Application of post-discharge region of atmospheric pressure argon and air plasma jet in the contamination control of Candida albicans biofilms

Introduction:Candida species are responsible for about 80% of hospital fungal infections. Non-thermal plasmas operated at atmospheric pressure are increasingly used as an alternative to existing antimicrobial strategy. This work investigates the action of post-discharge region of a non-thermal atmospheric plasma jet, generated by a gliding arc reactor, on biofilms of standard strain of Candida albicans grown on polyurethane substrate. Methods Samples were divided into three groups: (i) non-treated; (ii) treated with argon plasma, and (iii) treated with argon plus air plasma. Subsequently to plasma treatment, counting of colony-forming units (CFU/ml) and cell viability tests were performed. In addition, the surface morphology of the samples was evaluated by scanning electron microscopy (SEM) and optical profilometry (OP). Results Reduction in CFU/ml of 85% and 88.1% were observed in groups ii and iii, respectively. Cell viability after treatment also showed reduction of 33% in group ii and 8% in group iii, in comparison with group i (100%). The SEM images allow observation of the effect of plasma chemistry on biofilm structure, and OP images showed a reduction of its surface roughness, which suggests a possible loss of biofilm mass. Conclusion The treatment in post-discharge region and the chemistries of plasma jet tested in this work were effective in controlling Candida albicans biofilm contamination. Finally, it was evidenced that argon plus air plasma was the most efficient to reduce cell viability.

In vitro AFM evaluation of Streptococcus mutans membrane exposed to two mouthwashes.

Streptococcus mutans is the primary microorganism of the dental plaque, which causes the caries disease. In addition to tooth brushing, oral care products are usually recommended by dentists to reduce and prevent the plaque formation. The objective of this work was to assess via atomic force microscopy the Streptococcus mutans membrane exposed to two mouthwashes, one containing triclosan, and the other, phenolic essential oils. S. mutans were cultured in brain and heart infusion during 48 hours at 37C. The pellets were harvested by centrifugation (2500 rpm, 3 min), and re-suspended in 4 mL mouthwash. One minute later, the bacterial cells were washed twice times by centrifugation (2500 rpm, 3 min) using saline solution (0.9% NaCl). The cell mass was gently spread over clean glass coverslip and evaluated by atomic force microscopy, in dynamic mode. For microorganisms not exposed to mouthwashes, images showed clustered microcolonies with round-shaped cells in typical string arrangement. Measured mean diameter varied between 0.6 μm and 1.0 μm. Exposure to phenolic essential oils caused no perceptible alterations in the bacterial cells. However, after exposure to triclosan, cell membranes were slightly wrinkled, probably due to the structural perturbations caused in the membrane permeability.

Utilização da microespectroscopia infravermelha (FT-IR) para teste de algoritmos estatísticos na diferenciação dos micro-organismos Candida albicans, Candida dubliniensis e Candida parapsilosis / Using FT-IR microspectroscopy for testing statistical algorithms for differentiation of Candida albicans, Candida dubliniensis and Candida parapsilosis

As espécies do gênero Candida são causadoras de diversas infecções fúngicas e, nos últimos anos, tem sido desenvolvidas novas tecnologias para auxiliar nos diagnósticos microbiológicos. Dentre as técnicas está a espectroscopia infravermelha junto com a análise estatística multivariada. O objetivo deste trabalho é comparar dois métodos: estatístico (análise multivariada) e não-estatístico (ajuste de curva), utilizando os espectros infravermelhos de Candida albicans, Candida dubliniensis e Candida parapsilosis para testar o potencial do uso de Análise Estatística Multivariada para discriminação de espectros de micro-organismos. Para isso foram obtidos, utilizando o Spectrum Spotlight 400 da PerkinElmer, 54 espectros infravermelhos, sendo 18 de cada espécie, na faixa de 4000 a 1000 cm-1, com resolução de 4 cm-1, no modo de transmissão, a 20 ºC. A análise dos espectros foi realizada através de três métodos: (1) inspeção visual direta dos espectros; (2) análise estatística multivariada; (3) ajuste de curva para a determinação de estruturas secundárias de proteínas. Na região de 1200 a 1000 cm-1, os espectros apresentam diferenças que podem ser percebidas numa inspeção visual direta. Uma banda próxima de 1070 cm-1 e outra próxima de 1045 cm-1 apresentam intensidades relativas diferentes para os três espectros. Por outro lado, as bandas da amida I, na região de 1710 a 1590 cm-1, apresentam aspectos visuais semelhantes com máximo em 1651 cm-1 para os espectros dos três micro-organismos. Esse fato torna possível submeter a análise estatística multivariada a um teste de sua capacidade de diferenciar três espectros de Candida. A análise estatística multivariada foi aplicada aos 54 espectros para investigar as regiões de 4000 a 1000 cm-1 com exceção da região de 2600 a 2300 cm-1 e de 1710 a 1590 cm-1 que corresponde a das bandas da amida I. A técnica selecionada foi a análise por componentes principais (PCA, Principal Componente Analysis), utilizando os primeiros quatro componentes principais, em conjunto com a técnica hierárquica de análise de agrupamento (HCA, Hierarchical Clustering Analysis) segundo o método de Ward. Foi utilizado para esta análise o software MINITAB 15 e o resultado mostra uma clara discriminação dos espectros dos três micro-organismos nas duas regiões consideradas. Adicionalmente foi obtido o espectro médio de cada micro-organismo nas bandas da amida I na região de 1710 a 1590 cm-1. Os três espectros médios assim obtidos foram analisados pelo método de ajuste de curva que não é estatístico para determinar as estruturas secundárias de proteínas. Para esta análise o software ORIGIN 7.5 foi utilizado e os resultados obtidos mostram estruturas conformacionais diferentes nos três micro-organismos. Esses resultados confirmam a discriminação obtida através da análise estatística multivariada e visual. Pode-se concluir que as análises estatísticas multivariadas baseadas em análise por componentes principais e análise de agrupamento com uso do algoritmo Ward é potencialmente útil para discriminar micro-organismos através de seus espectros infravermelhos. Além disso, as análises mostram que as bandas da amida I dos espectros infravermelhos de Candida albicans, Candida dubliniensis e Candida parapsilosis fornecem um conjunto de dados cuja estrutura de agrupamento é conhecida e que pode ser útil para testar e validar algoritmos estatísticos de análise de agrupamento.

Films of Candida albicans, Candida dubliniensis and Candida parapsilosis were prepared and the infrared spectra of these films were obtained in the region 4000 to 1000 cm-1, with resolution of 4 cm-1, in the transmission mode, at 20 ºC. Fifty four spectra were obtained, 18 of each microorganism, with the PerkinElmer Spotlight 400 FT-IR, which has a microscope attached to a FT-IR spectrophotometer. The spectra were analyzed through three methods: (1) mere visual inspection; (2) multivariate statistical analysis; (3) curve-fitting for determining secondary structures of proteins. In the region 1200 to 1000 cm-1, the spectral bands show differences that can be seen by a mere visual inspection. On the other hand, the amide I bands, in the region 1710 to 1590 cm-1, have the same visual aspect for the three microorganisms. Multivariate statistical analysis was applied to analyze these amide I bands of all the 54 spectra. Principal component analysis (PCA) and techniques of hierarchical cluster analysis (HCA, Hierarchical Clustering Analysis) according to Ward's method were applied using the software MINITAB 15. The results show a clear discrimination of the three microorganisms. The average spectrum of each microorganism was obtained in the amide I band. Each average spectrum was analyzed by curve-fitting for the determination of secondary structures of proteins. The software used was the ORIGIN 7.5 and the results confirm the discrimination obtained through multivariate statistical analysis. This result shows that multivariate statistical analysis can be useful to discriminate infrared spectra of different microorganisms. Furthermore, this work shows that the amide I bands of the infrared spectra of Candida albicans, Candida dubliniensis, and Candida parapsilosis provide a set of data of known group structure that can be useful to test statistical algorithms of cluster analysis.

Atividade antifúngica do óleo essencial de melaleuca alternifolia sobre leveduras isoladas de candidíase bucal de gestantes HIV positivas / Antifungal activity of melaleuca alternifolia essential oil on yeasts isolated from HIV positive pregnant women with oral candidiasis

A candidíase bucal é a infecção fúngica mais comum em portadores de HIV e, com episódios recorrentes em pacientes com Aids. Com o objetivo de pesquisar novos e eficazes agentes antifúngicos contra cepas resistentes, foi investigada a atividade antifúngica do óleo essencial de Melaleuca alternifolia, em diferentes concentrações, em leveduras isoladas de candidíase oral. O experimento foi realizado por meio da técnica de difusão em ágar. Foram avaliadas cepas padrão de Candida albicans ATCC 10231, Candida tropicalis ATCC 157, Candida glabrata ATCC 30070, Candida krusei ATCC 6258 e Candida dubliniensis ATCC 778157e os isolados da cavidade bucal de gestantes HIV positivas, sendo sete C. albicans, um C. tropicalis, um C.glabrata e um C. krusei. O óleo essencial foi analisado nas quantidades de 20 e 50 μL, nas concentrações de 10 a 100%, variando de 10 em 10%. Todas as cepas analisadas foram suscetíveis ao óleo essencial de M.alternifolia nas concentrações de 70% e 50 %, respectivamente, nos volumes de 20 μL e 50 μL. O potencial antifúngico do óleo essencial de M. alternifolia desperta interesse para o desenvolvimento de novos fármacos.

Oral candidiasis is a fungal infection mostly common in people infected with HIV and the recurrent episodes occur in patients with AIDS. Aiming at searching, a new and efficacious drug against resistant strains, the antifungal activity of essential oil from Melaleuca alternifolia at different concentrations was assessed on yeasts isolated from oral candidiasis. The experiment was performed by using agar diffusiontechnique; and the antifungal effect was evaluated on the standard strains of Candida albicans ATCC 10231, Candida tropicalis ATCC 157, Candida glabrata ATCC 30070, Candida krusei ATCC 6258 and Candida dubliniensis ATCC 778 157, and on the isolated from the oral cavity of HIV positive pregnant women, being seven C. albicans, one C. tropicalis, one C glabrata and one C. krusei. The essential oil was analyzedin quantities of 20 and 50 μL at 10-100% concentrations, ranging from 10 to 10%. All of the tested strainswere susceptible to the M. alternifolia essential oil at concentrations of 70% and 50% in volumes of 20 μL and 50 μL, respectively. The antifungal activity of essential oil from M. alternifolia holds one´s attention in manufacturing new and effective drugs.

Atividade antifúngica do óleo essencial de Cymbopogon citratus frente a cepas de Candida albicans e Candida tropicalis isoladas de infecções nosocomiais / Antifungal activity of Cymbopogon citratus essential oil on Candida albicans and Candida tropicalis strains isolated from nosocomial infections

O óleo essencial de Cymbopogon citratus tem sido alvo de vários estudos em função do potencial antimicrobiano. Neste estudo, a atividade desse componente foi investigada em cepas do gênero Candida isoladas de infecções hospitalares. Para a condução do estudo, foram analisadas 24 isolados de Candida albicans e 15 isolados de Candida tropicalis, originados de pacientes com suspeitas de infecção hospitalar e uma cepa padrão de C. albicans ATCC 10231, por meio da técnica de difusão em ágar. O óleo essencial de C. citratus apresentou atividade antifúngica em 100% dos isolados a partir da concentração de 25% (v/v), o que indica sua ação positiva sobre as cepas hospitalares. Sugere-se a realização de estudos farmacológicos e toxicológicos desse componente para avaliar a possível aplicação clínica.

Atividade antifúngica do citral em leveduras do gênero Candida isoladas de pacientes hospitalizados / Citral antifungal activity against Candida genus yeasts isolated from hospitalized patients

O citral, componente do óleo essencial de Cymbopogon citratus, tem sido pesquisado para verificar sua ação antimicrobiana em bactérias e fungos. Com o objetivo de avaliar a atividade antifúngica do citral contra leveduras do gênero Candida, no presente trabalho foram avaliadas 32 amostras de Candida albicans, 25 de C. tropicalis, 20 de C. parapsilosis e 5 de C. glabrata, coletadas de pacientes hospitalizados. O citral foi testado nas concentrações de 10%, 15%, 25%, 35%, 50% e 60% (v/v), utilizando a técnica de difusão em ágar Sabouraud. A atividade antifúngica do citral foi constatada em todas as leveduras selecionadas nas concentrações ≥25%. Mediante os resultados obtidos, sugere-se a realização de novas pesquisas sobre citral frente às demais espécies de fungos patogênicos para conhecer as características toxicológicas e farmacológicas para que esse componente possa futuramente ser utilizado como um importante princípio ativo na produção de novos agentes antifúngicos.