Caracterización fenotípica y molecular, e influencia de medios de cultivo, en el crecimiento y emisión de luz de bacterias del litoral de La Habana, Cuba

Introducción: El complejo enzimático emisor de luz de las bacterias luminiscentes es una poderosa herramienta bioquímica, con una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo el control de la calidad ambiental. Objetivos: Identificar taxonómicamente dos bacterias luminiscentes de las aguas de la plataforma cubana, así como seleccionar los medios de cultivo que favorezcan su crecimiento y luminiscencia. Métodos: La identificación taxonómica de las bacterias luminiscentes se llevó a cabo utilizando métodos tradicionales y moleculares. Cuatro medios de cultivo (LM, Boss, Chalk, ZoBell) fueron evaluados en función de la tasa de crecimiento específico (μ) y la luminiscencia utilizando un espectrofotómetro Genesys 10UV y un espectro fluorómetro Shimadzu RF-5301pc, respectivamente. Resultados: La caracterización bioquímica y fisiológica de los aislamientos de CBM-976 y CBM-992 mostró similitudes con las especies de Vibrio harveyi. El análisis del posicionamiento taxonómico confirmó una alta correspondencia con las cepas de V. harveyi aisladas de entornos acuáticos, utilizando secuencias parciales de los genes 16S rRNA, gyrB y pyrH. Se seleccionaron los medios de cultivo LM y ZoBell por tener una alta tasa de crecimiento específico de las cepas CBM-976 y CBM-992; así como por mostrar altos valores de luminiscencia. Los resultados permitirán profundizar en la caracterización fisiológica y son el punto de partida para el desarrollo de métodos de detección de contaminantes. Conclusiones: La combinación de las características fisiológicas y bioquímicas, así como las técnicas de biología molecular contribuyeron a determinar la posición taxonómica de las cepas CBM-976 y CBM-992 aisladas de las aguas marinas cubanas como Vibrio harveyi. Además, se seleccionaron los medios de cultivo LM y ZoBell como los más adecuados para el crecimiento y la emisión de luminiscencia de ambas cepas.

Introduction: The light-emitting enzyme complex of luminescent bacteria is a powerful biochemical tool, with a wide variety of applications including environmental quality monitoring. Objectives: To identify taxonomically two luminescent bacteria from Cuban shelf waters, as well as select the culture media that favor their growth and luminescence. Methods: The taxonomic location of the luminescent bacteria was carried out using traditional and molecular methods. Four culture media (LM, Boss, Chalk, ZoBell) were evaluated as a function of specific growth rate (μ) and luminescence, using a Genesys 10UV spectrophotometer and a Shimadzu RF-5301pc spectrofluorometer, respectively. Results: Biochemical and physiological characterization of CBM-976 and CBM-992 isolates showed similarities with Vibrio harveyi species. Phylogenetic positioning analysis confirmed a high correspondence with V. harveyi strains isolated from aquatic environments, using partial sequences of 16S rRNA, gyrB and pyrH genes. LM and ZoBell culture media were selected for having a high specific growth rate of CBM-976 and CBM-992 strains, as well as for showing high luminescence values. The results will allow deepening the physiological characterization and are the starting point for the development of contaminant detection methods. Conclusions: The rational combination of physiological and biochemical characteristics, as well as the molecular approach, contributed to determine the taxonomic position of CBM-976 and CBM-992 strains isolated from Cuban marine waters as Vibrio harveyi. Furthermore, LM and ZoBell culture media were selected as the most suitable for growth and luminescence emission for both strains.

Bioluminiscencia: Herramienta de Medición y Análisis en Lavado de Manos Clínico Aplicado a la Odontología / Bioluminiscence Measurement Tool and Analysis in Clinical Hand Washing Technique Applied to Dentistry

RESUMEN: El estudio fue realizado en 40 estudiantes de ambos sexos, que cursaban 2° año el año 2017 de la carrera de Odontología, en estudiantes de la Universidad de La Frontera. El objetivo fue evaluar la efectividad de la técnica de Lavado de Manos Clínico (LMC) demostrando el grado de eficiencia, mediante Bioluminiscencia. La técnica que permite una medición cuantitativa rápida de los residuos orgánicos de superficie, por la cuantificación de cantidad de Adenosín Trifosfato (ATP). Empleándose un Luminómetro, 3M™ Clean-Trace™, se programó la medición de contaminación en dos puntos claves, región interdigital e hiponiquio, en ambas manos, por medio de la lectura de Unidades Relativas de Luz (URL). Se analizó la contaminación previa a la técnica de LMC y posterior al desarrollo de la técnica, en las regiones indicadas, por medio de Hisopado v/s aprobación/rechazo considerando como Aprobado <250 URL y Rechazado >251 URL., nivel de contaminación v/s sexo, y distribución de aprobación/rechazo tanto antes y después de realizada la técnica de LMC. El muestreo previo al LMC determinó en todas las localizaciones muestreadas existen rangos de aprobación/ rechazo entre 35-42,5 % / 57,5-65 %, encontrándose la mayor contaminación en ambas manos en hiponiquio. Posteriormente de realizada la técnica de LMC el rango de corte de aprobación/rechazo fue de 80-90 % / 10-20 %, el porcentaje más alto se pesquisó en mano izquierda hiponiquio. Para el análisis estadístico se utilizó el programa estadístico SPSS Statistics for Windows, análisis descriptivo, prueba t- test, prueba de Levene. Un valor de p < 0,05 para significancia. Obteniéndose diferencias significativas en análisis del valor la media, según zonas de muestreo y rangos de aprobación/rechazo en URL, que varían entre p=0,000 y p=0,015, que se presentó en mano izquierda zona interdigital posterior al LMC. Según la media concluimos que las regiones hisopadas tanto previas y posteriores a la ejecución del LMC en hiponiquio la piel está más contaminada, que es paradojal ya que la técnica incorpora un acento en esta localización, tiene un mejor acceso y contacto con jabón y agua.

SUMMARY: The study was conducted in 40 undergraduate students of both sexes, who were in the 2nd year of the 2017 year enrolled in the Undergraduate Dentistry Program of the Universidad de La Frontera. The objective was to evaluate the effectiveness of a Clinical Hand Washing technique (CML), demonstrating the degree of efficiency and implementing improvement behaviors of the technique using Bioluminescence. This technique allows a rapid quantitative measurement of organic residues on a surface by quantifying the amount of Adenosine Triphosphate (ATP). For that purpose, a Luminometer, 3M™ Clean-Trace™, was used to obtain the contamination level in two key points, Interdigital Region and Hyponychium, of both hands by quantification of Relative Light Units (URL). Hand contamination prior to CML and after the development of the technique was tested in the Interdigital and Hyponychium regions of both hands, through surface ATP swab considering as Approved <250 URL and Rejected > 251 URL. Also, the level of contamination v/s sex, and approval/rejection distribution before and after the CML were tested. The approval/rejection range for pre-CML sampling at all selected locations was 35-42.5 % / 57.5-65 %, fin ding the highest contamination rate in Hyponychium in both hands. After performing the CML we obtained 90 % of approval in all sites, with a 10 % rejection rate; the highest percentage was surveyed on left hand Hyponychium. Statistical analysis was performed using SPSS Statistics for Windows, a descriptive analysis, test t-test for independent samples, test of homogeneity of Levene variances. A p value <0.05 was established for statistical significance. There were significant differences in analysis of the mean value, according to sampling zones and URL approval / rejection ranges, ranging from p = 0.000 to p = 0.015 (Interdigital region of left hand, post-LA TÉCNICA DE LMC). The left hand presented greater contamination in both swab areas both before and after the execution of CML. The most contaminated region was the Hyponychium, which was paradoxical, because the technique emphasizes the hygiene of this location and has better access and contact with soap and water.

Importancia del proceso de limpieza y desinfección de superficies críticas en un servicio dental: impacto de un programa de intervención / Importance of cleaning and disinfection of critical surfaces in dental health services: impact of an intervention program

Resumen Introducción La atención odontológica se ha transformado en un desafío para los programas de prevención y control de infecciones asociadas a la atención de salud (IAAS), dado que el ambiente, entre otros factores, juega un rol importante en la cadena de transmisión. Método Se realizó un programa de intervención en el Servicio de Dental del Hospital Militar de Santiago, entre los años 2014-2015, que contempló tres etapas: etapa diagnóstica, de intervención y de evaluación. Objetivo Mejorar la seguridad de las superficies críticas involucradas en la atención dental. Resultados Durante la etapa diagnóstica se constató que el proceso de limpieza y desinfección era deficiente. La superficie crítica más contaminada fue la unidad porta-instrumental, luego el área limpia y la manilla de la lámpara. Las superficies que redujeron significativamente su contaminación, posterior a la intervención, fueron el área limpia y la unidad porta-instrumental. Conclusiones La capacitación en relación a los procesos de limpieza y desinfección de superficies y del equipamiento dental es una de las estrategias costo-eficientes en la prevención de las IAAS, sencilla y fácil de aplicar.

Introduction Dental care has become a challenge for healthcare associated infection prevention programs, since the environment, within other factors, plays an important role in the transmission chain. Materials and Methods An intervention program was designed for the Dental Unit of Hospital Militar de Santiago, between years 2014 and 2015. The program contemplated 3 stages: diagnostic, intervention and evaluation stage. Objective To improve the safety of critical surfaces involved in dental healthcare. Results During the diagnostic stage, the cleaning and disinfection process was found to be deficient. The most contaminated critical surface was the instrument holder unit, then the clean area and lamp handle. The surfaces that significantly reduced their contamination, after the intervention, were the clean area and the instrument carrier unit. Conclusion Training in the processes of cleaning and disinfecting surfaces and dental equipment is one of the cost-effective strategies in preventing healthcare-associated infections (HCAI), with simple and easy-to-apply methods.

Detección de contaminación en el equipo anestésico de sala de operaciones del Hospital México, junio 2014 / Detection of contamination in the anesthetic equipment of the operating room of Hospital México, June 2014

Resumen:Justificación: Las infecciones nosocomiales producen un impacto negativo para los profesionales de la salud y los pacientes. Se ha reconocido la influencia de múltiples factores hospitalarios en el desarrollo de las mismas, sin embargo, el papel del ambiente anestésico no ha sido claramente descrito. En Costa Rica, al igual que en muchos países del Mundo, no se cuenta con políticas y guías de limpieza del equipo anestésico.Métodos: El propósito del presente estudio fue evaluar la presencia de contaminación en los equipos anestésicos de sala de operaciones del Hospital México. Se analizaron nueve superficies de la máquina de anestesia, equipo de monitoreo y laringoscopios, durante la mañana y la tarde. Cada superficie fue sometida a cuatro pruebas, detección de contaminación visible, detección de contaminación sanguínea, conteo de adenosina trifosfato (ATP) y cultivo por Staphylococcus spp.Resultados: Las pruebas evidenciaron poca correlación entre la contaminación visible y por sangre con los cultivos por Staphylococcus sppy el conteo de unidades relativas de luz (URL). Se obtuvieron altos porcentajes de cultivos positivos por Staphylococcus spptanto en la mañana como en la tarde, 52% versus 67% respectivamente. Las mediciones de URL presentaron un valor promedio en la mañana de 5208,3 y en la tarde de 5514,8, 14 veces mayores a los considerados limpios, el estándar es 350 URL. Conclusión: El equipo anestésico no está siendo correctamente manipulado, es necesario crear políticas de limpieza del mismo ya que se expone a los pacientes a riesgos de salud innecesarios. Es pertinente más que el desarrollo de una herramienta de prevención, la sensibilización sobre el tema, la modificación de conductas y la educación.

Abstract:Background: nosocomial infections have a negative impact on healthcare professionals and patients. The influence of multiple hospital-related factors has been recognized as playing a role in these infections' development, nevertheless, the part of the anesthetic environment has not been clearly stated. In Costa Rica, like in many other countries in the world, there are no policies or guidelines related to the cleaning of anaesthetic equipment.Methods: The purpose of this study was to evaluate the presence of contamination on the anaesthetic equipment in the operating theatre of Hospital México. Analysis was carried out on nine surfaces of the anaesthesia machine, monitoring equipment and laryngoscopes, in both the morning and the afternoon of one day. Each surface had four tests: detection of visible contamination, detection of blood contamination, adenosine triphosphate (ATP) count and a bacterial culture test for Staphylococcus spp.Results: The tests showed a poor correlation between the visible and blood contamination and Staphylococcus sppcultures along with the count for relative units of light (RUL). High positive percentage of Staphylococcus sppcultures were recorded during both the morning and the afternoon, with respective values of 52% and 67%. The RUL measurements presented an average value during the morning of 5208.3 and during the afternoon of 5514.18, which is 14 times greater than the value considered clean, the permitted limit is of 350 RUL.Conclusion: Anesthetic equipment is not being correctly handled, and that it is necessary to create cleaning policies.

Population fluctuations of Pyrodinium bahamense and Ceratium furca (Dinophyceae) in Laguna Grande, Puerto Rico, and environmental variables associated during a three-year period / Fluctuaciones poblacionales de Pyrodinium bahamense y Ceratium furca (Dinophyceae) en Laguna Grande, Puerto Rico, y variables ambientales asociadas durante un periodo de tres años

Bioluminescent bays and lagoons are unique natural environments and popular tourist attractions. However, the bioluminescence in many of these water bodies has declined, principally due to anthropogenic activities. In the Caribbean, the bioluminescence in these bays and lagoons is mostly produced by the dinoflagellate Pyrodinium bahamense var. bahamense. Laguna Grande is one of the three year-round bioluminescent water bodies in Puerto Rico that are known to remain but P. bahamense var. bahamense density fluctuations have not been studied. In this study we describe water quality parameters and density fluctuations of the most common dinoflagellates in Laguna Grande, P. bahamense var. bahamense and Ceratium furca, over a three-year period. For this, three sampling stations were established in Laguna Grande from which water samples were collected in triplicate and analyzed for temperature, phosphates, nitrates, salinity, water transparency, fluorescence, and dinoflagellate densities, at the water surface and at 2m depth, from May 2003 to May 2006. The results showed a density fluctuation pattern for P. bahamense var. bahamense, where higher densities were observed mainly from April to September, and lower densities from October to February. Density fluctuations of C. furca were more erratic and a repetitive pattern was not observed. Densities of P. bahamense var. bahamense ranged from 0.48 to 90 978 cells/L and densities of C. furca ranged from 0 to 11 200 cells/L. The mean population density throughout the sampling period was significantly higher in P. bahamense var. bahamense (mean=18 958.5 cells/L) than in C. furca (mean=2 601.9 cells/L). Population densities of P. bahamense var. bahamense were negatively correlated with C. furca densities during the first year of sampling; however, they were positively correlated during the third year. Non-significant differences between surface and 2m depth samples were observed for temperature, phosphates, nitrates, salinity, fluorescence, and densities of P. bahamense var. bahamense and C. furca, suggesting a vertically mixed water column. Water transparency was positively correlated with salinity and negatively correlated with fluorescence. Fluorescence was negatively correlated with salinity. The mean population densities of P. bahamense var. bahamense and C. furca observed in this study were within the range of previous reports in other bioluminescent water bodies in Puerto Rico and Florida, USA. In order to conserve the continuous P. bahamense var. bahamense populations in Laguna Grande, as well as its bioluminescence, it is recommended to maintain the existing water flow levels in the 1.5km long inlet/outlet channel; to maintain unpolluted water quality parameters within the bay, the hydrographical basin and adjacent waters, and to preserve mangrove communities within the basin and adjacent areas. Results of this study may help to develop management plans aiming to conserve P. bahamense, its bioluminescence and the lagoon attraction.

Este estudio describe parámetros de calidad de agua y fluctuaciones en la densidad poblacional de Pyrodinium bahamense Plate 1906 y Ceratium furca (Ehrenberg) Claparède & Lachmann 1859, los dos dinoflagelados más abundantes en las bahías y lagunas bioluminiscentes de Puerto Rico, durante un periodo de tres años, en Laguna Grande, Puerto Rico. En P. bahamense se observó un patrón de densidad poblacional, donde se bservaron las densidades más altas mayormente desde abril hasta septiembre y las más bajas desde octubre hasta febrero. En C. furca las fluctuaciones en densidad fueron más erráticas y no se observó un patrón repetitivo. La densidad poblacional promedio de P. bahamense (media=18 958.5 células/L) fue significantemente mayor que la de C. furca (media=2 601.9 células/L). No se encontraron diferencias significantes entre las muestras de superficie y las de 2m de profundidad para temperatura, fosfatos, nitratos, salinidad, fluorescencia, y las densidades de P. bahamense y C. furca, lo que sugiere que la columna de agua está mezclada verticalmente. La densidad poblacional media de P. bahamense y C. furca en Laguna Grande está dentro del rango de las densidades que han sido reportadas para otras lagunas bioluminiscentes en Puerto Rico y Florida, EE.UU.

Distribution of bioluminescent fungi across old-growth and secondary tropical rain forest in Costa Rica

Most research on bioluminescent fungi is concentrated on their taxonomic relationships, while the basics of their natural history and ecological relationships are poorly understood. In this study, we compared the distribution of bioluminescent fungi between old-growth and secondary forest as related to four different soil types at the tropical rainforest of La Selva Biological Station in Costa Rica. The study was conducted during the wet season of 2009. Bioluminescent fungi were sought following eight different transects distributed evenly in old-growth and secondary forests across four different soil types, covering an area of 9 420m². We found fungi in four different substrates: litter, fallen branches, dead trunks, and roots, for a total of 61 samples. Correspondence analysis showed that the occurrence of fungi and soil types were related (inertia=0.21, p=0.071). We found a significant relationship between the presence of fungi and the distribution of soil types (X²=18.89, df=9, p=0.026). We found only three samples with fruiting bodies, two of which had Mycena and the other had one fungus of the order Xylariales (possibly Hypoxylon sp., Kretzschmariella sp., Xylaria sp.). Future work will concentrate on exploring other aspects of their ecology, such as their dispersal and substrate preference. This information will facilitate field identification and will foster more research on the distribution, seasonality, reproductive phenology and ecological requirements of this group of Fungi.

La mayoría de las investigaciones sobre los hongos bioluminiscentes se ha centrado en relaciones taxonómicas. Los aspectos básicos de la historia natural y relaciones ecológicas de este grupo son poco conocidos. En este estudio, comparamos la distribución de hongos bioluminiscentes entre el bosque primario y el secundario en la Estación Biológica La Selva, Costa Rica en relación con cuatro tipos de suelo. El estudio se realizó durante la estación lluviosa del 2009. Se buscaron hongos bioluminiscentes en ocho transectos distribuidos de manera uniforme en el bosque primario y secundario y en cuatro tipos de suelo, cubriendo un área de 9 420m². Se encontraron hongos en cuatro sustratos: arena, ramas caídas, troncos muertos, y raíces muertas, para un total de 61 muestras. Se encontró una relación significativa entre la presencia de hongos y la distribución de los tipos de suelo (x²=18.89, gl=9, p=0.026). Sólo se encontraron tres muestras con cuerpos fructíferos, dos de ellos del género Mycena, mientras que el otro presentaba un hongo del orden Xylariales (posiblemente Hypoxylon sp. Kretzschmariella sp. Xylaria sp.). Futuras líneas de investigación deben concentrarse en aspectos básicos de la ecología del grupo, tales como su dispersión y preferencia de sustrato. Esta información fomentará una mayor investigación sobre la distribución, la estacionalidad y fenología reproductiva, y los requerimientos ecológicos de este grupo de hongos.

La proteína verde fluorescente ilumina la biociencia / The Green Fluorescent Protein that glows in Bioscience

La proteína verde fluorescente (o GFP, por sus siglas en inglés, Green Fluorescent Protein) es una proteína producida por la medusa Aequorea victoria que emite bioluminiscencia en la zona verde del espectro visible. El gen que codifica esta proteína ha sido clonado y se utiliza habitualmente en biología molecular como marcador. Los descubrimientos relacionados a la GFP merecieron el Premio Nobel de Química 2008, en conjunto a los tres investigadores, Dres Shimomura, Chalfie y Tsien que participaron escalonadamente en dilucidar la estructura y función de la proteína. El Dr. Shimomura descubrió y estudió las propiedades de GFP, el Dr. Chalfie usando técnicas de biología molecular logró introducir el gen que codificaba para la GFP en el ADN del gusano transparente C. elegans, e inició la era de GFP como marcador de procesos en células y organismos. Finalmente el Dr. Tsien modificó la estructura de la proteína para producir moléculas que emiten luz a distintas longitudes de onda, extendiendo la paleta de colores de las proteínas. Las proteínas fluorescentes, entre las cuales se encuentra la GFP, son muy versátiles y se utilizan en diversos campos como la microbiología, ingeniería genética, fisiología, e ingeniería ambiental. Permiten ver procesos previamente invisibles, como el desarrollo de neuronas, cómo se diseminan las células cancerosas, o la contaminación de agua con arsénico, por mencionar algunos usos. Con la obtención de proteínas de muchos colores complejas redes biológicas pueden ser marcadas diferencialmente, lo que permite visualizar la biología celular en acción.

Green fluorescent protein (GFP) is a protein produced by the jellyfish Aequorea victoria, that emits bioluminescence in the green zone of the visible spectrum. The GFP gene has been cloned and is used in molecular biology as a marker. The three researchers that participated independently in elucidating the structure and function of this and its related proteins, Drs. Shimomura, Chalfie and Tsien were awarded the Nobel Prize in Chemistry 2008. Dr. Shimomura discovered and studied the properties of GFP. Using molecular biological techniques, Chalfie succeeded in introducing the GFP gene into the DNA of the small, almost transparent worm C. elegans, and initiated an era in which GFP would be used as a glowing marker for cellular biology. Finally, Dr.Tsien found precisely how GFP's structure produces the observed green fluorescence, and succeeded in modifying the structure to generate molecules that emit light at slightly different wavelengths, which gave tags of different colors. Fluorescent proteins are very versatile and are being used in many areas, such as microbiology, biotechnology, physiology, environmental engineering, development, etc. They can, for example, illuminate growing cancer tumours; show the development of Alzheimer's disease, or detect arsenic traces in water. Finding the key to how a marine organism produces light unexpectedly ended up providing researchers with a powerful array of tools with which to visualize cell biology in action.