O Laboratório de Microbiologia Molecular da UFCSPA foi inaugurado em 2016 e desenvolve atividades de ensino, pesquisa e extensão, visando a formação de recursos humanos, a ética e a qualidade na promoção da saúde. Atualmente cinco docentes, inseridos em quatro grupos de pesquisa, realizam estudos nas áreas de Microbiologia básica e aplicada e contam com colaborações de professores de universidades e instituições nacionais e internacionais. O Grupo de Pesquisa em Cocos Gram Positivos, coordenado pelos Profs. Pedro Alves d’Azevedo e Cícero Armídio Dias, realiza estudos com amostras clínicas de portadores de infecções invasivas para investigar a nível genético o perfil epidemiológico de resistência aos antimicrobianos usualmente utilizados no tratamento e a eficácia de vacinas disponibilizadas pelo Ministério da Saúde.

Já o Grupo de Pesquisa BioModal (Biofilmes e Modelos Alternativos), coordenado pela Prof. Karine Rigon Zimmer, e o Grupo de Pesquisa BACMEA (Bacteriologia e Modelos Experimentais Alternativos), coordenado pela Prof. Danielle da Silva Trentin, buscam identificar moléculas naturais e sintéticas com atividades antimicrobiana e antivirulência frente a patógenos de interesse clínico. Adicionalmente, os grupos investigam as vias fenotípicas e genotípicas envolvidas na ação desses compostos e avaliam a toxicidade e a eficácia dos mesmos em modelos in vivo alternativos como Caenorhabditis elegans e Galleria mellonella. A área da Virologia é coordenada pelo Prof. Vlademir Cantarelli, sendo a co-infecção de bactérias e vírus um dos principais temas estudados.

Atualmente o Laboratório de Microbiologia Molecular conta com equipe multidisciplinar, composta por 14 alunos de iniciação científica de diferentes cursos de graduação e 6 alunos de mestrado, 11 de doutorado e 2 de pós-doutorado, vinculados aos Programas de Pós-Graduação em Ciências da Saúde e Biociências da UFCSPA. Anualmente, os discentes e docentes do laboratório desenvolvem um projeto de extensão, o NEMA (Núcleo de Estudos em Microbiologia Aplicada), aberto a comunidade em geral, abordando em cada edição diferentes tópicos da microbiologia e suas interfaces acadêmicas, científicas e sociais.

Tópicos de Pesquisa

  • Grupo de Pesquisa em Cocos Gram Positivos: Caracterização epidemiológica de Cocos Gram positivos

Nesta linha de pesquisa realizamos a caracterização fenotípica e genotípica de Cocos Gram positivos multirresistentes. Nossos estudos consistem na investigação da epidemiologia molecular de bactérias comunitárias e hospitalares, principalmente Staphylococcus aureusStaphylococcus coagulase negativos, Streptococcus pneumoniae e Enterococcus spp., frente ao emergente quadro de resistência aos antimicrobianos utilizados usualmente no tratamento das infecções causadas por estes micro-organismos. Os resultados obtidos auxiliam na construção de um perfil epidemiológico destas infecções a nível estadual e nacional, contribuindo para o melhor entendimento dos mecanismos de resistência e sua propagação, assim como no desenvolvimento de programas de controle e vigilância com consequente repercussão na saúde pública.

  • Suscetibilidade aos antimicrobianos, diversidade fenotípica e genética de Streptococcus pneumoniae

A linha de pesquisa investiga a presença e a atuação de pneumococos em infecções invasivas e entre carreadores. Os estudos visam definir o perfil de suscetibilidade aos antimicrobianos e a distribuição dos sorotipos na comunidade, especialmente após a introdução da vacina pneumocócica no Brasil. São também realizados estudos genotípicos para estudo da dinâmica populacional do pneumococo em nosso meio. A linha investiga também fatores de virulência do micro-organismo.

  • BACMEA: Estudos funcionais e estruturais de moléculas com potencial biotecnológico para aplicação em processos infecciosos

Nesta linha de pesquisa visamos a identificação e determinação de mecanismo de ação de compostos capazes de atenuar a virulência bacteriana em estudos in vitro e in vivo com o modelo experimental de larvas de Galleria mellonella. São estudados compostos obtidos de diversas fontes naturais (tais como produtos do metabolismo de plantas, de micro-organismos, de animais invertebrados) ou obtidos por processos de síntese química a fim de determinar sua ação antimicrobiana ou anti-virulência (inibidor de biofilmes bacterianos, de toxinas, de pigmentos anti-oxidantes) frente a patógenos bacterianos de importância clínica. A atividade observada in vitro é avaliada também no modelo invertebrado de larvas de G. mellonella, a fim de confirmar eficácia e ausência de toxicidade in vivo, sendo esta uma etapa preliminar ao estudo em animais mamíferos.

  • BACMEA: Avaliação da degradação do plástico sintético por larvas de Galleria mellonella

As larvas Galleria mellonella são utilizadas no nosso laboratório como hospedeiro experimental para investigar processos infecciosos. No entanto, observamos que as larvas conseguem se alimentar de plástico. Nesta linha de pesquisa objetivamos entender o processo de degradação natural do polietileno (PE) por larvas de G. mellonella, o que poderia fornecer soluções para gerenciar o problema deste resíduo. De fato, o PE presente em sacos plásticos e embalagens, é um material inerte amplamente resistente à biodegradação e representa uma ameaça ecológica crescente para a vida terrestre e marinha. A sua rápida degradação por larvas de Galleria mellonella foi relatada em 2017, no entanto, não está claro se a atividade provém das larvas ou da atividade enzimática da microbiota. Para responder a essa questão, são realizadas análises culturais e metagenômicas da microbiota, análises de transcriptômica comparativa, purificação e caracterização de enzimas larvais e/ou microbiana e, análises físico-químicas do PE para comprovar sua degradação.

  • BioModal: Estratégias para a inibição de fatores de virulência bacterianos

Nesta linha de pesquisa temos como objetivo a busca, isolamento e elucidação estrutural de moléculas com potencial atividade antimicrobiana e antivirulência, especialmente contra biofilmes bacterianos, a partir de resíduos agroindustriais. Adicionalmente, buscamos esta atividade biológica em compostos sintéticos. As moléculas selecionadas com tal atividade são testadas quanto a toxicidade e performance antivirulência em ensaios in vitro bem como no modelo invertebrado de Caenorhabditis elegans. O grupo igualmente avalia, através de testes fenotípicos e genotípicos, as vias de ação desses compostos bioativos.

  • Aspectos pré-clínicos, clínicos e laboratoriais das doenças

Nesta linha de pesquisa se visa a identificação e caracterização de patógenos associados a infecções humanas, como meningites e otites, através de uso de metodologias moleculares, como a reação a PCR em tempo real. Também são buscadas colaborações internacionais para avaliação do microbioma associado a determinadas amostras clínicas, atualmente focado em bactérias e vírus associados às otites médias agudas recorrentes de crianças menores de 5 anos de idade. Estas análises demonstram a presença de bactérias e vírus além dos patógenos clássicos, levantando questões sobre o significado destes micro-organismos e potencial contribuição para a infecção e seu tratamento.

Principais técnicas utilizadas

  • Cultura de micro-organismos
  • Ensaios fenotípicos para detecção de fatores de virulência (quantificação de biofilme, motilidade bacteriana, produção de hemólise, quantificação de pigmentos) e de resistência aos antimicrobianos
  • Ensaios genotípicos (PCR) para detecção de genes de virulência e resistência aos antimicrobianos
  • Ensaios de PCR em tempo real para detecção de micro-organismos patogênicos em amostras diversas.
  • Ensaios para genotipagem de micro-organismos
  • PCR-Multiplex para dedução de sorotipos de Streptococcus pneumoniae
  • Ensaios microbiológicos para determinação da ação de compostos: atividade antivirulência e antimicrobiana (determinação de CIM, combinação de agentes por checkerboard e time-kill, efeito bacteriostático x bactericida)
  • Fracionamento e purificação de compostos bioativos
  • Ensaios de toxicidade in vivo em modelo de G. mellonella e C. elegans
  • Ensaios de eficácia in vivo de compostos anti-infectivos em modelo de G. mellonella e C. elegans

Equipe

Coordenador

Prof. Dr. Pedro Alves d’Azevedo

Orientador no PPG Ciências da Saúde e Biociências

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http://lattes.cnpq.br/1128567831503121

Pesquisadores

Prof. Dr. Cícero Armídio Gomes Dias

Orientador no PPG Ciências da Saúde e PPG Pediatria

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https://www.ufcspa.edu.br/index.php/paginas-de-professores/5846-cicero-armidio-gomes-dias-phd

https://orcid.org/0000-0002-8358-1183

https://www.researchgate.net/profile/Cicero_Dias4

http://lattes.cnpq.br/4210736744039060

Profª. Drª. Karine Rigon Zimmer

Orientadora no PPG Biociências

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http://lattes.cnpq.br/3861035751166105

https://orcid.org/0000-0002-7962-7353

Profª. Drª. Danielle da Silva Trentin

Orientadora no PPG Biociências

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https://www.ufcspa.edu.br/index.php/paginas-de-professores/5853-danielle-da-silva-trentin-phd

http://lattes.cnpq.br/3005629333520779

https://www.researchgate.net/profile/Danielle_Trentin

https://orcid.org/0000-0002-8622-1052

Prof. Vlademir Vicente Cantarelli

Orientador no PPG de Ciências da Saúde

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http://lattes.cnpq.br/6968701934908192

Muriel Primon de Barros

Pós-doutoranda do PPG Ciências da Saúde

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http://lattes.cnpq.br/1797059518227801

https://orcid.org/0000-0002-7117-7714

Daniele Vargas de Oliveira

Pós-doutoranda do PPG Ciências da Saúde

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http://lattes.cnpq.br/1224413840338700

https://orcid.org/0000-0001-7168-8963

Publicações

Prof. Pedro Alves d’Azevedo

  • Rossato, A. M.; Reiter Kc; d’Azevedo, P.A. Coexistence of virulence genes in methicillin-resistant Staphylococcus aureus clinical isolates. Sociedade Brasileira de Medicina Tropical. Revista, v. 51, p. 361-363, 2018.
  • Prichula, J.; Pereira, R.I.; d’Azevedo, P.A.; Frazzon, J.; Frazzon, A.P.G. Resistance to antimicrobial agents among enterococci isolated from fecal samples of wild marine species in the southern coast of Brazil. Marine Pollution Bulletin, v. 4, p. 4, 2016.
  • Rauber, J.M.; Carneiro, M.; Arnhold, G.H.O.; Zanotto, M.B.; Wappler, P.R.; Baggiotto, B.; Valim, A.R.M.; d’Azevedo, P.A. Multidrug-resistant Staphylococcus spp and its impact on patient outcome. American Journal of Infection Control, v. 44, p. e261-e263, 2016.
  • Silveira, A.C.O.; Caierao, J.; Córdova, C.; d’Azevedo, P.A. MRSA from Santa Catarina State, Southern Brazil: intriguing epidemiological differences compared to other Brazilian Regions. Brazilian Journal of Infectious Diseases. The Brazilian Journal of Infectious Diseases, v. 1, p. 1-1, 2015.
  • Reiter, K.C.; Sant’ann, F.H.; d’Azevedo, P.A. Upregulation of icaA, atlE and aap genes by linezolid but not vancomycin in Staphylococcus epidermidis RP62A biofilms. International Journal of Antimicrobial Agents, p. 248-253, 2013.

Prof. Cícero Armídio Gomes Dias

  • Pinto, T.C.; Kegele, F.C.; Dias, C.A.; Barros, R.R.; Peralta, J.M.; Merquior, V.L.; Carvalho, M.D.; Chochua, S.; Hawkins, P.; McGee, L.; Teixeira, L.M. Streptococcus pneumoniae serotypes 9 and 14 circulating in Brazil over a 23-year period prior to introduction of the 10-valent pneumococcal conjugate vaccine: role of international clones in the evolution of antimicrobial resistance and description of a novel genotype. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 60(11):6664-6672, 2016.
  • Caierão, J.; Hawkins, P.; Sant’anna, F.H.; Cunha, G.R.; d’Azevedo, P.A; McGee, L.; Dias, C. Serotypes and genotypes of invasive Streptococcus pneumoniae before and after PCV10 implementation in southern Brazil. PLoS One, 9(10):e111129, 2014.
  • Becker, A.P.; Santos, O.; Castrucci, F.M.; Dias, C.; d’Azevedo, P.A. First report of methicillin-resistant Staphylococcus aureus Cordobes/Chilean clone involved in nosocomial infections in Brazil. Epidemiology & Infection, 140(8):1372-5, 2012.
  • Dias, C.A.; Agnes, G.; Frazzon, A.P.; Kruger, F.D.; d’Azevedo, P.A.; Carvalho, M.da G.; Facklam. R.R; Teixeira, L.M. Diversity of mutations in the atpC gene coding for the c subunit of F 0F1 ATPase in clinical isolates of optochin-resistant Streptococcus pneumoniae from Brazil. Journal of Clinical Microbiology, 45(9):3065-7, 2007.
  • Dias, C.A.; Teixeira, L.M.; Carvalho, M.da G; Beall, B. Sequential multiplex PCR for determining capsular serotypes of pneumococci recovered from Brazilian children. Journal of Medical Microbiology, 56(Pt 9):1185-8, 2007.

Profª. Danielle da Silva Trentin

  • Silva, L.N.; Hora, G.C.; Soares, T.A.; Bojer, M.S.; Ingmer, H.; Macedo, A.J.; Trentin, D.S. Myricetin protects Galleria mellonella against Staphylococcus aureus infection and inhibits multiple virulence factors. Scientific Reports, v. 7, p. 1-16, 2017.
  • Silva, L.N.; Zimmer, K.R.; Macedo, A.J.; Trentin, D.S. Plant natural products targeting bacterial virulence factors. Chemical Reviews, v. 116, p. 9162-9236, 2016.
  • Trentin, D.S.; Silva, D.B.; Frasson, A.P.; Rzhepishevska, O.; Silva, M.V.; Pulcini, E. L.; James, G.; Soares, G.V.; Tasca, T.; Ramstedt, M.; Giordani, R.B.; Lopes, N.P.; Macedo, A.J. Natural green coating inhibits adhesion of clinically important bacteria. Scientific Reports, v. 5, p. 8287, 2015.
  • Trentin, D.S.; Silva, D.B.; Amaral, M.W.; Zimmer, K.R.; Silva, M.V.; Lopes, N.P.; Giordani, R.B.; Macedo, A.J. Tannins possessing bacteriostatic effect impair Pseudomonas aeruginosa adhesion and biofilm formation. Plos One, v. 8, p. e66257, 2013.
  • Trentin, D.S.; Bonatto, F.; Zimmer, K. R.; Ribeiro, V.B.; Antunes, A.L.S.; Barth, A.L.; Soares, G.V.; Krug, C.; Baumvol, I.J.R.; Macedo, A.J. N2/H2 plasma surface modifications of polystyrene inhibit the adhesion of multidrug resistant bacteria. Surface & Coatings Technology, v. 245, p. 84-91, 2014.

Profª. Karine Rigon Zimmer

  • Borowski, R. R. V.; Zimmer, K. R.; Leonardi, B. F.; Trentin, D. S.; Silva, R. C.; Barros, M. P.; Macedo, A.J.; Gnoatto, S.C.B.; Gosmann, G.; Zimmer, A. R. Red pepper Capsicum baccatum: source of antiadhesive and antibiofilm compounds against nosocomial bacteria. Industrial Crops and Products, v. 127, p. 148-157, 2019
  • Silva, L.N.; Zimmer, K.R.; Macedo, A.J.; Trentin, D.S. Plant natural products targeting bacterial virulence factors. Chemical Reviews, v. 116, p. 9162-9236, 2016.
  • Zimmer, K.R.; Blum-Silva, C. H.; Souza, A.L.; Wulffschuch, M.; Reginatto, F. H.; Pereira, C. M. P.; Macedo, A.J.; Lencina, C.L. The Antibiofilm Effect of Blueberry Fruit Cultivars Against Staphylococcus epidermidis and Pseudomonas aeruginosa. Journal of Medicinal Food, v. 17, p. 324-331, 2014.
  • Zimmer, K. R.; Macedo, A. J.; Giordani, R. B.; Conceição, J.M.; Nicastro, G. G.; Boechat, A. L.; Baldini, R. L.; Abraham, W.R.; Termignoni, C. A steroidal molecule present in the egg wax of the tick Rhipicephalus (Boophilusmicroplus inhibits bacterial biofilms. Environmental Microbiology, v. 15, p. 2008-2018, 2013.

Prof. Vlademir Vicente Cantarelli

  • Van, T. C.; Nguyen, S.V.; Nguyen, T.V.; Hoang, H. T.T.; Pham, P. T. M.; Do, H. T. T.; Vu, H.T.; Dao, G. H.; Nguyen, L.H.; Cantarelli, V. V.; Silva, V. An unusual presentation of disseminated histoplasmosis in a non-HIV patient from Vietnam. RevistaIberoamericanade Micologia. v.1, p.X – , 2019.
  • Soares, S.S.; Souza, T.K.; Berté, F.K.; Cantarelli, V.V.; Rott, M.B. Occurrence of Infected Free-Living Amoebae in Cooling Towers of Southern Brazil. Current Microbiology. v.X, p.1 – 8, 2017.
  • Nhantumbo, A.A.; Weldegebriel, G.; Katsande, R.; De Gouveia, L.; Comé, C. E.; Cuco, A. Z.; Cantarelli, V. V.; Dias, C.; Caierão, J.; Mathiu, J. M.; Gudo, E.S.. Surveillance of impact of PCV-10 vaccine on pneumococcal meningitis in Mozambique, 2013 – 2015. PLoS One. v.12, p.e0177746 – , 2017.
  • Nhantumbo, A. A.; Gudo, E. S.; Caierão, J.; Munguambe, A. M.; Comé, C.E.; Zimba, T. F.; Moraes, M. O.; Dias, C.; Cantarelli, V. V. Serotype distribution and antimicrobial resistance of Streptococcus pneumoniae in children with acute bacterial meningitis in Mozambique: implications for a national immunization strategy. BMC Microbiology (Online). v.16, p.134 – , 2016.
  • Nhantumbo, A. A.; Cantarelli, V.V.; Caireão, J.; Munguambe, A. M.; Comé, C. E.; Pinto, G.C.; Zimba, T. F.; Mandomando, I.; Semá, C. B.; Dias, C.; Moraes, M.O.; Gudo, E. S. Frequency of pathogenic paediatric bacterial meningitis in Mozambique: the critical role of multiplex real-time polymerase chain reaction to estimate the burden of disease. Plos One. 2,7660, v.10, p.e0138249 , 2015.

Contato

Endereço:

Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre

Laboratório de Microbiologia Molecular

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