Efecto de la persistencia bacteriana sobre la eficacia de la enrofloxacina y ciprofloxacina frente a una cepa de Escherichia coli

En este trabajo se evaluó el efecto de las bacterias persistentes presentes en un inóculo de alta densidad de una cepa autóctona de Escherichia coli sobre la eficacia de enrofloxacina y ciprofloxacina mediante ensayos in vitro de curvas de muerte bacteriana y de determinación de la concentración preventiva de mutantes. En las curvas de muerte realizadas sobre inóculos de alta densidad, ningún antibiótico presentó actividad bactericida y solo permitieron la sobrevida de bacterias persistentes. En el ensayo para determinar la concentración preventiva de mutantes, sobre la superficie del agar de las placas con elevadas concentraciones de enrofloxacina y ciprofloxacina, las bacterias persistentes permanecieron viables sin desarrollar colonias y adoptando morfología filamentosa como una forma de adaptación y supervivencia. Se discute la utilidad clínica de las concentraciones preventivas de mutantes de enrofloxacina y ciprofloxacina sobre E. coli ya que, estas elevadas concentraciones permitirían la sobrevida de una sub-población de bacterias persistentes originando un reservorio biológico que podría dar origen a infecciones crónicas y a favorecer la emergencia de mutantes resistentes.

This work evaluated the effect of persister cells present in a high inocula size of a wild strain of Escherichia coli on the efficacy of enrofloxacin and ciprofloxacin by in vitro time-kill curve assays and mutant prevention concentration testing. In time-kill curves performed with high inocula size, no antibiotics showed bactericidal activity, but only allowed the survival of persister cells. In the assay to determine the mutant prevention concentration, on the surface of agar plates containing high enrofloxacin and ciprofloxacin concentrations, persister cells remained viable and without bacterial colonies development and adopting filamentous morphology as a form of adaptation and survival. The clinical usefulness of mutant prevention concentrations of enrofloxacin and ciproflocxacin against Escherichia coli is discussed, as these high concentrations would allow the survival of a sub-population of persister cells originating a biological reservoir that could give rise to chronic infections and favor the emergence of resistant mutants.

Processamento intracelular da fibrilina-1 mutada na síndrome de Marfan: escape do controle de qualidade pela dissulfeto isomerase proteica / Mutated fibrillin-1 intracellular processing in Marfan syndrome: bypass of a protein disulfide isomerase-mediated quality control

A Síndrome de Marfan (SMF) é a enfermidade hereditária mais comum dentre as que afetam o sistema conjuntivo, causada por mutações da glicoproteína fibrilina-1, o principal componente estrutural das microfibrilas elásticas da matriz extracelular. As manifestações fenotípicas da SMF são sistêmicas e acometem tipicamente os sistemas ocular, esquelético e cardiovascular, este uma importante causa de morbi-mortalidade. Entretanto, não está claro como a mutação induz a doença. Estudos anteriores sugerem anomalias morfológicas do retículo endoplasmático (RE) ou retenção intracelular da fibrilina-1 nos estágios avançados da SMF. Entretanto, a contribuição do enovelamento da fibrilina-1 mutada e do estresse do RE na fisiopatologia celular da SMF não é conhecida. Proteínas mal-enoveladas podem levar à retenção intracelular e/ou aumento da degradação através da via de degradação associada ao RE (ERAD), além da indução da resposta a proteínas mal-enoveladas (UPR), ambas com potencial contribuição à fisiopatologia de doenças, incluindo a SMF. Assim, estudamos em fibroblastos embrionários isolados de camundongos (MEFs) com SMF se a fibrilina-1 mutada é reconhecida pelo controle de qualidade do RE pelo seu mal- enovelamento e induz estresse do RE por sua retenção intracelular. Demonstramos que a mutação na fibrilina-1 per se não promoveu chaperonas marcadoras de UPR ou geração de oxidantes. Além disso, não levou a uma maior sensibilização das células à indução exógena de estresse do RE, nem promoveu maior morte celular após inibição do proteassoma. Além disso, não foi observada retenção intracelular da fibrilina-1 nas células SMF, e mesmo após inibição da via secretora ou indução de estresse do RE, a inibição da secreção da fibrilina-1 foi similar nos MEFs SMF e wild-type (WT). A dissulfeto isomerase proteica (PDI), uma importante chaperona redox do RE, interage com fibrilina-1, e seu silenciamento levou a um aumento na secreção da fibrilina-1 pelos MEFs WT...

Marfan syndrome (MFS) is the most common connective tissue hereditary disease, caused by mutations in the glycoprotein fibrillin-1, the main structural component of extracellular matrix elastic microfibrils. MFS phenotypic manifestations are systemic and typically involve the ocular, skeletal and cardiovascular systems, the latter a major cause of morbidity/mortality. However, how gene mutation induxes disease is yet unclear. Previous studies suggest endoplasmic reticulum (ER) morphological abnormalities or fibrillin-1 intracellular retention in advanced MFS stages. However, the contribution of mutated fibrillin-1 folding and ER stress to MFS cellular pathophysiology is unknown. Un/misfolded proteins may associate with their intracellular retention and/or increased degradation through ER-associated degradation (ERAD), in addition to inducing the unfolded protein response (UPR), both sharing potential contributions to disease pathophysiology, including MFS. Thus, we studied in embryonic fibroblasts (MEFs) isolated from WT and MFS mice, if mutated fibrillin-1 can be recognized by ER quality control as a misfolded protein, able to induce ER stress due to its intracellular retention. We showed that fibrillin-1 mutation by itself did not promote UPR chaperone markers or oxidant generation. Moreover, it did not sensitize cells to exogenous ER stress nor affected cell survival curves after proteasome inhibition. Furthermore, no intracellular retention of fibrillin-1 was observed in MFS cells, and even after secretory pathway inhibition or ER stress induction, fibrillin-1 secretion inhibition was similar in MFS and wild-type (WT) MEFs. Protein disulfide isomerase (PDI), an important ER redox chaperone, interacts with fibrillin-1 and its silencing induced an increased fibrillin-1 secretion in WT...

Experimental infection of calves with recombinants of bovine herpesvirus 5 defective in glycoprotein E (gE), thymidine kinase (TK) and both, gE/TK / Infecção experimental de bezerros com recombinantes do herpesvírus bovino tipo 5 defectivos na glicoproteína E (gE), timidina quinase (TK) e ambos, gE/TK

This article describes an investigation on the virulence/attenuation of bovine herpesvirus type 5 (BoHV-5) recombinants deleted in the genes encoding glycoprotein E (BoHV-5gEΔ), thymidine kinase (BoHV-5TKΔ), and both gE and TK (BoHV-5gEΔTKΔ). Seronegative calves (80 to 90 days-old) inoculated with the parental strain (SV-507/99, n=5) shed virus in nasal secretions for up to 15 days (average 10.8 days). Duration of virus shedding was 11 days for BoHV-5gΔ, 9.6 days for BoHV-5TKΔ and 6.2 days for BoHV-5gEΔTKΔ groups. The highest titers were observed between days 1 and 6 post-infection (pi) for SV-507/99 (10(6.8)TCID50/mL), 10(5.1)TCID50/mL (BoHV-5gEΔ), 10(5.9)TCID50/mL (BoHV-5TKΔ) and 10(4.7)TCID50/mL (BoHV-5gEΔTKΔ). Calves inoculated with the parental virus presented anorexia, profound apathy and loss of body condition. Two calves were euthanized in extremis on days 10 and 11 pi; infectious virus was recovered from several areas of the brain. In contrast, calves inoculated with the recombinants remained healthy and a few presented a mild and transient nasal secretion. Dexamethasone (Dx) administration at day 42 pi resulted in virus shedding by all controls calves (mean duration 3.7 days), by 2/5 of BoHV-5TKΔ calves (two days) and 2/5 of BoHV-5gEΔ (one day). No virus shedding was detected in BoHV-5gEΔTKΔ calves upon Dx treatment. PCR examination of brain sections of calves euthanized at day 30 post Dx treatment revealed the presence of latent viral DNA widely distributed in the brain of SV-507/99 calves. Latent viral DNA was detected in a few sections (3/30) of the brains of BoHV-5gEΔ calves and was not detected in the brains of calves inoculated with BoHV-5TKΔ and BoHV-5gEΔTKΔ. These results show that the single BoHV-5 mutants (gE and tk-deleted) are attenuated for calves and establish and/or reactivate latent infection inefficiently. The double mutant BoHV-5gEΔTKΔ is fully attenuated and appears not to establish or not reactivate efficiently from latent infection. Thus, these recombinants, especially the double mutant BoHV-5gEΔTKΔ, display an adequate phenotype for use in modified-live vaccine formulations.

Este artigo descreve uma investigação da virulência/atenuação de recombinantes do herpesvírus bovino tipo 5 (BoHV-5) com deleções nos genes da glicoproteína E (BoHV-5gEΔ), timidina quinase (BoHV-5TKΔ), e ambos gE e TK (BoHV-5gEΔTKΔ). Bezerros soronegativos (80-90 dias de idade) inoculados com o vírus parental SV-507/99 (n=5) excretaram o vírus em secreções nasais por até 15 dias (média de 10,8 dias). Nos animais inoculados com os recombinantes, a duração da excreção viral foi de 11 dias (BoHV-5gEΔ), 9,6 dias (BoHV-5TKΔ) e 6,2 dias (BoHV-5gEΔTKΔ). Os maiores títulos foram observados entre os dias 1 e 6 pós-inoculação (pi), sendo de 10(6,8)TCID50/mL para o SV-507/99, 10(5,1)TCID50/mL (BoHV-5gEΔ), 10(5,9)TCID50/mL (BoHV-5TKΔ) e 10(4,7)TCIΔ50/mL (BoHV-5gEΔTKΔ). Os bezerros inoculados com o vírus parental apresentaram anorexia e apatia; três deles mostraram apatia profunda e perda da condição corporal. Dois bezerros foram eutanasiados in extremis nos dias 10 e 11 pi, respectivamente e o vírus foi isolado de várias regiões do encéfalo. Já os bezerros inoculados com os recombinantes permaneceram saudáveis; alguns apresentaram uma secreção nasal serosa transitória. Administração de dexametasona (Dx) no dia 42 pi resultou em excreção viral por todos os bezerros inoculados com o vírus parental (duração média de 3,7 dias), por 2 de 5 bezerros dos grupos BoHV-5TKΔ (dois dias) e BoHV-5gEΔ (um dia). Os bezerros inoculados com o duplo mutante BoHV-5gEΔTKΔ não excretaram o vírus após o tratamento com Dx. Pesquisa de DNA viral por PCR no dia 30 pós-Dx revelou uma ampla distribuição do DNA do vírus parental no encéfalo; poucas seções (3/30) foram positivas no encéfalo dos animais do grupo BoHV-5gEΔ, e não detectou-se DNA latente no encéfalo dos animais dos grupos BoHV-5TKΔ e BoHV-5gEΔTKΔ. Esses resultados demonstram que os mutantes simples (gE and tk-deletados) são atenuados para bezerros e estabelecem e/ou reativam infecção latente ineficientemente. Já o duplo mutante BoHV-5gEΔTKΔ é atenuado e parece não estabelecer e/ou não reativar eficientemente a infecção latente. Portanto, os vírus recombinantes, e em especial o duplo mutante BoHV-5gEΔTKΔ apresentam um fenótipo compatível com a sua inclusão em vacinas vivas modificadas.

A defective mutant of Salmonella enterica Serovar Gallinarum in cobalamin biosynthesis is avirulent in chickens / Mutante de Salmonella enterica serovar Gallinarum duplo defectivo na biossíntese de cobalamina é avirulento para aves

Salmonella enterica serovar Gallinarum (SG) is a fowl typhoid agent in chickens and is a severe disease with worldwide economic impact as its mortality may reach up to 80 percent. It is one of a small group of serovars that typically produces typhoid-like infections in a narrow range of host species and which therefore represents a good model for human typhoid. The survival mechanisms are not considered to be virulent mechanisms but are essential for the life of the bacterium. Mutants of Salmonella Gallinarum containing defective genes, related to cobalamin biosynthesis and which Salmonella spp. has to be produced to survive when it is in an anaerobic environment, were produced in this study. Salmonella Gallinarum is an intracellular parasite. Therefore, this study could provide information about whether vitamin B12 biosynthesis might be essential to its survival in the host. The results showed that the singular deletion in cbiA or cobS genes did not interfere in the life of Salmonella Gallinarum in the host, perhaps because single deletion is not enough to impede vitamin B12 biosynthesis. It was noticed that diluted SG mutants with single deletion produced higher mortality than the wild strain of SG. When double mutation was carried out, the Salmonella Gallinarum mutant was unable to provoke mortality in susceptible chickens. This work showed that B12 biosynthesis is a very important step in the metabolism of Salmonella Gallinarum during the infection of the chickens. Further research on bacterium physiology should be carried out to elucidate the events described in this research and to assess the mutant as a vaccine strain.

Salmonella enterica serovar Gallinarum (SG) é o agente do tifo aviário, doença severa que provoca mortalidade em até 80 por cento do plantel de aves. SG encontra-se entre os poucos sorotipos de Salmonella que são agentes etiológicos de enfermidade específica, à semelhança de Salmonella Typhi em seres humanos podendo, portanto, servir de modelo experimental para outras salmoneloses hospedeiro especíifcas. Além dos mecanismos de virulência, a bactéria utiliza mecanismos de sobrevivência para permanecer no hospedeiro. A ativação desses mecanismos pode ou não estar associada à ativação dos mecanismos de virulência. Entre os mecanismos fisiológicos, está a produção de vitamina B12 que Salmonella spp. realiza em ambientes anaeróbicos, como quando encontra-se intracelularmente no organismo hospedeiro. Neste estudo, analisou-se a infecção de aves por cepas de SG, que tiveram genes alterados que participam da biossíntese de vitamina B12. Foram produzidos mutantes de SG contendo os genes cbiA e cobS alterados e um terceiro, contendo ambos os genes alterados. A sobrevivência e a ação patogênica de SG não foi modificada pela alteração simples de um dos genes, mas tornou a cepa de SG completamente atenuada quando os dois foram modificados. A mortalidade provocada pela cepa selvagem de SG foi de 64,52 por cento, enquanto que não observou-se mortalidade alguma no grupo de aves infectadas com SGNal r"cobs"cbiA. Estudos futuros deverão ser realizados para elucidar este processo fisiológico bacteriano e para avaliar a utilização desta cepa de SG como cepa vacinal.

EVALUACIÓN DE DOS MEDIOS DE CULTIVO Y HEREDABILIDAD DE PRODUCTIVIDAD Y TIEMPO DE DESARROLLO PARA TRES MUTANTES DE Drosophila melanogaster (DROSOPHILIDAE) / Evaluation of Two Culture Media and Heritability of Productivity and Development Time for Three Mutants of Drosophila melanogaster (Drosophilidae)

Con el objetivo de investigar el efecto del medio de cultivo en la productividad y tiempo de desarrollo huevo-adulto de una cepa silvestre y tres cepas mutantes (CyLv, vg, w) de Drosophila melanogaster, se examinaron dos tipos de medios: banano y naranja. Para esto se empleó un diseño con dos factores, medio de cultivo y tipo de cepa, para un total de ocho tratamientos con cinco repeticiones cada uno. Se obtuvo que la productividad y el tiempo de desarrollo dependen del medio de cultivo y el tipo de cepa, encontrándose mayor productividad en el medio de naranja. La cepa silvestre presentó la mayor productividad y el menor tiempo de desarrollo en los dos medios (α=0,05). El análisis genético evidenció una heredabilidad baja y una variación fenotípica debida en su mayor parte al componente de interacción genotipo-ambiente, lo que explica la diferencia en el patrón de productividad y tiempo de desarrollo entre medios de cultivo.

With the objective of investigating the effect of the culture media in the productivity and development time egg-adult of Drosophila melanogaster in +/+ and three mutants (CyLv, vg, w), two culture media: banana and orange, were evaluated. An experimental design with two factors: culture media and kind of flies-stock, were tested, for a total of eight treatments with five replicas each one. The productivity and development time depend on culture media and kind of flies-stock, and the biggest productivity was in the orange culture media. The +/+ presented the biggest productivity and lowest development time in both culture media (α=0.05). The genetic analysis showed a low heritability and the phenotypic variation was due, in a mayor part, to the component of the interaction genotype-environment that explains the difference in the patron of productivity and development time between culture media.

Construction and characterization of a bovine herpesvirus 5 mutant with a deletion of the gI, gE and US9 genes

Bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) is a important cause of viral encephalitis in cattle in South America. Within the framework of developing a differential vaccine against BoHV-5, a deletion mutant was constructed based on a Brazilian BoHV-5 isolate. The target of the deletions were genes that code proteins implicated in the neurovirulence of BoHV-5, the glycoprotein I (gI), glycoprotein E (gE) and membrane protein US9. To construct the deletion mutant of BoHV-5, the flanking regions of all three genes were cloned in a prokaryotic plasmid. This deletion fragment was co-transfected with the viral DNA into bovine cells. Identification of deletion mutants was performed by immunostaining with an anti-gE monoclonal antibody. One of the gE negative viral populations found was purified, amplified and further examined by restriction endonuclesase analysis of its genomic DNA. The plaque sizes and penetration kinetics of the deletion mutant and wild type viruses were compared. The plaque sizes of the deletion mutant were significantly smaller than those of the parental strain (p <= 0.05), but no statistical differences were observed in penetration kinetics. The results indicate that the gI/gE/US9 deletion mutant of BoHV-5 may have a reduced virulence in the host and is still viable enough to be a good candidate for the development of a BoHV-5 vaccine.

O herpesvírus bovino 5 (BoHV-5) é uma causa importante de encefalite viral em bovinos na América do Sul. Buscando o desenvolvimento de uma vacina diferencial contra o BoHV-5, um mutante deletado foi construído com base em um isolado brasileiro deste vírus. O alvo das deleções foram genes que codificam proteínas implicadas na neurovirulência do BoHV-5, a glicoproteína I (gI), a glicoproteína E (gE) e a proteína de membrana US9. Para construir o mutante deletado de BoHV-5, as regiões flanqueadoras dos três genes foram clonadas em um plasmídeo procarioto. Este fragmento de deleção foi co-transfectado com o DNA viral em células de bovinos. A identificação dos mutantes deletados foi feita por meio da técnica de imunoperoxidase com um anticorpo monoclonal anti-gE. Uma das populacões virais gE negativas encontradas foi purificada, amplificada e seu genoma foi examinado por análise de restrição enzimática. Os tamanhos de placas virais e taxas de penetração do vírus mutante foram determinados e comparados com os do vírus selvagem. As placas virais do vírus mutante deletado foram significativamente menores do que as do vírus selvagem (p <= 0,05), mas não foram encontradas diferenças significativas quando comparadas as taxas de penetração dos dois vírus. Estes resultados indicam que o vírus mutante deletado gI/gE/US9 de BoHV-5 pode apresentar virulência reduzida e é viável o suficiente para ser um bom candidato para o desenvolvimento de uma vacina contra o BoHV-5.

Inactivación de genes de Mycobacterium tuberculosis y su potencial utilidad en la prevención y el control de la tuberculosis

El conocimiento derivado del genoma de Mycobacterium tuberculosis, junto con el desarrollo de sofisticados sistemas para la manipulación genética del bacilo, ofrece la mayor promesa para el desarrollo de herramientas nuevas y más eficientes para prevenir y controlar la tuberculosis. Se han desarrollado métodos más eficientes para la inactivación de genes micobacterianos que se han convertido en el pilar de la genómica funcional micobacteriana. La generación de mutantes mediante la inactivación génica, apoyada directa o indirectamente por el desciframiento del genoma micobacteriano, ha permitido la generación de un número significativo de mutantes de M. tuberculosis. En algunos casos, el análisis de estas mutantes ha establecido relaciones entre los productos génicos y sus funciones en la fisiología y la patogenicidad de la micobacteria. En esta revisión se describen los estudios más representativos basados en dichas mutantes.

Gene inactivation in Mycobacterium tuberculosis and its use in tuberculosis control and prevention Availability of the M. tuberculosis genome sequence and the development of sophisticated systems for genetic manipulation of bacilli offer the potential for new and effective tools to prevent and control tuberculosis. Efficient methods to inactivate mycobacterial genes have been developed. These methods have become the cornerstone for the application and development of mycobacterial functional genomics. Specific mutants are generated to establish the role of targetted genes associated with mycobacterial physiology and pathogenesis. Gene inactivation, supported directly or indirectly by the deciphering of the mycobacterial genome, has permitted the generation of large numbers of M. tuberculosis mutants. Analysis of these mutants has (in some cases) established relationships between gene products and their role in mycobacterial physiology and pathogenesis.