Genotypic profiles by AP-PCR of Streptococcus mutans in caries-active and caries-free preschoolers

Streptococcus mutans, an acidogenic and aciduric microorganism that colonizes the oral cavity is recognized as the main causal agent of dental caries. Epidemiological studies have shown a strong correlation between the number of S. mutans in the oral cavity and prevalence and incidence of caries. At present, different genotypic and phenotypic methods are known to determine the profiles of settling and epidemiological distribution of S. mutans. The aim of this study was to investigate the profiles of S. mutans isolated from children with and without dental caries by using the AP-PCR (arbitrarily primed polymerase chain reaction) and api-Zym methods. In the AP-PCR method, random DNA segments of the target bacterium are amplified with single primers of arbitrary sequence. The api-Zym system (bioMerieux, Marcy-letoile, France) is a phenotypic micro-method that allows simultaneous detection of 19 enzymatic activities from bacterial inoculum. A transversal observational study was conducted, which finally included 120 3- to 5- year-old children (75 with and 45 without dental caries), who attended a preschool institution in Bogota (Colombia). S. mutans was isolated from 15 of the 45 children without dental caries (33.3%) and from 31 of the 75 children with caries (41.33%). In the 46 children, 69 S. mutans isolates were identified: 24 isolates in the 15 children without dental caries and 45 isolates in 31 children with dental caries. With api-Zym system, 36 different phenotypes were detected: 22 in the caries group and 15 in the caries-free group. The phenotype XX was present in both groups. With the AP-PCR method, 27 different fingerprinting profiles were identified: 22 for the caries group and 9 of the healthy group; the two groups of patients shared four of these genomic profiles. In conclusion, the information shows a great diversity in S. mutans genotypes and phenotypes in the population studied.

La caries dental es considerada una enfermedad infecciosa multifactorial que conlleva a la destruccion del tejido dental duro. Streptococcus mutans, un microorganismo acidogenico y acidurico que normalmente se encuentra colonizando la cavidad oral, es considerado el principal microorganismo asociado al desarrollo de esta enfermedad. Estudios epidemiologicos han mostrado una fuerte correlacion entre el numero de unidades formadoras de colonias de S. mutans en la cavidad oral y la prevalencia e incidencia de caries dental. El hecho de reconocer a S. mutans como el microorganismo cariogenico mas importante, ha conducido al diseno de medidas preventivas y de control tendientes a eliminarlo o reducir su presencia en la cavidad oral. En la actualidad se utilizan diferentes metodos fenotipicos y genotipicos para demostrar la heterogeneidad y variabilidad genetica de cepas S. mutans presentes en la cavidad oral. El objetivo de este estudio fue explorar la utilidad de la tecnica APPCR en el: 1. conocimiento del genotipo en aislamientos clinicos de S. mutans provenientes de ninos con y sin caries, y 2. en el establecimiento de diferencias en los perfiles de tipificacion en comparacion con la tecnica fenotipica Api-ZYM. En el metodo AP-PCR fragmentos del DNA de la bacteria son amplificados con primers simples que se anidan al azar. El sistema api-Zym es un micro-metodo semicuantitativo de investigacion que permite detectar rapida y simultaneamente 19 actividades enzimaticas a partir de pequenas cantidades de inoculo de la bacteria. En este estudio observacional descriptivo se incluyeron finalmente 120 ninos de 3 a 5 anos de un preescolar en Bogota (Colombia). Se encontro S. mutans en 15 de los 45 ninos sin caries dental (33.3%) y en 31 de los 75 ninos con caries (41.33%). En total se identificaron 69 aislamientos de S. mutans en los 46 ninos: 24 en los 15 ninos sin caries dental y 45 en los 31 ninos con caries dental. Con el sistema Api-Zym se determinaron 36 fenotipos: 22 en el grupo de caries y 15 en el grupo sin caries. Los dos grupos solamente presentaron en comun el fenotipo XX. Con el metodo AP-PCR se identificaron 27 perfiles, 22 en el grupo con caries y 9 en el grupo sin caries; ambos grupos de pacientes compartieron 4 perfiles genomicos. En conclusion, la informacion muestra una gran diversidad en perfiles de genotipos y fenotipos de S. mutans en la poblacion objeto de estudio, los cuales en algunos casos se complementan para establecer con claridad diferencias intra e inter-individuo.

Identificação e variabilidade genética de isolados de Colletotrichum causando antracnose em inflorescências de plantas ornamentais tropicais / Identification and genetic variability of Colletotrichum isolates causing anthracnose in inflorescence of ornamental tropical plants

A antracnose afeta a qualidade de inflorescências de plantas ornamentais tropicais, e a espécie fúngica Colletotrichum gloeosporioides tem sido relacionada a essa doença apenas por análises morfológicas. Por isso, o presente trabalho teve como objetivos identificar isolados de Colletotrichum coletados em plantas de antúrio (Anthurium andraeanum), bastão do imperador (Etlingera elatior) e helicônia (Heliconia spp.), por meio de caracteres morfológicos e reação em cadeia da polimerase (PCR), e avaliar a variabilidade genética por meio de oligonucleotídeos arbitrários (AP-PCR). Pelas características morfológicas de tamanho de conídio e de apressório, todos os isolados foram identificados como C. gloeosporioides. Um fragmento de 450pb específico para C. gloeosporioides foi amplificado em todos os isolados analisados, com exceção de C 23 e C 35. A caracterização molecular realizada com três oligonucleotídeos arbitrários ((GACAC)3, (GACA)4 e (CAG)5) possibilitou a formação de três grupos de isolados, com padrões de bandas distintos. Portanto, conclui-se que as metodologias utilizadas foram eficientes na identificação de isolados de C. gloeosporioides provenientes das espécies ornamentais avaliadas e que, nos isolados analisados, não existe relação entre a similaridade observada no padrão de bandas obtido por AP-PCR e a área de coleta ou a planta hospedeira.

Anthracnose affects inflorescences quality of ornamentals tropical plants and the fungi specie Colletotrichum gloeosporioides has been related with this disease based only on morphology. Therefore, the objectives of this research was to identify Colletotrichum isolates collected on anthurium (Anthurium andraeanum), torch ginger (Etlingera elatior) and heliconia (Heliconia spp.) plants by means of morphology and polymerase chain reaction (PCR) and also verify the genetic variability using arbitrary-primed PCR (AP-PCR). All isolates were identified as C. gloeosporioides by conidium and appressorium size. A fragment of 450bp specific for C. gloeosporioides was amplified for all isolates analyzed, except for C 23 and C 35 isolates. The molecular characterization yielded three groups of isolates with different band patterns by using (GACAC)3, (GACA)4 and (CAG)5 AP-PCR. The employed methodologies were efficient to identify the C. gloeosporioides isolates collected on ornamental plants and there isn't relation between similarity of band patterns and geographic region or plant specie on the isolates analyzed.

Biochemical and molecular characterization of Bacillus pumilus isolated from coastal environment in Cochin, India / Caracterização bioquímica e molecular de Bacillus pumilus isolado do ambiente costeiro de Cochin, Índia

Bacillus species constitute a diverse group of bacteria widely distributed in soil and the aquatic environment. In this study, Bacillus strains isolated from the coastal environment of Cochin, India were identified by detailed conventional biochemical methods, fatty acid methyl ester (FAME) analysis and partial 16S rDNA sequencing. Analysis of the data revealed that Bacillus pumilus was the most predominant species in the region under study followed by B. cereus and B. sphaericus. The B. pumilus isolates were further characterized by arbitrarily primed PCR (AP-PCR), antibiotic sensitivity profiling and PCR screening for known toxin genes associated with Bacillus spp. All B. pumilus isolates were biochemically identical, exhibited high protease and lipase activity and uniformly sensitive to antibiotics tested in this study. One strain of B. pumilus harboured cereulide synthetase gene cesB of B. cereus which was indistinguishable from rest of the isolates biochemically and by AP-PCR. This study reports, for the first time, the presence of the emetic toxin gene cesB in B. pumilus.

As espécies de Bacillus constituem um grupo diversificado de bactérias amplamente distribuídas no solo e no ambiente aquático. Neste estudo, cepas de Bacillus isoladas do ambiente costeiro de Cochin, Índia, foram identificadas através de métodos bioquímicos convencionais, análise de ésteres metílicos de ácidos graxos (FAME) e sequenciamento de 16S rDNA. A análise dos dados revelou que Bacillus pumilus foi a espécie predominante na região estudada, seguido de B. cereus e B. sphaericus. Os isolados de B. pumilus foram caracterizados através da reação em cadeia da polimerase com primers arbitrários (AP-PCR), perfil de sensibilidade a antibióticos e triagem por PCR de genes de toxinas associadas com Bacillus spp. Todos os isolados de B. pumilus foram bioquimicamente idênticos, apresentaram elevada atividade de protease e lipase e foram uniformemente sensíveis aos antibióticos estudados. Um dos isolados de B. pumilus apresentou o gene cesB de B. cereus, que não foinão distinguível dos demais isolados por testes bioquímicos nem por AP-PCR. Este é o primeiro relato da presença do gene cesB da toxina eméticaem B. pumilus.

Biochemical and molecular characterization of Bacillus pumilus isolated from coastal environment in Cochin, India.

Bacillus species constitute a diverse group of bacteria widely distributed in soil and the aquatic environment. In this study, Bacillus strains isolated from the coastal environment of Cochin, India were identified by detailed conventional biochemical methods, fatty acid methyl ester (FAME) analysis and partial 16S rDNA sequencing. Analysis of the data revealed that Bacillus pumilus was the most predominant species in the region under study followed by B. cereus and B. sphaericus. The B. pumilus isolates were further characterized by arbitrarily primed PCR (AP-PCR), antibiotic sensitivity profiling and PCR screening for known toxin genes associated with Bacillus spp. All B. pumilus isolates were biochemically identical, exhibited high protease and lipase activity and uniformly sensitive to antibiotics tested in this study. One strain of B. pumilus harboured cereulide synthetase gene cesB of B. cereus which was indistinguishable from rest of the isolates biochemically and by AP-PCR. This study reports, for the first time, the presence of the emetic toxin gene cesB in B. pumilus.

Identificação e variabilidade genética de isolados de Colletotrichum causando antracnose em inflorescências de plantas ornamentais tropicais

Anthracnose affects inflorescences quality of ornamentals tropical plants and the fungi specie Colletotrichum gloeosporioides has been related with this disease based only on morphology. Therefore, the objectives of this research was to identify Colletotrichum isolates collected on anthurium (Anthurium andraeanum), torch ginger (Etlingera elatior) and heliconia (Heliconia spp.) plants by means of morphology and polymerase chain reaction (PCR) and also verify the genetic variability using arbitrary-primed PCR (AP-PCR). All isolates were identified as C. gloeosporioides by conidium and appressorium size. A fragment of 450bp specific for C. gloeosporioides was amplified for all isolates analyzed, except for C 23 and C 35 isolates. The molecular characterization yielded three groups of isolates with different band patterns by using (GACAC)3, (GACA)4 and (CAG)5 AP-PCR. The employed methodologies were efficient to identify the C. gloeosporioides isolates collected on ornamental plants and there isn't relation between similarity of band patterns and geographic region or plant specie on the isolates analyzed.

A antracnose afeta a qualidade de inflorescências de plantas ornamentais tropicais, e a espécie fúngica Colletotrichum gloeosporioides tem sido relacionada a essa doença apenas por análises morfológicas. Por isso, o presente trabalho teve como objetivos identificar isolados de Colletotrichum coletados em plantas de antúrio (Anthurium andraeanum), bastão do imperador (Etlingera elatior) e helicônia (Heliconia spp.), por meio de caracteres morfológicos e reação em cadeia da polimerase (PCR), e avaliar a variabilidade genética por meio de oligonucleotídeos arbitrários (AP-PCR). Pelas características morfológicas de tamanho de conídio e de apressório, todos os isolados foram identificados como C. gloeosporioides. Um fragmento de 450pb específico para C. gloeosporioides foi amplificado em todos os isolados analisados, com exceção de C 23 e C 35. A caracterização molecular realizada com três oligonucleotídeos arbitrários ((GACAC)3, (GACA)4 e (CAG)5) possibilitou a formação de três grupos de isolados, com padrões de bandas distintos. Portanto, conclui-se que as metodologias utilizadas foram eficientes na identificação de isolados de C. gloeosporioides provenientes das espécies ornamentais avaliadas e que, nos isolados analisados, não existe relação entre a similaridade observada no padrão de bandas obtido por AP-PCR e a área de coleta ou a planta hospedeira.

Identificação e variabilidade genética de isolados de Colletotrichum causando antracnose em inflorescências de plantas ornamentais tropicais

Anthracnose affects inflorescences quality of ornamentals tropical plants and the fungi specie Colletotrichum gloeosporioides has been related with this disease based only on morphology. Therefore, the objectives of this research was to identify Colletotrichum isolates collected on anthurium (Anthurium andraeanum), torch ginger (Etlingera elatior) and heliconia (Heliconia spp.) plants by means of morphology and polymerase chain reaction (PCR) and also verify the genetic variability using arbitrary-primed PCR (AP-PCR). All isolates were identified as C. gloeosporioides by conidium and appressorium size. A fragment of 450bp specific for C. gloeosporioides was amplified for all isolates analyzed, except for C 23 and C 35 isolates. The molecular characterization yielded three groups of isolates with different band patterns by using (GACAC)3, (GACA)4 and (CAG)5 AP-PCR. The employed methodologies were efficient to identify the C. gloeosporioides isolates collected on ornamental plants and there isn't relation between similarity of band patterns and geographic region or plant specie on the isolates analyzed.

A antracnose afeta a qualidade de inflorescências de plantas ornamentais tropicais, e a espécie fúngica Colletotrichum gloeosporioides tem sido relacionada a essa doença apenas por análises morfológicas. Por isso, o presente trabalho teve como objetivos identificar isolados de Colletotrichum coletados em plantas de antúrio (Anthurium andraeanum), bastão do imperador (Etlingera elatior) e helicônia (Heliconia spp.), por meio de caracteres morfológicos e reação em cadeia da polimerase (PCR), e avaliar a variabilidade genética por meio de oligonucleotídeos arbitrários (AP-PCR). Pelas características morfológicas de tamanho de conídio e de apressório, todos os isolados foram identificados como C. gloeosporioides. Um fragmento de 450pb específico para C. gloeosporioides foi amplificado em todos os isolados analisados, com exceção de C 23 e C 35. A caracterização molecular realizada com três oligonucleotídeos arbitrários ((GACAC)3, (GACA)4 e (CAG)5) possibilitou a formação de três grupos de isolados, com padrões de bandas distintos. Portanto, conclui-se que as metodologias utilizadas foram eficientes na identificação de isolados de C. gloeosporioides provenientes das espécies ornamentais avaliadas e que, nos isolados analisados, não existe relação entre a similaridade observada no padrão de bandas obtido por AP-PCR e a área de coleta ou a planta hospedeira.

Biochemical and molecular characterization of Bacillus pumilus isolated from coastal environment in Cochin, India

Bacillus species constitute a diverse group of bacteria widely distributed in soil and the aquatic environment. In this study, Bacillus strains isolated from the coastal environment of Cochin, India were identified by detailed conventional biochemical methods, fatty acid methyl ester (FAME) analysis and partial 16S rDNA sequencing. Analysis of the data revealed that Bacillus pumilus was the most predominant species in the region under study followed by B. cereus and B. sphaericus. The B. pumilus isolates were further characterized by arbitrarily primed PCR (AP-PCR), antibiotic sensitivity profiling and PCR screening for known toxin genes associated with Bacillus spp. All B. pumilus isolates were biochemically identical, exhibited high protease and lipase activity and uniformly sensitive to antibiotics tested in this study. One strain of B. pumilus harboured cereulide synthetase gene cesB of B. cereus which was indistinguishable from rest of the isolates biochemically and by AP-PCR. This study reports, for the first time, the presence of the emetic toxin gene cesB in B. pumilus.

As espécies de Bacillus constituem um grupo diversificado de bactérias amplamente distribuídas no solo e no ambiente aquático. Neste estudo, cepas de Bacillus isoladas do ambiente costeiro de Cochin, Índia, foram identificadas através de métodos bioquímicos convencionais, análise de ésteres metílicos de ácidos graxos (FAME) e sequenciamento de 16S rDNA. A análise dos dados revelou que Bacillus pumilus foi a espécie predominante na região estudada, seguido de B. cereus e B. sphaericus. Os isolados de B. pumilus foram caracterizados através da reação em cadeia da polimerase com primers arbitrários (AP-PCR), perfil de sensibilidade a antibióticos e triagem por PCR de genes de toxinas associadas com Bacillus spp. Todos os isolados de B. pumilus foram bioquimicamente idênticos, apresentaram elevada atividade de protease e lipase e foram uniformemente sensíveis aos antibióticos estudados. Um dos isolados de B. pumilus apresentou o gene cesB de B. cereus, que não foinão distinguível dos demais isolados por testes bioquímicos nem por AP-PCR. Este é o primeiro relato da presença do gene cesB da toxina eméticaem B. pumilus.

Identificação e variabilidade genética de isolados de Colletotrichum causando antracnose em inflorescências de plantas ornamentais tropicais

Anthracnose affects inflorescences quality of ornamentals tropical plants and the fungi specie Colletotrichum gloeosporioides has been related with this disease based only on morphology. Therefore, the objectives of this research was to identify Colletotrichum isolates collected on anthurium (Anthurium andraeanum), torch ginger (Etlingera elatior) and heliconia (Heliconia spp.) plants by means of morphology and polymerase chain reaction (PCR) and also verify the genetic variability using arbitrary-primed PCR (AP-PCR). All isolates were identified as C. gloeosporioides by conidium and appressorium size. A fragment of 450bp specific for C. gloeosporioides was amplified for all isolates analyzed, except for C 23 and C 35 isolates. The molecular characterization yielded three groups of isolates with different band patterns by using (GACAC)3, (GACA)4 and (CAG)5 AP-PCR. The employed methodologies were efficient to identify the C. gloeosporioides isolates collected on ornamental plants and there isn't relation between similarity of band patterns and geographic region or plant specie on the isolates analyzed.

A antracnose afeta a qualidade de inflorescências de plantas ornamentais tropicais, e a espécie fúngica Colletotrichum gloeosporioides tem sido relacionada a essa doença apenas por análises morfológicas. Por isso, o presente trabalho teve como objetivos identificar isolados de Colletotrichum coletados em plantas de antúrio (Anthurium andraeanum), bastão do imperador (Etlingera elatior) e helicônia (Heliconia spp.), por meio de caracteres morfológicos e reação em cadeia da polimerase (PCR), e avaliar a variabilidade genética por meio de oligonucleotídeos arbitrários (AP-PCR). Pelas características morfológicas de tamanho de conídio e de apressório, todos os isolados foram identificados como C. gloeosporioides. Um fragmento de 450pb específico para C. gloeosporioides foi amplificado em todos os isolados analisados, com exceção de C 23 e C 35. A caracterização molecular realizada com três oligonucleotídeos arbitrários ((GACAC)3, (GACA)4 e (CAG)5) possibilitou a formação de três grupos de isolados, com padrões de bandas distintos. Portanto, conclui-se que as metodologias utilizadas foram eficientes na identificação de isolados de C. gloeosporioides provenientes das espécies ornamentais avaliadas e que, nos isolados analisados, não existe relação entre a similaridade observada no padrão de bandas obtido por AP-PCR e a área de coleta ou a planta hospedeira.

Evaluation of genotypic diversity of Streptococcus mutans using distinct arbitrary primers

Streptococcus mutans has been considered one of the main etiological agents of dental caries and the genotypic diversity rather than its salivary counts may be considered as a virulence factor of this bacterium. For genotyping with polymerase chain reaction (PCR) with arbitrary primers, several primers have been used in order to improve complexity and specificity of amplicon patterns. Thus, the aim of this study was to evaluate the degree of agreement of genotypic identification among AP-PCR reactions performed with 5 distinct arbitrary primers of S. mutans isolated from saliva. Stimulated saliva was collected from 11 adult volunteers for isolation of S. mutans, and a total of 88 isolates were genotyped with arbitrary primers OPA 02, 03, 05, 13 and 18. Fourteen distinct genotypes were identified in the saliva samples. Most volunteers (9 out of 11) presented only one genotype. The results of the present study suggest that primers OPA 02, 03, 05 and 13 were suitable for genotypic identification of S. mutans isolates of saliva from adult volunteers.

Genetic polymorphism of Streptococcus mutans in Brazilian family members

The aim of this study was to determine whether random amplified polymorphic DNA (AP-PCR) analysis is able to differentiate genetically different clones of mutans streptococci, in 22 Brazilian family members. Stimulated saliva samples were collected from fathers, mothers and infants. For 5-18 months babies with erupting primary dentition, plaque samples were collected using sterile tooth pick tips. From these samples, mutans streptococci were isolated on SB-20 agar plates. After growth, representative colonies were identified by biochemical methods on the basis of carbohydrate fermentation. Streptococcus mutans isolates were obtained from all family members and AP-PCR typed separately with a random primer (OPA-13). Bacterial cell lysates were used as template in PCR reactions and the amplified DNA fragments obtained were compared by agarose gel electrophoresis. Results demonstrated that the father shared the baby's genotype in three families and the mother shared the baby's genotype in 12 families seven babies harbored Streptococcus mutans strains similar to those of their siblings. The technique was able to demonstrate the genetic Streptococcus mutans in Brazilian family members.

O objetivo deste estudo foi determinar, através da técnica de reação em cadeia da polimerase com primers arbitrários (AP-PCR) a capacidade de diferenciar clones geneticamente distintos de Streptococcus mutans e estabelecer o grau de similaridade intrafamilial para os isolados. Para o presente estudo, foram selecionadas 22 famílias brasileiras. Amostras de saliva foram coletadas de todos os membros das famílias. Das crianças com idade entre 5-18 meses obteve-se amostras de placa dental. Após o isolamento das colônias com características morfológicas, realizou-se a identificação bioquímica com base na fermentação de carboidratos. O polimorfismo genético de Streptococcus mutans foi pesquisado através da técnica de AP-PCR utilizando-se o primer OPA-13. Os fragmentos de DNA obtidos foram amplificados e comparados através de eletroforese em gel de agarose. Dentre as espécies identificadas nas 22 famílias analisadas, o pai apresentou cepas com similaridade genética aos dos bebês em três das famílias analisadas; em 12 famílias a mãe apresentou cepas com similaridade com as cepas de Streptococcus mutans do bebê e 7 bebês apresentaram cepas de S. mutans com similaridade genética das cepas do irmão mais velho. A técnica de AP-PCR foi eficaz em demonstrar a heterogeneidade genética de Streptococcus mutans entre os membros das famílias brasileiras analisadas.