 1), presenting multidrug resistance profiles. PCR amplification showed that the strains were positive for blaSHV (n = 111/81%), blaCTX-M-1 (n = 116/84.7%), blaTEM (n = 100/73%), blaCTX-M-2 (n = 28/20.4%), blaCTX-M-9 (0.7%), blaPER-1 (0.7%), and blaGES-10 (0.7%). The multiple production of ESBL was observed in 93% of isolates, suggesting high genetic mobility independent of the clonal relationship. The high frequency of the CTX-M-1 group and a high rate of ESBL co-production are changing the epidemiology of the ESBL profile in Chilean intensive care units. This epidemiology is a constant and increasing challenge, not only in Chile, but worldwide.

Implicancias estructurales y fisiológicas de la célula bacteriana en los mecanismos de resistencia antibiótica / Structural and physiological implications of bacterial cell in antibiotic resistance mechanisms

RESUMEN: La alta capacidad de adaptación de las bacterias a ambientes hostiles ha permitido el desarrollo de resistencia a antibacterianos, causando problemas de impacto mundial en la salud hospitalaria y de la comunidad, limitando las opciones terapéuticas lo que afecta el control de enfermedades, elevando las tasas de morbi-mortalidad. Esta capacidad de resistencia es mediada por factores estructurales y fisiológicos de las bacterias que actúan a diferentes niveles tanto extracelular como intracelular. A niveles extracelulares se destaca la capacidad de las poblaciones bacterianas en la formación de biopelículas y la regulación de señales celulares quorum sensing, permitiendo la evasión de la acción antibiótica. A nivel de envoltura celular se destaca el funcionamiento y comportamiento de la pared celular y de la membrana celular, principalmente por medio de la regulación de la expresión de canales de entrada o porinas y/ o bombas de expulsión que impiden el acceso o inducen la salida de antibióticos; otros mecanismos integran la modificación de la actividad de drogas por medio de la hidrólisis o modificación del sitio activo del fármaco. A nivel intracelular, las bacterias pueden cambiar los procesos de óxido/reducción, modificar los sitios objetivos del antibiótico e inactivar los grupos transfer, y modificar las subunidades ribosomales afectando la acción de los antibióticos que inhiben la síntesis de proteínas. A esto se añaden las modificaciones en la expresión génica y del código genético, que regula todos los anteriores, y es capaz de generar cambios adaptativos, resistencia a fármacos y desinfectantes, entre otros. La presente revisión tiene como objetivo describir las implicancias estructurales y fisiológicas de la célula bacteriana en los mecanismos de resistencia antibiótica considerando la organización estructural y fisiológica involucrada en los principales mecanismos de resistencia a antibióticos presentes en bacterias de importancia clínica que conllevan a fallas terapéuticas con alto costo en salud humana.

SUMMARY: The high adaptability of bacteria to hostile environments has favored antibacterial resistance development, impacting hospital and community healthcare worldwide. It has also affected disease control, limited therapeutic options and raised morbiditymortality rate. This resistance ability is mediated by structural and physiological factors of bacteria acting at both extracellular and cellular levels. The ability of bacterial populations in biofilm formation and regulation of cellular signal quorum sensing at the extracellular level, allows for the evasion of antibiotic action. At a cellular level, the performance and behavior of the cell wall and cell membrane is emphasized, mainly by regulating the expression of inlet channels or porins and/or expulsion pumps preventing access to, or inducing the outflow of antibiotics. Other mechanisms integrate modification of drug activity by hydrolysis or modification of the active site of the drug. Further into intracellular level, bacteria can change the oxidation/reduction processes; modify the target sites of the antibiotic and inactivate transfer groups. Bacteria can also modify the ribosomal subunits affecting the antibiotics which inhibit protein synthesis, and cause modifications of gene expression and genetic code that regulate the above mechanism. These may also generate adaptive changes and resistance to drugs and disinfectants. The aim of the present review is to describe the structural and physiological implications of bacterial cell in the mechanisms of antibiotic resistance. The study also considered the structural and physiological organization involved in the main mechanisms of antibiotic resistance in bacteria relevant to clinical healthcare.

Nanopartículas Sintetizadas por Bacterias Antárticas y sus Posibles Mecanismos de Síntesis / Nanoparticles Synthesized by Antarctic Bacteria and their Possible Mechanisms of Synthesis

En los últimos años microorganismos tales como hongos, levaduras y, en especial, las bacterias han sido utilizadas para realizar biosíntesis de nanopartículas. Existen varios tipos de bacterias descritas como productoras de nanopartículas, sin embargo, las bacterias psicrófilas y psicrotolerantes no han sido ampliamente estudiadas, aun cuando su utilización en la producción de nanopartículas podría entregar ventajas relacionadas con su estabilidad, el gasto energético de su producción, al mismo tiempo que son una alternativa amigable con el medio ambiente. Este artículo entrega una breve revisión de las bacterias antárticas psicrófilas y psicrotolerantes sintetizadoras de nanopartículas, los posibles mecanismos que se asocian a esta síntesis y perspectivas futuras relacionadas a la biosíntesis bacteriana de nanopartículas.

In recent years microorganisms as fungi, yeasts and especially bacteria have been used to produce nanoparticles biosynthesis. Several types of bacteria are described as nanoparticles producers, however, psychrophilic and psychrotolerant bacterias have not been studied widely, although its use in the production of nanoparticles could provide advantages related to the stability of nanoparticles, energy expenditure on its production, while being an environmentally friendly alternative. This article provides a brief overview of Antarctic bacterias, both psychrophilic and psychrotolerant that synthesis nanoparticles, possible mechanisms associated to this synthesis and future perspectives related to bacterial biosynthesis of nanoparticles.

The chilean network of microbial culture collections: establishment and operation / Red chilena de colecciones de cultivos microbianos: establecimiento y operación

According to the data available at the World Data Center for Microorganism-WDCM from the World Federation for Culture Collection-WFCC, Chile has four registered culture collections that preserve 2777 microbial strains. At the global point of view, the culture collections in Chile are in different level of operation regarding its own infrastructure and compliancy with quality standards for preservation of strains and for services provide. The absence of funding to support the preservation of the Chilean microbial assets is a key issue for the development of the Chilean bioeconomy. Considering this, the Chilean culture collections started working together to establish the Chilean Network of Microbial Culture Collections (RCCCM, acronym in Spanish). In this note, the establishment and operation of the RCCCM is presented and discussed.

De acuerdo con los datos disponibles en el World Data Center for Microorganism-WDCM de la Federación Mundial para la Colección de Cultivos - WFCC, Chile tiene cuatro colecciones de cultivos registradas que preservan 2777 cepas microbianas. Desde el punto de vista global, las colecciones de cultivos en Chile se encuentran en diferentes niveles de operación con respecto a su propia infraestructura y cumplimiento con estándares de calidad para la preservación de las cepas y para los servicios que proporcionan. La ausencia de financiamiento para apoyar la preservación de los activos microbianos chilenos es un tema clave para el desarrollo de la bioeconomía chilena. Considerando esto, las colecciones chilenas de cultivos comenzaron a trabajar conjuntamente para establecer la Red Chilena de Colecciones de Cultivos Microbianos (RCCCM). En esta nota se presenta y discute el establecimiento y funcionamiento de la RCCCM.

Medicinal value of the Berberis genus as hypoglycemic agent / Valor medicinal del género Berberis como agente hipoglicemiante

Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a common chronic disease whose prevalence is currently increasing worldwide. Nowadays, the main antidiabetic agent used is metformin. However, between 10 and 30 percent of patients undergoing metformin therapy have nonspecific gastric alterations as an undesired secondary effect. Therefore, the search for new therapeutic alternatives is especially useful, where plant- derived products emerge as an excellent phytochemical resource. The objective of this review is to present and discuss the state of the art of current research conducted on the Berberis gender with hypoglycemic activity, which is normally used in alternative medicine therapy for the treatment of T2DM, and its possible mechanisms of action described in literature.

La diabetes mellitus tipo 2 (DM2) es una enfermedad crónica común, cuya prevalencia está actualmente aumentando en todo el mundo. Al presente, el principal fármaco antidiabético utilizado es la metformina. Sin embargo, entre un 10 y 30 por ciento de los pacientes tratados presentan como efecto no deseado de alteraciones gástricas inespecíficas. Por lo tanto, la búsqueda de nuevas alternativas terapéuticas es de gran utilidad, en donde los productos derivados de plantas emergen como un excelente recurso fitoquímico. El objetivo de esta revisión es presentar y discutir sobre el estado del arte de investigaciones realizadas en las especies del género Berberis con actividad hipoglicemiante, las cuales son normalmente utilizadas en medicina alternativa como terapia para el tratamiento de DM, y sus posibles mecanismos de acción descritos en la literatura.

Chemical and botanical characterization of Chilean propolis and biological activity on cariogenic bacteria Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus

Propolis is a non-toxic natural substance with multiple pharmacological properties including anticancer, antioxidant, fungicidal, antibacterial, antiviral, and anti-inflammatory among others. The aim of this study was to determine the chemical and botanical characterization of Chilean propolis samples and to evaluate their biological activity against the cariogenic bacteria Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus. Twenty propolis samples were obtained from beekeeping producers from the central and southern regions of Chile. The botanical profile was determined by palynological analysis. Total phenolic contents were determined using colorimetric assays. Reverse phase HPLC and HPLC-MS were used to determine the chemical composition. The minimum inhibitory concentration (MIC) was determined on S. mutans and S. sobrinus. All propolis samples were dominated by structures from native plant species. The characterization by HPLC/MS, evidenced the presence of quercetin, myricetin, kaempferol, rutine, pinocembrin, coumaric acid, caffeic acid and caffeic acid phenethyl ester, that have already been described in these propolis with conventional HPLC. Although all propolis samples inhibited the mutans streptococci growth, it was observed a wide spectrum of action (MIC 0.90 to 8.22 µgmL-1). Given that results it becomes increasingly evident the need of standardization procedures, where we combine both the determination of botanical and the chemical characterization of the extracts. Research conducted to date, describes a promising effectiveness of propolis in the prevention of caries and other diseases of the oral cavity, making it necessary to develop studies to identify and understand the therapeutic targets or mechanisms of molecular action of the various compounds present on them.

Acción antimicrobiana in vitro de la miel de abejas sobre los microorganismos cariogénicos estreptococos del grupo mutans / In vitro antimicrobial activity of honey on mutans streptococci

En el presente estudio fue evaluada la actividad antimicrobiana in vitro de cuatro muestras de mieles producidas en nuestro país, sobre los recuentos de estreptococos del grupo mutans, en escolares con alto riesgo de caries dental. Se obtuvieron muestras de saliva de 20 escolares, con edades entre 12 y 14 años, pertenecientes a la ciudad de Temuco, Región de La Araucanía (Chile). El recuento de estreptococos del grupo mutans en saliva fue estimado por el método microbiológico semi-cuantitativo Linoscreen®. La evaluación de la acción antibacteriana de la miel se realizó en 9 escolares que presentaron los recuentos más elevados de estreptococos del grupo mutans, utilizando concentraciones de miel entre 5 por ciento y 35 por ciento. Los datos mostraron que el 100 por ciento de los niños analizados poseían colonias de estreptococos del grupo mutans en su saliva. Además, se verificó que el 45 por ciento (9/20) de los escolares se encontraba en la categoría de alta actividad cariogénica. Con este estudio, también se comprobó que la miel de abejas posee actividad antimicrobiana sobre las bacterias estreptococos del grupo mutans y que no existían diferencias significativas entre las 4 mieles utilizadas, con relación a su capacidad antibacteriana (p>0.05). Por otra parte, este estudio también permitió demostrar que a mayor concentración de miel utilizada mayor era la reducción de las bacterias cariogénicas. En conclusión, en el presente estudio se demostró la acción antimicrobiana in vitro de la miel sobre los recuentos de bacterias cariogénicas estreptococos del grupo mutans. Sin embargo, serán necesarios futuros estudios para identificar y evaluar los componentes de la miel de abejas, responsables de esta propiedad.

The aim of the present issue was to evaluate the antibacterial activity of four commercial honeys against mutans streptococci in schoolchildren with high risk of caries development. We have investigated 20 schoolchildren from Temuco city (Chile), aged 12 -14 years. Saliva samples were obtained by stimulation with solid paraffin. The count of mutans streptococci in saliva was estimated by microbiological method. The antimicrobial activity of honey was evaluated by dilution in TYCBS medium in 9 schoolchildren (> 500.000 cfu/mL). Four concentrations of honey were used ranging from 5 to 35 percent. The presence of S. mutans was detected in 100 percent of schoolchildren. Our data shown that honey present high antimicrobial activity against S. mutans, being the dilutions at 30 and 35 percent that shown the better inhibitory effect (p<0.001). No differences between 4 honeys in relation to antibacterial activity were observed (p>0.05). In conclusion, our data showed that honeybees present in vitro antibacterial activity against S. mutans. However, future studies are necessary to characterize the honey components, responsible for this property.