Colonization by Streptococcus pneumoniae among children in Porto Velho, Rondônia, Western Brazilian Amazon / Colonização por Streptococcus pneumoniae em crianças na Amazônia Ocidental Brasileira, Porto Velho, Rondônia

Streptococcus pneumoniae is one of the primary pathogens that are associated with acute respiratory infections (ARI) that cause high rates of morbidity and mortality among children under five years of age in developed and developing countries. This study aimed to determine the prevalence of nasopharyngeal colonization, the antimicrobial resistance profile, and the capacity for biofilm formation by S. pneumoniae isolated from children aged 0-6 years with ARI throughout the Porto Velho-RO. A total of 660 swabs were collected from children with ARI. Molecular and biochemical tests were performed to characterize the isolates. The disk-difusion method and the E-test were used for antimicrobial sensitivity testing (TSA). Biofilm formation capacity was assessed using microtiter plate assays, and serotype detection was acheived using polymerase chain reaction (PCR) analyses. The colonization rate for S. pneumoniae was 8.9% (59/660) and exhibited a high prevalence in children under 23 months of age 64.4% (38/59). The observed serotypes were 9V and 19F with frequencies of 1.7% (1/59) and 13.6% (8/59), respectively. The antimicrobial susceptibility test revealed 100% (59/59) sensitivity to vancomycin. In contrast, trimethoprim and oxacillin exhibited high resistance rates of 76.3% (45/59) and 52.5% (31/59), respectively. Of the biofilm-forming isolates, 54.8% (23/42) possessed resistance to some antimicrobials. In this study, S. pneumoniae showed high rates of antimicrobial resistance and the ability to form biofilms, as these are factors that favor bacterial persistence and can cause serious damage to the host.(AU)

Streptococcus pneumoniae é um dos principais patógenos associados a infecções respiratórias agudas (IRAs) que causam altas taxas de morbidade e mortalidade entre crianças menores de cinco anos de idade em países desenvolvidos e em desenvolvimento. Este estudo teve como objetivo determinar a prevalência de colonização da nasofaringe, o perfil de resistência antimicrobiana e a capacidade de formação de biofilme dos S. pneumoniae isolados de crianças de 0 a 6 anos com IRA na cidade de Porto Velho-Rondônia. Um total de 660 swabs foi coletado de crianças com IRA. Testes moleculares e bioquímicos foram realizados para identificar os isolados bacterianos. O método de disco-difusão e o E-test foram utilizados para o teste de sensibilidade antimicrobiana (TSA). A capacidade de formação de biofilme foi avaliada por meio de ensaios em placas de microtitulação e a detecção de sorotipos foi obtida por meio de análises de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). A taxa de colonização por S. pneumoniae foi de 8,9% (59/660) e apresentou alta prevalência em menores de 23 meses de idade 64,4% (38/59). Os sorotipos identificados foram 9V e 19F com frequências de 1,7% (1/59) e 13,6% (8/59) respectivamente. O teste de sensibilidade aos antimicrobianos revelou 100% (59/59) de sensibilidade à vancomicina. Em contraste, trimetoprima e oxacilina apresentaram altas taxas de resistência de 76,3% (45/59) e 52,5% (31/59) respectivamente. Dos isolados formadores de biofilme 54,8% (23/42) possuíam resistência a alguns dos antimicrobianos. Neste estudo, S. pneumoniae apresentou altas taxas de resistência antimicrobiana e capacidade de formar biofilmes, pois são fatores que favorecem a persistência bacteriana e podem causar sérios danos ao hospedeiro.(AU)

In vitro antibacterial activities of silver nanoparticles synthesised using the seed extracts of three varieties of Phoenix dactylifera / Atividades antibacterianas in vitro de nanopartículas de prata sintetizadas usando extratos de sementes de três variedades de Phoenix dactylifera

Green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) is an ecofriendly, cost-effective and promising approach for discovery of novel therapeutics. The aim of the current work was to biogenic synthesize, characterize AgNPs using seed extracts of three economically important varieties of date palm (Iklas, Irziz and Shishi), and assess their anti-pathogenic bacterial activities. AgNPs were synthesised then characterised using electron microscopy and Fourier transform infrared analyses. The bactericidal activities of AgNPs against five different bacterial pathogens, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, methicillin-resistant Staphylococcus aureus and Streptococcus pneumoniae, were determined in vitro. In particular, changes in membrane integrity of virulent bacterial strains in response to AgNPs were investigated. Results of lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase activity assays, and measurement of membrane potential revealed that the cytotoxic effects of the AgNPs were mainly centred on the plasma membrane of bacterial cells, leading to loss of its integrity and eventually cell death. In conclusion, green synthesis of AgNPs is an efficient, cost-effective and promising strategy to combat virulent antibiotic-resistant strains.

A síntese verde de nanopartículas de prata (AgNPs) é uma abordagem ecologicamente correta, econômica e promissora para a descoberta de novas terapêuticas. O objetivo do presente trabalho foi sintetizar biogênica, caracterizar AgNPs usando extratos de sementes de três variedades economicamente importantes de tamareira (Iklas, Irziz e Shishi) e avaliar suas atividades bacterianas antipatogênicas. AgNPs foram sintetizados e caracterizados usando microscopia eletrônica e análise de infravermelho por transformada de Fourier. As atividades bactericidas de AgNPs contra cinco diferentes patógenos bacterianos, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus resistente à meticilina e Streptococcus pneumoniae, foram determinadas in vitro. Em particular, foram investigadas alterações na integridade da membrana de cepas bacterianas virulentas em resposta a AgNPs. Os resultados da lactato desidrogenase, dos ensaios da atividade da fosfatase alcalina e da medição do potencial de membrana revelaram que os efeitos citotóxicos dos AgNPs estavam principalmente centrados na membrana plasmática das células bacterianas, levando à perda de sua integridade e, eventualmente, à morte celular. A síntese verde de AgNPs é uma estratégia eficiente, econômica e promissora para combater cepas virulentas resistentes a antibióticos.

In vitro antibacterial activities of silver nanoparticles synthesised using the seed extracts of three varieties of Phoenix dactylifera / Atividades antibacterianas in vitro de nanopartículas de prata sintetizadas usando extratos de sementes de três variedades de Phoenix dactylifera

Green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) is an ecofriendly, cost-effective and promising approach for discovery of novel therapeutics. The aim of the current work was to biogenic synthesize, characterize AgNPs using seed extracts of three economically important varieties of date palm (Iklas, Irziz and Shishi), and assess their anti-pathogenic bacterial activities. AgNPs were synthesised then characterised using electron microscopy and Fourier transform infrared analyses. The bactericidal activities of AgNPs against five different bacterial pathogens, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, methicillin-resistant Staphylococcus aureus and Streptococcus pneumoniae, were determined in vitro. In particular, changes in membrane integrity of virulent bacterial strains in response to AgNPs were investigated. Results of lactate dehydrogenase, alkaline phosphatase activity assays, and measurement of membrane potential revealed that the cytotoxic effects of the AgNPs were mainly centred on the plasma membrane of bacterial cells, leading to loss of its integrity and eventually cell death. In conclusion, green synthesis of AgNPs is an efficient, cost-effective and promising strategy to combat virulent antibiotic-resistant strains.(AU)

A síntese verde de nanopartículas de prata (AgNPs) é uma abordagem ecologicamente correta, econômica e promissora para a descoberta de novas terapêuticas. O objetivo do presente trabalho foi sintetizar biogênica, caracterizar AgNPs usando extratos de sementes de três variedades economicamente importantes de tamareira (Iklas, Irziz e Shishi) e avaliar suas atividades bacterianas antipatogênicas. AgNPs foram sintetizados e caracterizados usando microscopia eletrônica e análise de infravermelho por transformada de Fourier. As atividades bactericidas de AgNPs contra cinco diferentes patógenos bacterianos, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus aureus resistente à meticilina e Streptococcus pneumoniae, foram determinadas in vitro. Em particular, foram investigadas alterações na integridade da membrana de cepas bacterianas virulentas em resposta a AgNPs. Os resultados da lactato desidrogenase, dos ensaios da atividade da fosfatase alcalina e da medição do potencial de membrana revelaram que os efeitos citotóxicos dos AgNPs estavam principalmente centrados na membrana plasmática das células bacterianas, levando à perda de sua integridade e, eventualmente, à morte celular. A síntese verde de AgNPs é uma estratégia eficiente, econômica e promissora para combater cepas virulentas resistentes a antibióticos.(AU)

The virulence of Streptococcus pneumoniae partially depends on dprA

Streptococcus pneumoniae is one of the most frequent opportunistic pathogens worldwide. DNA processing protein A (DprA) is an important factor involved in bacterial uptake and DNA integration into bacterial genome, but its role in S. pneumoniae virulence remains unclear. The aim of this study was to characterize the effects of the pneumococcal dprA gene on the pathogenesis of S. pneumoniae. To construct a dprA-deficient pneumococcal strain, the dprA gene of the S. pneumoniae strain D39 was inactivated. The virulence of this dprA-deficient strain, designated ΔD39, was compared with that of the wild-type strain by evaluating their respective capabilities to adhere to human pulmonary epithelial cells (PEC-A549) and by analyzing their choline-binding protein expression levels. In addition, the expression profiles of genes associated with virulence and host survival assays were also conducted with the mutant and the wild-type strain. Our results indicate that the capability of ΔD39 to adhere to the PEC-A549 airway cells was significantly lower (p < 0.01) compared with D39. Additionally, the 100-KD choline-binding protein was not detected in ΔD39. The addition of competence-stimulating peptide (CSP) lead to a significantly reduction of psaA mRNA expression in the dprA-deficient mutant and an increased level of psaA transcripts in the wild-type strain (p < 0.01). The median survival time of mice intraperitoneally infected with ΔD39 was significantly higher (p < 0.01) than that of mice infected with D39. The results of this study suggest that DprA has a significant effect on virulence characteristics of S. pneumoniae by influencing the expression of choline-binding protein and PsaA.(AU)

Avaliação de resultados discrepantes obtidos na execução de PCR em tempo real em amostras de pacientes com suspeita clínica de meningite bacteriana / Inconsistent results in real-time PCR in analyzing samples from patients with suspected bacterial meningitis

O princípio básico para obter resultado confiável é a compatibilidade entre as réplicas e sua reprodutibilidade. Na rotina diagnóstica por PCR em tempo real (PCR-TR), em que centenas de amostras são processadas, a obtenção de resultados com Cts tardios ou réplicas que diferem entre si por mais de três unidades, são inevitáveis. Das 3.000 amostras processadas em 2010, em duplicata, na rotina diagnóstica das meningites bacterianas por PCR-TR na pesquisa de N. meningitidis, S. pneumoniae e H. influenzae,157 (5,2 %), apresentaram inconsistência entre as réplicas (diferença entre Cts maior do que 3) e/ou altos valores de Cts; e os ensaios foram retestados. O presente trabalho investigou estes resultados obtidos, os benefícios destas repetições e as possíveis razões da ocorrência dos resultados discrepantes. Verificou-se que, apenas 18 (11 %) das amostras submetidas à repetição, apresentaram resultados positivos. Erros humanos inerentes à pipetagem, como o uso de pipetas não calibradas, a baixa concentração de DNA alvo nas amostras, a degradação da sonda ou mesmo a possível contaminação aleatória são fatores que contribuem para induzir resultados discrepantes. A realização do ensaio de PCR-TR com amostras em duplicata e a repetição de ensaios com resultados discordantes é um artifício eficiente para avaliar e definir estes resultados.(AU)

The basic principle for obtaining a reliable result is the consistency found among the replicas and its reproducibility. In a diagnostic routine by using real-time PCR (RT-PCR), when hundreds samples are processed, and results with late Cts or replicas that differ by more than three units are inevitable. Of 3,000 samples processed in 2010, in duplicate, in the diagnostic routine of bacterial meningitis by RT-PCR for detecting N. meningitidis, S. pneumoniae and H. influenzae, 157 (5.2 %) samples showed inconsistencyamong replicas (difference between Cts higher than three units) and/or high Cts values; and the samples were retested. This study assessed these results, the benefits of its repetitions and probable reasons for the occurrence of these discrepant results. Among the retested samples, 18 (11 %) only showed positive results. Human errors inherent to pipetting, use of non-calibrated pipettes, low concentration of target DNA in the analyzed samples, probe degradation or even random contamination are factors which contribute to induce the discrepant results. Performing RT-PCR assay with samples in duplicate and retesting thesamples showing discordant results constitute a device for efficiently evaluating and defining these results.(AU)

Prevalence of Gram positive bacteria in the affected individuals of Otitis media with effusion from the indigenous population of Southern Punjab, Pakistan: first report / Prevalência de bactérias Gram-positivas em indivíduos afetados por Otite média com efusão da população indígena do sul de Punjab, Paquistão: primeiro relatório

Otitis media with effusion (OME) is a type of otitis media (OM) characterized by the presence of fluid behind intact tympanic membrane and is one of the most common diseases of early childhood. It is an infectious disease associated with the presence of many pathogenic bacteria in the middle ear of affected individuals. This study was aimed to determine the prevalence of Gram-positive bacteria from the middle ear of OME patients in the population of Southern Punjab, Pakistan. The incidence of OME under comprehensive healthcare setting was investigated in patients who consulted at the department of ear, throat and nose, Bahawal Victoria Hospital (BVH), Bahawalpur, from December, 2019 to May, 2021. Ear swabs were taken from affected and normal individuals. After culturing bacteria from the ear swabs, microscopic analysis and biochemical tests were performed to characterize the cultured Gram-positive bacteria. Out of 352 patients examined, 109 (30.9%) patients had OME. Age of the participants ranged from 14 to 50 years; individuals between the ages of 14 and 22 years had the highest infection rates, while individuals between 40 and 50 years had the lowest rate of infection. Tympanic membrane perforation, fever, cough, sore throat, ear pain and hearing problem showed association with symptoms of OME. Microscopic analysis and biochemical characterization showed the presence of streptococci and staphylococci in all the studied samples. The most frequently isolated bacteria were Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, and Staphylococcus aureus with percentage of 53.3%, 20% and 13.3% respectively. Enterococcus faecalis (6.6%) and Staphylococcus epidermidis (6.6%) were also identified in the studied samples. This study will help in the better medical administration of OME affected individuals.

A otite média com efusão (OME) é um tipo de otite média (OM) caracterizada pela presença de líquido atrás da membrana timpânica intacta e é uma das doenças mais comuns durante a primeira infância. Trata-se de uma doença infecciosa associada à presença de muitas bactérias patogênicas na orelha média dos indivíduos afetados. Este estudo teve como objetivo determinar a prevalência de bactérias Gram-positivas do ouvido médio de pacientes com OME na população do sul de Punjab, Paquistão. A incidência de OME em ambiente de saúde abrangente foi investigada em pacientes que consultaram no departamento de ouvido, garganta e nariz, Hospital Bahawal Victoria (BVH), Bahawalpur, de dezembro de 2019 a maio de 2021. Cotonetes de orelha foram coletados de indivíduos afetados e normais. Após a cultura das bactérias dos swabs auriculares, análises microscópicas e testes bioquímicos foram realizados para caracterizar as bactérias Gram-positivas cultivadas. Dos 352 pacientes examinados, 109 (30,9%) apresentavam OME. A idade dos participantes variou de 14 a 50 anos; indivíduos entre 14 e 22 anos apresentaram as maiores taxas de infecção, enquanto indivíduos entre 40 e 50 anos apresentaram as menores taxas de infecção. Perfuração da membrana timpânica, febre, tosse, dor de garganta, dor de ouvido e problema de audição apresentaram associação com sintomas de OME. A análise microscópica e a caracterização bioquímica mostraram a presença de estreptococos e estafilococos em todas as amostras estudadas. As bactérias isoladas com maior frequência foram Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes e Staphylococcus aureus com percentuais de 53,3%, 20% e 13,3%, respectivamente. Enterococcus faecalis (6,6%) e Staphylococcus epidermidis (6,6%) também foram identificados nas amostras estudadas. Este estudo ajudará na melhor administração médica de indivíduos afetados por OME.

Integrated computational approaches assisted development of a novel multi-epitope vaccine against MDR Streptococcus pseudopneumoniae / Abordagens computacionais integradas que auxiliaram no desenvolvimento de uma nova vacina multiepítopo contra Streptococcus pseudopneumoniae multirresistente

The emergence of antibiotic resistance (AR) in bacteria is becoming an alarming health concern because it allows them to adapt themselves to changing environments. It is possible to prevent the spread of AR in many ways, such as reducing antibiotic misuse in human and veterinary medicine. Streptococcus pseudopneumoniae is one of these AR bacterial species that can cause pneumonia in humans and is responsible for high mortality and morbidity rates. It is oval shaped gram-positive bacterium that shows resistance to several antibiotics like penicillin, tetracycline, ciprofloxacin, erythromycin, and co-trimoxazale and no approved vaccine is available to overcome diseases of the pathogen. Thus, substantial efforts are necessary to select protective antigens from a whole genome of pathogens that are easily tested experimentally. The in silico designed vaccine was safe and potent in immunizing individuals against the aforementioned pathogens. Herein, we utilized a subtractive genomic approach to identify potential epitope-based vaccine candidates against S. pseudopneumoniae. In total, 50850 proteins were retrieved from the NCBI, representing the complete genome of S. pseudopneumoniae. Out of the total, CD-HIT analysis identified 1022 proteins as non-redundant and 49828 proteins as redundant and further subjected for subcellular localization in which bulk of proteins was located in the cytoplasm, with seven extracellular proteins (penicillin-binding protein, alpha-amylase, solute-binding protein, hypothetical protein, CHAP domain-containing protein, polysaccharide deacetylase family protein, hypothetical protein). Six immune cells epitopes (SNLQSENDRL, RNDSLQKQAR, NPTTTSEGF, KVKKKNNKK, AYSQGSQKEH, and SVVDQVSGDF) were predicted with the help of the IEDB server. To design a multi-epitopes vaccine these immune cell epitopes were together by GPGPG and adjuvant linker to enhance immune response efficacy. The 3D structure of the designed vaccine was modeled and conducted molecular docking and dynamic simulation studies were to check the binding efficacy with immune cells receptor and dynamic behavior of the docked complex. Finally, we concluded that the designed vaccine construct can provoke a proper and protective immune response against S. pseudopneumoniae.

O surgimento de resistência a antibióticos (AR) em bactérias tem se tornando uma preocupação sanitária alarmante, uma vez que permite que elas se adaptem a ambientes em constante alteração. É possível prevenir a disseminação da RA de várias maneiras, como reduzir o uso indevido de antibióticos na medicina humana e veterinária. O Streptococcus pseudopneumoniae é uma dessas espécies bacterianas de AR que podem causar pneumonia em humanos e são responsáveis por altas taxas de mortalidade e morbidade. É uma bactéria gram-positiva de forma oval que mostra resistência a diversos antibióticos como penicilina, tetraciclina, ciprofloxacina, eritromicina e cotrimoxazale, além disso, nenhuma vacina aprovada está disponível para superar as doenças do patógeno. Assim, esforços substanciais são necessários para selecionar antígenos protetores de todo um genoma de patógenos que são facilmente testados experimentalmente. A vacina projetada in silico foi considerada segura e potente na imunização de indivíduos contra os patógenos mencionados. Neste trabalho, utilizamos uma abordagem genômica subtrativa para identificar potenciais candidatos a vacinas baseadas em epítopos contra S. pseudopneumoniae. No total, 50.850 proteínas foram recuperadas do NCBI, representando o genoma completo de S. pseudopneumoniae. Do total, a análise de CD-HIT identificou 1.022 proteínas como não redundantes e 49.828 proteínas como redundantes e posteriormente submetidas à localização subcelular na qual a maior parte das proteínas estava localizada no citoplasma, com sete proteínas extracelulares (proteína de ligação à penicilina, alfa- amilase, proteína de ligação a soluto, proteína hipotética, proteína contendo domínio CHAP, proteína da família polissacarídeo desacetilase, proteína hipotética). Seis epítopos de células imunes (SNLQSENDRL, RNDSLQKQAR, NPTTTSEGF, KVKKKNNKK, AYSQGSQKEH e SVVDQVSGDF) foram previstos com a ajuda do servidor IEDB. Para projetar uma vacina de múltiplos epítopos, esses epítopos de células imunes foram reunidos por GPGPG e um ligante adjuvante para aumentar a eficácia da resposta imune. A estrutura 3D da vacina projetada foi modelada e conduzido estudos de docking molecular e simulação dinâmica para verificar a eficácia da ligação com o receptor de células imunes e o comportamento dinâmico do complexo docked. Finalmente, concluímos que a construção da vacina projetada pode provocar uma resposta imune adequada e protetora contra S. pseudopneumoniae.