Infectivity of Giardia duodenalis Cysts from UV Light-Disinfected Wastewater Effluent Using a Nude BALB/c Mouse Model.

Giardia duodenalis is a protozoan of public health interest that causes gastroenteritis in humans and other animals. In the city of Campinas in southeast Brazil, giardiasis is endemic, and this pathogen is detected at high concentrations in wastewater effluents, which are potential reservoirs for transmission. The Samambaia wastewater treatment plant (WWTP) in the city of Campinas employs an activated sludge system for sewage treatment and ultraviolet (UV) light for disinfection of effluents. To evaluate this disinfection process with respect to inactivating G. duodenalis cysts, two sample types were investigated: (i) effluent without UV disinfection (EFL) and (ii) effluent with UV disinfection (EFL+UV). Nude immunodeficient BALB/c mice were intragastrically inoculated with a mean dose of 14 cysts of G. duodenalis recovered from effluent from this WWTP, EFL, or EFL+UV. All animals inoculated with G. duodenalis cysts developed the infection, but animals inoculated with UV-exposed cysts released a lower average concentration of cysts in their faeces than animals inoculated with cysts that were not UV disinfected. Trophozoites were also observed in both groups of animals. These findings suggest that G. duodenalis cysts exposed to UV light were damaged but were still able to cause infection.

Avaliação da performance de metodologias de detecção de Cryptosporidium spp. e Giardia spp. em água destinada ao consumo humano, para o atendimento às demandas da Vigilância em Saúde Ambiental no Brasil / Performance evaluation of different methodologies for detection of Cryptosporidium spp. and Giardia spp. in water for human consumption to meet the demands of the Environmental Health Surveillance in Brazil

Objetivo: avaliar a performance de três protocolos de concentração de cistos e oocistos em amostras de água bruta de rios brasileiros. Métodos: os protocolos estudados foram precipitação química, filtração em membranas de 47mm de diâmetro e 3μm de porosidade nominal e filtração com o sistema Filta-Max®. Amostras de água bruta coletadas de rios nos estados de São Paulo e Minas Gerais foram analisadas após contaminação artificial. Os resultados de precisão inicial e recuperação de organismos marcados (Color-Seed®) foram comparados com os critérios da Agencia de Proteção Ambiental dos Estados Unidos da Améri¬ca (USEPA). Resultados: Nos ensaios de precisão inicial para cistos de Giardia, a filtração em membranas e com Filta-Max® atingiram os critérios da USEPA para recuperação de cistos. Para Cryptosporidium, somente o procedimento com Filta-Max® alcançou os critérios. Conclusão: o sistema Filta-Max® foi o único método que atingiu todos os critérios para identificação de Cryptosporidium e Giardia em água.

Objective: this study aimed to evaluate three different concentration protocols of cysts and oocysts in raw water samples in Brazilian rivers. Methods: the protocols studied were chemical precipitation, filtration in membranes of 47mm of diameter versus nominal porosity of 3µm and filtration using Filta-Max® system. The raw water samples collectedfrom rivers in the states of São Paulo andMinas Gerais were analyzed after being seeded with Color-Seed®. The results of initial precision using filtration in membranes and recovery of Color-Seed® organisms were compared to the acceptance criteria established by the United States Environmental Protection Agency (USEPA). Results: The study of initial precision to Giardia using filtration in membranes and recovery of Color-Seed® met the USEPA criteria; for Cryptosporidium only the Filta-Max® achieved the established criteria. Conclusion: Filta-Max® system showed to be the only method that achieved all the performance criteria for identification of Giardia and Cryptosporidium in water.

Detecção de oocistos de Cryptosporidium spp. e cistos de Giardia spp. em amostras de esgoto bruto ou tratado: avaliação crítica dos métodos / Detection of Cryptosporidium spp. oocysts and Giardia spp. cysts in raw and effluent wastewater: critical evaluation of methods

Neste trabalho, avaliou-se a eficiência dos métodos centrífugo-concentração e filtração em membrana, na detecção de oocistos de Cryptosporidium spp. e cistos de Giardia spp. em amostras de esgoto bruto e tratado, provenientes de um sistema de lodos ativados (estação de tratamento de esgoto, Samambaia, Campinas, em São Paulo). As amostras foram coletadas quinzenalmente por dois anos: 53 amostras de esgoto bruto (AFL), 53 de efluente tratado sem desinfecção por luz ultravioleta (EFL) e 38 de efluente tratado e desinfetado por luz ultravioleta (EFL+UV). Cistos de Giardia spp. foram encontrados em 90,5 por cento das amostras AFL; em 96,2 por cento, de EFL; e em 94,7 por cento, de EFL+UV. Oocistos de Cryptosporidium spp. foram detectados em 6,4 por cento das amostras AFL e em 2,6 por cento de EFL+UV. Ambos os métodos mostraram-se eficientes na detecção destes protozoários em todos os tipos de amostras, além de apresentarem baixo custo por análise.

In this study, the efficiency of centrifuge-concentration and membrane filtrated methods was evaluated in the detection of Cryptosporidium spp. oocysts and Giardia spp. cysts in raw or treated wastewater samples, from activated sludge systems (ETE - Samambaia, Campinas, in São Paulo). The samples were collected once a fortnight for two years: 53 samples of influent (AFL), 53 samples of treated effluent without ultraviolet disinfection (EFL), and 38 samples of treated effluent with ultraviolet disinfection (EFL+UV). Giardia spp. cysts were found in 90.5 percent of the AFL samples; in 96.2 percent of the samples, EFL; and in 94.7 percent, EFL+UV. Cryptosporidium spp. oocysts were detected in 6.4 percent of AFL samples and 2.6 percent of EFL+UV. Both methods showed efficiency when detecting protozoa in all types of samples, besides having low costs by analysis.

Microcystin production by a freshwater spring cyanobacterium of the genus Fischerella.

We investigated the production of a hepatotoxic, cyclic heptapeptide, microcystin, by a filamentous branched cyanobacterium belonging to the order Stigonematales, genus Fischerella. The freshwater Fischerella sp. strain CENA161 was isolated from spring water in a small concrete dam in Piracicaba, São Paulo State, Brazil, and identified by combining a morphological description with 16S rRNA gene sequencing and phylogenetic analysis. Microcystin (MCYST) analysis performed using an ELISA assay on cultured cells gave positive results. High performance liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS) analysis detected 33.6microg MCYST-LR per gram dry weight of cyanobacterial cells. Microcystin profile revealed by quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry (Q-TOF-MS/MS) analysis confirmed the production of MCYST-LR. Furthermore, genomic DNA was analyzed by PCR for sequences similar to the ketosynthase (KS) domain of the type I polyketide synthase gene, which is involved in microcystin biosynthesis. This revealed the presence of a KS nucleotide fragment similar to the mcyD and ndaD genes of the microcystin and nodularin synthetase complexes. Phylogenetic analysis grouped the Fischerella KS sequence together with mcyD sequences of the three known microcystin synthetase operon (Microcystis, Planktothrix and Anabaena) and ndaD of the nodularin synthetase operon, with 100% bootstrap support. Our findings demonstrate that Fischerella sp. CENA161 produces MYCST-LR and for the first time identify a nucleotide sequence putatively involved in microcystin synthesis in this genus.

Comparison of two methodologies for detection of Giardia spp. cysts and Cryptosporidium spp. oocysts in activated sludge samples from a sewage treatment plant in the city of Campinas, São Paulo State, Brazil.

Giardia spp. and Cryptosporidium spp. are recognized worldwide as highly infectious protozoan parasites that can cause severe gastrointestinal disease in humans and animals. The detection of these pathogens in activated sludge samples becomes interesting since there is an increasing trend for the use of sewage sludge (biosolids) in agriculture. A total of 22 samples were collected and evaluated by means of Centrifugal - Concentration, followed or not followed by a purification process (ether clarification and sucrose flotation). Student t tests for comparison of the two procedures indicated a higher recovery rate of Giardia cysts with Centrifugal - Concentration; with regard to Cryptosporidium oocysts, no significant differences were found between the two methods, as only two samples were positive. The Centrifugal - Concentration procedure was shown to be the simplest and cheapest to perform, as emphasized by the efficiency recovery results.

Occurrence of Giardia cysts and Cryptosporidium oocysts in activated sludge samples in Campinas, SP, Brazil

Giardia e Cryptosporidium causaram vários surtos epidêmicos de gastroenterite, associados à água potável. Efluentes de esgoto contaminados foram incriminados como uma fonte potencial de cistos e oocistos. Uma investigação foi conduzida para verificar a presença de cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium em amostras de lodo ativado de uma Estação de Tratamento de Esgoto. Para isto as amostras foram submetidas: i) a concentração pelo processo de clarificação com éter (ECP) e ii) método de purificação por flutuação em sacarose (SFM) e, as alíquotas dos sedimentos foram examinadas por imunofluorescência. Cistos de Giardia estiveram presentes em todas as amostras avaliadas (100,0%; n = 8) quando utilizado ECP e kit 1, enquanto o kit 2 resultou em 6 amostras positivas (85,7%; n = 7). Para SFM, cistos de Giardia foram detectados em 75,0% e 100,0% destas amostras (para kit 1 e 2 respectivamente). Considerando os oocistos de Cryptosporidium, duas amostras (25,0%; kit 1 e 28,5% kit 2) foram positivas usando-se ECP enquanto para SFM, apenas uma amostra (examinada pelo kit 1) foi positiva (12,5%). Os resultados do experimento-controle revelaram que as taxas de recuperação para Giardia e Cryptosporidium, quando utilizado ECP foi de 54,5% e 9,6% e para SFM, foi de 10,5% e 3,2%, respectivamente. Considerando a detecção de alta concentração desses protozoários, é recomendada a avaliação prévia do lodo ativado antes de sua aplicação na agricultura e, com alguma melhora, ECP pode ser uma técnica apropriada e simples para a detecção de protozoários em amostras de esgoto.

Ocorrência de oocistos de Cryptosporidium spp. E cistos de Giárdia spp. em diferentes pontos do processo de tratamento de água, em Campinas, São Paulo, Brasil / Occurrence of oocistos of Cryptosporidium spp. And cistos of Giárdia spp. in peculiar points of the water treatment, in Campinas, São Paulo, Brazil

Os protozoários Cryptosporidium spp. e Giárdia spp. são parasitos intestinais que podem ser transmitidos pela água. São responsáveis pela ocorrência de vários surtos de diarréia, em diversos países, sendo que oocistos e cistos exibem acentuada resistência às condições ambientais e aos processos de tratamento da água, apresentando grande relevância em Saúde pública. Considerando que estes protozoários já foram detectados em amostras de água bruta do rio Atibaia, o presente estudo investigou a ocorrência de oocistos e cistos, parâmetros físico-químicos e bacteriológicos, nas principais etapas do sistema da estação de tratamento de água 3 e 4 de Campinas. Foram realizados dois experimentos: um no período de seis meses, e outro, em dias consecutivos, respectivamente. No processamento das amostras foi utilizada a técnica de filtração em membrana, seguida por eluição, centrífuco-concentração, imunofluorescência direta e teste confirmatório empregando corante fluorogênico (DAPI). Os demais parâmetros foram determinados de acordo com os procedimentos do ôStandard Methods, 1998ö. A positividade de Giárdia na água bruta captada no experimento I e II foi de 90 por cento e 100 por cento, respectivamente; Cryptosporidium não foi detectado. Cistos e oocistos não foram detectados em todas as amostras colhidas após as etapas de filtração e decantação. As análises físico-químicas e bacteriológicas atestaram a qualidade da água nas diversas etapas e a degradação da qualidade da água bruta. Os resultados obtidos fornecem uma indicação da eficiência na remoção deste organismo pelo sistema convencional da estação de tratamento da água analisada.

Occurrence of Giardia cysts and Cryptosporidium oocysts in activated sludge samples in Campinas, SP, Brazil.

Giardia and Cryptosporidium have caused several outbreaks of gastroenteritis in humans associated with drinking water. Contaminated sewage effluents are recognized as a potential source of waterborne protozoa. Due to the lack of studies about the occurrence of these parasites in sewage samples in Brazil, we compared the efficiency of two procedures for concentrating cysts and oocysts in activated sludge samples of one sewage treatment plant. For this, the samples were submitted to i) concentration by the ether clarification procedure (ECP) and to ii) purification by sucrose flotation method (SFM) and aliquots of the pellets were examined by immunofluorescence. Giardia cysts were present in all samples (100.0%; n = 8) when using ECP and kit 1 reagents, while kit 2 resulted in six positive samples (85.7%; n = 7). As for SFM, cysts were detected in 75.0% and 100.0% of these samples (for kit 1 and 2, respectively). Regarding Cryptosporidium, two samples (25.0%; kit 1 and 28.5% for kit 2) were detected positive by using ECP, while for SFM, only one sample (examined by kit 1) was positive (12.5%). The results of the control trial revealed Giardia and Cryptosporidium recovery efficiency rates for ECP of 54.5% and 9.6%, while SFM was 10.5% and 3.2%, respectively. Considering the high concentration detected, a previous evaluation of the activated sludge before its application in agriculture is recommended and with some improvement, ECP would be an appropriate simple technique for protozoa detection in sewage samples.

Comparaçäo entre os métodos de tubos múltiplos e o de substrato cromogênico enzimático (ONPGMUG), para detecçäo de coliformes na água tratada, Campinas, Brasil / Comparation of between Multiple Tubes and the Enzymatic Chromogenic Substrate methods detection for fecal coliforms of drinking water, Campinas, Brazil

A avaliaçäo das condiçöes higiênico-sanitárias da qualidade da água produzida pelas estaçöes de tratamento se faz necessária, devido à contínua degradaçäo ambiental dos recursos hídricos. Quinhentos e quarenta e nove amostras de água tratada, distribuídas para consumo humano, na cidade de Campinas, Säo Paulo, Brasil, foram coletadas e examinadas pelos métodos de: Tubos Múltiplos (NMP) e Substrato Cromogênico Enzimático (Colilert), com o objetivo de comparar a detecçäo de indicadores bacteriológicos de poluiçäo fecal, identificando simultaneamente coliformes totais, fecais e E. coli, para a avaliaçäo da qualidade bacteriológica da água tratada. As amostras foram coletadas durante os anos de 1997 e 1998, em rotinas (locais determinados) e transportadas para o laboratório de microbiologia da empresa SANASA, Campinas (Sociedade de Abastecimento de Agua e Saneamento S.A), onde foram realizados os exames. As amostras positivas apresentaram equivalência tanto na quantificaçäo como qualificaçäo para a presença de coliformes totais e ausência para coliformes fecais e E. coli. Os resultados foram semelhantes pelos dois métodos, apresentando 5.11 por cento em 1997 e 7.78 por cento em 1998, ressaltando-se a rapidez (resultados em até 24 horas) e praticidade do uso de Colilert, em relaçäo aos Tubos Múltiplos (NMP) na detecçäo destes indicadores.

Occurrence of Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts in raw water from the Atibaia river, Campinas, Brazil

Cryptosporidium parvum and Giardia duodenalis are waterborne parasites that have caused several outbreaks of gastrointestinal disease associated with drinking water. Due to the lack of studies about the occurrence of these protozoa in water in the Southeast of Brazil, an investigation was conducted to verify the presence of cysts and oocysts in superficial raw water of the Atibaia River. The water samples were submitted to membrane filtration (3.0 mum) and elution was processed by (1) scraping and rinsing of membrane (RM method) and (2) acetone-dissolution (ADM method). Microbiologic and chemical parameters were analyzed. Aliquots of the pellets were examined by immunofluorescence (Merifluor, Meridian Diagnostics, Cincinnati, Ohio). All water samples were positive for Cryptosporidium and Giardia, in spite of the high turbidity. Higher recovery rates occurred in samples treated by the RM method than by the ADM technique. The goal for future work is the assessment of viability of cysts and oocysts to determine the public health significance of this finding