Staphylococcus aureus growth delay after exposure to low fluencies of blue light (470 nm) / Atraso no crescimento de Staphylococcus aureus após exposição à baixas fluências de luz azul (470 nm)

Antibiotic resistance is one of the greatest challenges to treat bacterial infections worldwide, leading to increase in medical expenses, prolonged hospital stay and increased mortality. The use of blue light has been suggested as an innovative alternative to overcome this problem. In this study we analyzed the antibacterial effect of blue light using low emission parameters on Staphylococcus aureus cultures. In vitro bacterial cultures were used in two experimental approaches. The first approach included single or fractionated blue light application provided by LED emitters (470 nm), with the following fluencies: 16.29, 27.16 and 54.32 J/cm2. For the second approach a power LED (470 nm) was used to deliver 54.32 J/cm2 fractionated in 3 applications. Our results demonstrated that bacterial cultures exposed to fractionated blue light radiation exhibited significantly smaller sizes colonies than the control group after 24 h incubation, however the affected bacteria were able to adapt and continue to proliferate after prolonged incubation time. We could conclude that the hypothetical clinical use of low fluencies of blue light as an antibacterial treatment is risky, since its action is not definitive and proves to be ineffective at least for the strain used in this study.(AU)

A resistência a antibióticos é um dos maiores desafios para o tratamento de infecções bacterianas em todo o mundo, levando ao aumento de despesas médicas, prolongamento da internação hospitalar e aumento da mortalidade. O uso da luz azul tem sido sugerido como uma alternativa inovadora para superar esse problema. Neste estudo, analisamos o efeito antibacteriano da luz azul usando parâmetros de baixa emissão em culturas de Staphylococcus aureus. Culturas bacterianas foram usadas em duas abordagens experimentais in vitro. A primeira abordagem incluiu o uso da aplicação única ou fracionada de luz azul fornecida por emissores de LED (470 nm), com as seguintes fluências: 16,29, 27,16 e 54,32 J/cm2. Para a segunda abordagem, um LED de potência (470 nm) foi usado para fornecer 54,32 J/cm2 fracionado em 3 aplicações. Nossos resultados demonstraram que as culturas bacterianas expostas à radiação de luz azul fracionada exibiram colônias de tamanhos significativamente menores do que o grupo controle após 24 h de incubação, no entanto, as bactérias afetadas foram capazes de se adaptar e continuar a proliferar após um tempo prolongado de incubação. Podemos concluir que o uso clínico hipotético de baixas fluências de luz azul como tratamento antibacteriano é arriscado, pois sua ação não é definitiva e mostra-se ineficaz, pelo menos para a cepa utilizada neste estudo.(AU)

Genetic traceability of Staphylococcus aureus strains isolated from primiparous dairy cows mastitis, humans and environment in the Northeast region of Brazil / Rastreabilidade genética de cepas de Staphylococcus aureus isoladas de mastite de vacas primíparas, ordenhadores e ambiente de ordenha na região Nordeste do Brasil

This research aimed to investigate the genotypic relatedness of 18 Staphylococcus aureus strains isolated from intramammary infections in primiparous cows and extramammary sites on five dairy herds by rep-PCR using RW3A primers, and by PFGE using the endonuclease SmaI. The isolates were also evaluated in vitro for the susceptibility against beta-lactam antimicrobials drugs (penicillin and oxacillin), considering that beta-lactams are frequently used for treating staphylococcal intrammamary infections. The rep-PCR typing was highly discriminatory (D value= 0.9804) and a total of 15 patterns were detected. The PFGE method was also highly discriminatory (D value= 0.9667) and a total of 13 patterns were observed. A total of 15 out of 18 (83%) isolates were resistant to penicillin and one out of 18 (6%) to oxacillin. In conclusion, these findings confirmed the occurrence of a high genetic diversity of S. aureus strains at the herds and the presence of clonally-related strains only at the same herd, emphasizing a variety of genotypic profiles among the isolates.(AU)

Objetivou-se com este estudo investigar a correlação genética de 18 cepas de Staphylococcus aureus isoladas de infecções intramamárias em vacas primíparas e de locais extramamários em cinco propriedades leiteiras através das técnicas de PCR por sequências palindrômicas extragênicas repetitivas (rep-PCR), usando iniciadores RW3A, e de eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE), usando a endonuclease SmaI. Os isolados também foram avaliados in vitro quanto à suscetibilidade aos antimicrobianos beta-lactâmicos (penicilina e oxacilina). A tipagem por rep-PCR foi altamente discriminatória (valor D = 0,9804) e um total de 15 padrões foram detectados. Os isolados de S. aureus foram agrupados em três grupos diferentes (A a C), com 80% de similaridade. A técnica de PFGE também foi altamente discriminatória (valor D = 0,9667) e um total de 13 padrões foi observado. A análise do dendrograma com um coeficiente de similaridade de 80% gerou dois grupos diferentes (A e B). Além disso, cepas clonais isoladas do leite foram identificadas na mesma propriedade pelos dois métodos de tipificação e, apesar da presença de cepas dominantes, nossos resultados sugerem uma alta diversidade genética dentre as cepas de S. aureus analisadas. Um total de 15, dos 18 (83%) isolados, eram resistentes à penicilina e um dos 18 (6%) à oxacilina. Assim, esses achados confirmam a ocorrência de uma alta diversidade genética de cepas de S. aureus nas propriedades e a presença de cepas clonalmente relacionadas apenas na mesma propriedade, enfatizando uma variedade de perfis genotípicos entre os isolados.(AU)

Antibacterial activity of phytopathogenic Streptomyces strains against bacteria associated to clinical diseases / Atividade antimicrobiana de Streptomyces fitopatogênicas contra bactérias associadas a doenças de importância clínica

The genus Streptomyces is associated with the ability to produce and excrete a variety of bioactive compounds, such as antibiotic, antifungal and antiviral. Biological active polyketide and peptide compounds with applications in medicine, agriculture and biochemical research are synthesized by PKS-I and NRPS genes. The evaluation of the presence of these genes associated with the biosynthesis of secondary metabolites in different phytopathogenic Streptomyces strains were performed using degenerated primers. The positive signal was observed in 58/63 Streptomyces strains for NRPS gene, 43/63 for PKS-I, and for PKS-II all the 63 strains showed positive signal of amplification. These strains also were tested with double layer agar-well technique against bacterial with clinical importance, and it was possible to observe the Streptomyces spp. strains were able to inhibit the growth of 14, 20, 13 and 3 isolates Gram-positive and Gram-negative bacteria, Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Bacillus cereus (ATCC 14579), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) and Escherichia coli (ATCC 11775) respectively. The Streptomyces sp. strains IBSBF 2019 and IBSBF 2397 showed antibacterial activity against all four bacteria-target tested.(AU)

O gênero Streptomyces apresenta alta capacidade de produzir e excretar uma grande variedade de compostos biologicamente ativos, como antibióticos, antifúngicos e antivirais. Compostos biologicamente ativos de policetídeos e peptídeos com aplicações na medicina, agricultura e pesquisas bioquímicas são sintetizados pelos genes PKS-I e NRPS. A avaliação da presença desses genes associados à biossíntese de metabólitos secundários em diferentes linhagens de Streptomyces fitopatogênicas foi realizada através do uso de primers degenerados. O sinal positivo foi observado em 58/63 linhagens de Streptomyces para o gene NRPS, 43/63 para o gene PKS-I e, para o gene PKS-II, todas as 63 linhagens apesentaram o sinal positivo de amplificação. Essas linhagens também foram testadas através da técnica de dupla camada contra bactérias de importância clínica e foi possível observar que as linhagens de Streptomyces spp. foram capazes de inibir o crescimento de 14, 20, 13 e 3 isolados de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Bacillus cereus (ATCC 14579), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) e Escherichia coli (ATCC 11775), respectivamente. As linhagens de Streptomyces sp. ISBSF 2019 e 2397 apresentaram atividade antibacteriana contra todas as bactérias-alvo testadas.(AU)

Antibacterial activity of phytopathogenic Streptomyces strains against bacteria associated to clinical diseases / Atividade antimicrobiana de Streptomyces fitopatogênicas contra bactérias associadas a doenças de importância clínica

The genus Streptomyces is associated with the ability to produce and excrete a variety of bioactive compounds, such as antibiotic, antifungal and antiviral. Biological active polyketide and peptide compounds with applications in medicine, agriculture and biochemical research are synthesized by PKS-I and NRPS genes. The evaluation of the presence of these genes associated with the biosynthesis of secondary metabolites in different phytopathogenic Streptomyces strains were performed using degenerated primers. The positive signal was observed in 58/63 Streptomyces strains for NRPS gene, 43/63 for PKS-I, and for PKS-II all the 63 strains showed positive signal of amplification. These strains also were tested with double layer agar-well technique against bacterial with clinical importance, and it was possible to observe the Streptomyces spp. strains were able to inhibit the growth of 14, 20, 13 and 3 isolates Gram-positive and Gram-negative bacteria, Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Bacillus cereus (ATCC 14579), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) and Escherichia coli (ATCC 11775) respectively. The Streptomyces sp. strains IBSBF 2019 and IBSBF 2397 showed antibacterial activity against all four bacteria-target tested.(AU)

O gênero Streptomyces apresenta alta capacidade de produzir e excretar uma grande variedade de compostos biologicamente ativos, como antibióticos, antifúngicos e antivirais. Compostos biologicamente ativos de policetídeos e peptídeos com aplicações na medicina, agricultura e pesquisas bioquímicas são sintetizados pelos genes PKS-I e NRPS. A avaliação da presença desses genes associados à biossíntese de metabólitos secundários em diferentes linhagens de Streptomyces fitopatogênicas foi realizada através do uso de primers degenerados. O sinal positivo foi observado em 58/63 linhagens de Streptomyces para o gene NRPS, 43/63 para o gene PKS-I e, para o gene PKS-II, todas as 63 linhagens apesentaram o sinal positivo de amplificação. Essas linhagens também foram testadas através da técnica de dupla camada contra bactérias de importância clínica e foi possível observar que as linhagens de Streptomyces spp. foram capazes de inibir o crescimento de 14, 20, 13 e 3 isolados de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Bacillus cereus (ATCC 14579), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) e Escherichia coli (ATCC 11775), respectivamente. As linhagens de Streptomyces sp. ISBSF 2019 e 2397 apresentaram atividade antibacteriana contra todas as bactérias-alvo testadas.(AU)

NaOCl effect on biofilm produced by Staphylococcus aureus isolated from the milking environment and mastitis infected cows / Efeito do hipoclorito de sódio em biofilmes produzidos por Staphylococcus aureus isolados do ambiente de ordenha e de vacas com mastite

Biofilms constitute a physical barrier, protecting the encased bacteria from detergents and sanitizers. The objective of this work was to analyze the effectiveness of sodium hypochlorite (NaOCl) against strains of Staphylococcus aureus isolated from raw milk of cows with subclinical mastitis and Staphylococcus aureus isolated from the milking environment (blowers and milk conducting tubes). The results revealed that, in the presence of NaOCl (150ppm), the number of adhered cells of the twelve S. aureus strains was significantly reduced. When the same strains were evaluated in biofilm condition, different results were obtained. It was found that, after a contact period of five minutes with NaOCl (150ppm), four strains (two strains from milk , one from the blowers and one from a conductive rubber) were still able to grow. Although with the increasing contact time between the bacteria and the NaOCl (150ppm), no growth was detected for any of the strains. Concerning the efficiency of NaOCl on total biofilm biomass formation by each S. aureus strain, a decrease was observed when these strains were in contact with 150 ppm NaOCl for a total period of 10 minutes. This study highlights the importance of a correct sanitation protocol of all the milk processing units which can indeed significantly reduce the presence of microorganisms, leading to a decrease of cow´s mastitis and milk contamination.(AU)

Biofilmes são constituídos de bactérias aderidas a uma superfície e aderidas entre si envolvidas por um polissacarídeo de constituição proteica, lipídica e glicídica que conferem uma barreira física às bactérias dentro deste microambiente. O objetivo deste trabalho foi analisar a eficácia do hipoclorito de sódio (NaOCl) contra estirpes de Staphylococcus aureus isoladas de leite cru de vacas com mastite subclínica e Staphylococcus aureus isolados do ambiente de ordenha (borrachas de ordenhadeiras e mangueiras condutoras de leite). Os resultados revelaram que, na presença de hipoclorito de sódio (150ppm), o número de células aderidas das 12 estirpes de S. aureus analisadas foi significativamente reduzido. Quando as mesmas estirpes foram avaliadas em condições de biofilme, diferentes resultados foram obtidos. Verificou-se que, após um período de contato de cinco minutos com NaOCl (150ppm), quatro estirpes (duas estirpes de leite, uma estirpe das borrachas das ordenhadeiras e uma estirpe de uma mangueira condutora de leite) ainda eram capazes de crescer. Com o aumento do tempo de contato do hipoclorito e as bactérias, cada vez maior, na concentração de 150ppm, não foi detectado o crescimento das estirpes. Em relação à eficácia do NaOCl na formação total da biomassa do biofilme por cada uma das estirpes de S. aureus, observou-se decréscimo da biomassa dos biofilmes quando estas estirpes estavam em contato com o NaOCl na concentração de 150ppm durante um tempo total de 10 minutos. O estudo demonstra a importância de um protocolo de saneamento correto de todas as unidades de processamento de leite, que pode, efetivamente, reduzir a presença de microrganismos de forma significativa, conduzindo a uma diminuição da mastite e da contaminação do leite.(AU)

Composition, anti-quorum sensing and antimicrobial activity of essential oils from Lippia alba

Many Gram-negative pathogens have the ability to produce N-acylhomoserine lactones (AHLs) as signal molecules for quorum sensing (QS). This cell-cell communication system allows them to coordinate gene expression and regulate virulence. Strategies to inhibit QS are promising for the control of infectious diseases or antibiotic resistant bacterial pathogens. The aim of the present study was to evaluate the anti-quorum sensing (anti-QS) and antibacterial potential of five essential oils isolated from Lippia alba on the Tn-5 mutant of Chromobacterium violaceum CV026, and on the growth of the gram-positive bacteria S. aureus ATCC 25923. The anti-QS activity was detected through the inhibition of the QS-controlled violacein pigment production by the sensor bacteria. Results showed that two essential oils from L. alba, one containing the greatest geranial:neral and the other the highest limonene:carvone concentrations, were the most effective QS inhibitors. Both oils also had small effects on cell growth. Moreover, the geranial/neral chemotype oil also produced the maximum zone of growth inhibition against S. aureus ATCC 25923. These data suggest essential oils from L. alba have promising properties as QS modulators, and present antibacterial activity on S. aureus.

Ação antimicrobiana de especiarias sobre o desenvolvimento bacteriano

As especiarias são conhecidas por exercerem uma estabilidade frente à ação de micro-organismos, estando inseridas no grupo dos alimentos estáveis. Considerando os aspectos mencionados, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana de anis estrelado (Illicium verum Hook.), canela-em-pau (Cinnamomum zeylanicum), cardamono (Elettaria cardamomum L.), cravo-da-índia (Syzygium aromaticum), erva-doce (Pimpinella anisum L.), mostarda amarela (Brassica hirta Moench.), noz-moscada (Myristica fragrans Houtt), pimenta-da-jamaica (Pimenta officinalis Lindl.) e pimenta rosa (Schinus terebinthifolius Raddi). Para tanto foram utilizados extratos aquosos das diferentes especiarias, impregnados em discos de papel filtro de 6 mm de diâmetro, próprios para antibiograma, colocados em placas de Petri com meio de cultura apropriado, semeado previamente com os seguintes micro-organismos: Bacillus cereus, Bacillus subtilis (ATCC 6633), Salmonella Typhimurium (ATCC 14028), Salmonella Enteritidis e Staphylococcus aureus (ATCC 22923), posteriormente incubados a 35°C por 24 48 horas. Os extratos aquosos do anis estrelado (halo de 10 mm), canela em pau (15 mm), cardamono (12 mm), cravo-da-índia (10 mm) e pimenta rosa (10 mm) apresentaram atividade antimicrobiana significativa sobre S. Enteritidis. Sobre S. Typhimurium a inibição significativa ocorreu pela ação dos extratos de cardamono (halo de 10 mm), cravo-da-índia (15 mm) e erva-doce (10 mm). O extrato aquoso de cravo-da-índia forneceu o melhor resultado, uma vez que inibiu significativamente três das cinco bactérias testadas (S. aureus, Salmonella Enteritidis e S. Typhimurium).(AU)

Spices are known to fulfill a stability to the action of micro-organisms, being inserted in the group of stable foods. Considering the aspects mentioned, the aim of this study was to evaluate the antibacterial activity of star anise (Illicium verum Hook.), cinnamon (Cinnamomum zeylanicum), cardamom (Elettaria cardamomum L.), clove (Syrygium aromaticum), anise (Pimpinella anisum L.), yellow mustard (Brassica hirta Moench.), nutmeg (Myristica fragrans Houtt), allspice (Pimenta officinalis Lindl.) and pink pepper (Schinus terebinthifolius Raddi). For this purpose the various spices aqueous extracts impregnated in filter paper discs of 6 mm diameter, suitable for antibiogram placed in Petri dishes with the appropriate culture medium previously seeded with the following micro-organisms Bacillus cereus, Bacillus subtilis (ATCC 6633), Salmonella Typhimurium (ATCC 14028), Salmonella Enteritidis and Staphylococcus aureus (ATCC 22923), then incubated at 35 ° C for 24 - 48 hours. The aqueous extracts of star anise (inhibition zone 10 mm), cinnamon sticks (15 mm), cardamom (12 mm), clove India (10 mm) and pink pepper (10 mm) showed significant antimicrobial activity against S. Enteritidis. About S. Typhimurium significant inhibition occurred by the action of cardamom (inhibition zone 10 mm), clove India (15 mm) and fennel (10 mm). India clove aqueous extract provided the best outcome, since it significantly inhibited three of the five bacteria tested (S. aureus, Salmonella Enteritidis e S. Typhimurium).(AU)