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RESUMEN En el presente trabajo se elaboraron biopelículas mediante el método de casting utilizando diseño factorial multinivel 2x2x3, siendo los factores: concentración de sorbitol (60% y 80%), temperatura de proceso (85°C y 95°C) y proporciones de almidón de papa (P) y almidón de maíz (M): 0%M:100%P, 25%M:75%P y 50%M:50%P, para la determinación de la mejor formulación en base a sus propiedades mecánicas: resistencia a la tracción (RT, N/mm2) y elongación (E, %). Los resultados se aceptaron con un nivel de 95% de confianza (p < 0.05) y mediante comparación de medias LSD. El tratamiento seleccionado fue obtenido empleando sorbitol al 60%, temperatura de proceso al 95°C y proporción de mezcla al 50%P:50%M, obteniéndose 6,23 N/mm2 de RT y 14,67 % de elongación. Esta formulación se empleó como base polimérica para la segunda etapa, donde se adicionó 0, 1 y 2,5 % de aceite esencial de orégano (AEO) utilizando un diseño factor categórico individual, en el que se determinó la influencia del AEO sobre la actividad antimicrobiana. Se seleccionó la biopelícula con 1% de AEO, con un nivel de 95 % de confianza (p < 0,05), la cual mostró un valor de RT de 4,03 N/mm2, 30,21 % de E y actividad antimicrobiana frente a Staphylococcus aureus, seguido de Bacillus cereus. Todos los resultados fueron evaluados mediante análisis de varianza (ANOVA) y aceptados con un nivel de 95 % de confianza (p < 0,05). ABSTRACT In the present work, biofilms were elaborated by means of the casting method using a 2x2x3 multilevel factorial design with a replica, being the factors: sorbitol concentration (60% and 80%), process temperature (85°C and 95°C) and proportions of potato starch (P) and corn starch (M): 0%M:100%P, 25%M:75%P and 50%M:50%P, for the determination of the best formulation based on their mechanical properties: tensile strength (RT, MPa) and elongation (E, %). The results were accepted with a 95% confidence level (p < 0.05) and by comparison of LSD means. The selected treatment was obtained using sorbitol at 60%, process temperature at 95°C and mixing ratio at 50%P:50%M, obtaining 6,23 N/mm2 of RT and 14,67% of elongation. This formulation was used as a polymeric base for the second stage, where 0, 1 and 2,5% of oregano essential oil (AEO) was added using an individual categorical factor design, in which the influence of AEO on antimicrobial activity was determined. The biofilm with 1% AEO was selected, with a 95% confidence level (p < 0,05), which showed an N/mm2 value of 4,03 MPa, 30,21% E, and antimicrobial activity against Staphylococcus aureus, followed by Bacillus cereus. All results were evaluated by analysis of variance (ANOVA) and accepted at a 95% confidence level (p < 0,05).

Los persistentes bacterianos son variantes transitorias de una población genéticamente homogénea, generada por exposición al estrés, como el que ocurre durante el tratamiento antibiótico. Es un fenómeno epigenético o un fenotipo no heredado, que puede ser llamado primera línea de defensa antes de que se adquiera la resistencia antimicrobiana. A pesar de su descubrimiento hace más de 70 años, su definición, mecanismos de formación, clasificación y morfologías adoptadas de implicancia clínica son temas de investigación actual. En el presente estudio se describe la relación de persistentes con infecciones crónicas y formación de biopelículas como factores importantes en la recaída, recidivas y mayor virulencia en las infecciones. Así mismo, se hace una revisión breve de los diversos mecanismos implicados en la persistencia bacteriana y su eliminación ineficaz por tolerancia antibiótica para terminar con la presentación de posibles estrategias de tratamiento. En conjunto, se cree que la persistencia impone una carga significativa de atención en salud pública, que se estima, provocará hasta 10 millones de víctimas al año para el 2050. Una mejor comprensión de este fenotipo es fundamental en la lucha contra las bacterias patógenas con la finalidad de obtener una mejor perspectiva en las terapias futuras.

[ES] Se ha estimado que obtenemos más de las tres cuartas partes del nitrato que ingerimos de la fruta y la verdura. Los vegetales ricos en nitratos incluyen verduras de hoja verde y ciertos tubérculos (p. ej., remolachas y rábanos). Las glándulas salivales concentran activamente el nitrato plasmático, lo que da lugar a concentraciones elevadas de nitrato en la saliva (5 a 8 mM) después de una comida rica en nitratos. El nitrato es un factor ecológico que puede inducir cambios rápidos en la estructura y función de las comunidades polimicrobianas. Sin embargo, los efectos sobre la microbiota oral no se han estudiado en detalle, mientras que un número limitado de estudios previos a esta tesis indican que es probable que el nitrato sea beneficioso para la salud bucal. El objetivo de esta tesis es, por tanto, estudiar los cambios microbiológicos inducidos por nitratos e identificar posibles mecanismos de homeostasis generados por este compuesto, con el fin de determinar si el nitrato puede considerarse un prebiótico para la salud bucal. Un segundo objetivo fue aislar cepas reductoras de nitrato y probar su potencial probiótico in vitro. En el capítulo 1, se realizó un estudio in vitro para testar el efecto del nitrato 6,5 mM en comunidades orales cultivadas a partir de la saliva de 12 individuos sanos. En el capítulo 2, se obtuvieron 53 aislados de bacterias reductoras de nitrato y se probó el efecto de seis candidatos a probióticos en comunidades orales sanas cultivadas a partir de saliva de diferentes donantes con o sin nitrato 6,5 mM. En el capítulo 3, se estudió el efecto de un extracto de remolacha rico en nitrato sobre la acidificación oral después de un enjuague con azúcar en 24 individuos sin caries activas. Se tomaron sobrenadantes (capítulos 1 y 2) o muestras de saliva (capítulo 3) para mediciones de nitrato, nitrito, amonio, lactato y pH. Además, la composición bacteriana de la biopelícula in vitro y del pellet salivar se determinó usando secuenciación Illumina del rRNA 16S y/o qPCR del género nitratorreductor Rothia. Los datos demuestran que el nitrato estimula el crecimiento de los géneros beneficiosos Rothia y Neisseria en nuestro modelo in vitro, mientras que potencialmente disminuye las bacterias asociadas a la caries, la halitosis y la enfermedad periodontal. Además, los datos in vitro e in vivo presentados en esta tesis indican que el nitrato puede limitar o prevenir caídas de pH cuando los azúcares son fermentados por la microbiota oral, un mecanismo de resiliencia que podría ser estimulado por el consumo de extractos vegetales ricos en nitratos. Los principales mecanismos de amortiguación del pH por parte del nitrato son el uso de acido láctico durante la desnitrificación (observado tanto in vivo como in vitro) y durante la reducción de nitrito a amonio, así como la producción potencial de amoníaco (observado in vitro). En esta tesis, los efectos del nitrato se observaron después de períodos cortos, es decir, después de 5-9 h de incubación in vitro y 1-4 horas después de la ingesta del suplemento de nitrato in vivo. Los estudios futuros deberían centrarse en los efectos longitudinales de la ingesta diaria de nitratos. En el capítulo 2, se aislaron bacterias reductoras de nitrato pertenecientes a los géneros Rothia y Actinomyces. Una selección de aislados de Rothia aumentó el uso de lactato y la capacidad de reducción de nitratos de las comunidades bucales, lo que potencialmente beneficiaría la salud dental y la salud sistémica, respectivamente. Los datos in vitro e in vivo presentados en esta tesis sugieren que el nitrato puede modular la microbiota oral en aspectos que son beneficiosas para el huésped y, por lo tanto, podría considerarse una sustancia prebiótica para la microbiota oral. Además, los aislados reductores de nitratos pueden estimular los efectos beneficiosos del metabolismo del nitrato, sobre todo en personas con bajos niveles de estas bacterias., [CA] S'ha estimat que obtenim més de les tres quartes parts del nitrat que ingerim de la fruita i la verdura. Els vegetals rics en nitrats inclouen verdures de fulla verda i uns certs tubercles (p. ex., remolatxes i raves). Les glàndules salivals concentren activament el nitrat plasmàtic, la qual cosa dona lloc a concentracions elevades de nitrat a la saliva (5 a 8 mm) després d'un menjar ric en nitrats. El nitrat és un factor ecològic que pot induir canvis ràpids en l'estructura i funció de les comunitats polimicrobianes. No obstant això, els efectes sobre la microbiota oral no s'han estudiat detalladament, mentre que un nombre limitat d'estudis previs a aquesta tesi indiquen que és probable que el nitrat siga beneficiós per a la salut bucal. L'objectiu d'aquesta tesi és, per tant, estudiar els canvis microbiològics induïts per nitrats i identificar possibles mecanismes d'homeòstasi generats per aquest compost, amb la finalitat de determinar si el nitrat pot considerar-se un prebiòtic per a la salut bucal. Un segon objectiu va ser aïllar soques reductores de nitrat i provar el seu potencial probiòtic in vitro. En el capítol 1, es va realitzar un estudi in vitro per a testar l'efecte del nitrat 6,5 mm en comunitats orals cultivades a partir de la saliva de 12 individus sans. En el capítol 2, es van obtindre 53 aïllats de bacteris reductors de nitrat i es va provar l'efecte de sis candidats a probiòtics en comunitats orals sanes cultivades a partir de saliva de diferents donants amb o sense nitrat 6,5 mm. En el capítol 3, es va estudiar l'efecte d'un extracte de remolatxa ric en nitrat sobre l'acidificació oral després d'un glopeig amb sucre en 24 individus sense càries actives. Es van prendre sobrenadants (capítols 1 i 2) o mostres de saliva (capítol 3) per a mesuraments de nitrat, nitrit, amoni, lactat i pH. A més, la composició bacteriana de la biopel·lícula in vitro i del pèl·let salivar es va determinar usant seqüenciació Illumina del RNAr 16S i/o qPCR del gènere nitratorreductor Rothia. Les dades demostren que el nitrat estimula el creixement dels gèneres beneficiosos Rothia i Neisseria en el nostre model in vitro, mentre que potencialment disminueix els bacteris associats a la càries, l'halitosi i la malaltia periodontal. A més a més, les dades in vitro i in vivo presentades en aquesta tesi indiquen que el nitrat pot limitar o previndre caigudes de pH quan els sucres són fermentats per la microbiota oral, un mecanisme de resiliència que podria ser estimulat pel consum d'extractes vegetals rics en nitrats. Els principals mecanismes d'amortiment del pH per part del nitrat són l'ús de àcid làctic durant la desnitrificació (observat tant in vivo com in vitro) i durant la reducció de nitrit a amoni, així com la producció potencial d'amoníac (observat in vitro). En aquesta tesi, els efectes del nitrat es van observar després de períodes curts, és a dir, després de 5-9 h d'incubació in vitro i 1-4 hores després de la ingesta del suplement de nitrat in vivo. Els estudis futurs haurien de centrar-se en els efectes longitudinals de la ingesta diària de nitrats. En aquesta tesi es van aïllar bacteris reductors de nitrat pertanyents als gèneres Rothia i Actinomyces. Una selecció d'aïllats de Rothia va augmentar l'ús de lactat i la capacitat de reducció de nitrats de les comunitats bucals, la qual cosa potencialment beneficiaria la salut dental i la salut sistèmica, respectivament. Les dades in vitro i in vivo presentats en aquesta tesi suggereixen que el nitrat pot modular la microbiota oral en aspectes que són beneficiosos per a l'hoste i, per tant, podria considerar-se una substància prebiòtica per a la microbiota oral. A més, els aïllats reductors de nitrats poden estimular els efectes beneficiosos del metabolisme del nitrat, sobretot en persones amb baixos nivells d'aquests bacteris. El nitrat i els bacteris reductors de nitrat són, per tant, components prometedors per a futurs productes de salut oral., [EN] It has been estimated that we obtain over three quarters of dietary nitrate from vegetables and fruits. Nitrate-rich vegetable types include leafy greens and certain root vegetables (e.g., beetroots and radishes). The salivary glands actively concentrate plasma nitrate, leading to high salivary nitrate concentrations (5-8 mM) after a nitrate-rich meal. Nitrate is an ecological factor that can induce rapid changes in structure and function of polymicrobial communities. However, the effects on the oral microbiota have not been clarified, whilst a limited number of previous studies did indicate that nitrate is likely to be beneficial for oral health. The aim of this thesis was therefore to study nitrate-induced microbiome changes and identify potential mechanisms for nitrate-induced homeostasis, in order to determine if nitrate can be considered a prebiotic compound for oral health. A second aim was to isolate nitrate-reducing isolates and test their probiotic potential in vitro. In chapter 1, an in vitro study was set up testing the effect of 6.5 mM nitrate on oral communities grown from saliva of 12 healthy individuals. In chapter 2, fifty-three nitrate-reducing isolates were obtained and the effect of six probiotic candidates was tested on healthy oral communities grown from saliva of different donors with or without 6.5 mM nitrate. In chapter 3, the effects of nitrate-rich beetroot extracts on oral acidification after sugar rinsing was tested in 24 individuals without active caries. Supernatants (chapters 1 and 2) or saliva samples (chapter 3) were taken for nitrate, nitrite, ammonium, lactate and pH measurements. Additionally, the bacterial composition of in vitro biofilms and salivary pellets were determined using 16S rRNA gene Illumina sequencing and/or qPCR of the nitrate-reducing genus Rothia. We showed that nitrate stimulates the growth of the beneficial genera Rothia and Neisseria in our in vitro model, while potentially decreasing caries-, halitosis- and periodontal disease-associated bacteria. Additionally, the in vitro and in vivo data presented in this thesis indicate that nitrate can limit or prevent pH drops when sugars are fermented by the oral microbiota - a mechanism of resilience that could be stimulated by the consumption of nitrate-rich vegetable extracts. The main pH buffering mechanisms of nitrate were lactic acid usage during denitrification (observed both in vivo and in vitro) and during the reduction of nitrite to ammonium, as well as the potential production of ammonia (observed in vitro). In this thesis, the effects of nitrate were observed after short periods, i.e., after 5-9 h incubation in vitro and/or after 1-4 hours after nitrate supplement intake in vivo. Future studies should focus on the longitudinal effects of daily nitrate intake. In chapter 2, nitrate-reducing species belonging to the genera Rothia and Actinomyces were isolated. A selection of Rothia isolates increased lactate usage and nitrate reduction capacities of oral communities, potentially benefitting dental health and systemic health, respectively. The in vitro and in vivo data presented in the current thesis suggest that nitrate can modulate the oral microbiota in ways that are beneficial for the host and could thus be considered a prebiotic substance for the oral microbiota. Additionally, nitrate-reducing isolates can stimulate certain beneficial effects of nitrate metabolism. Nitrate and nitrate-reducing bacteria are thus promising components for future oral care products to prevent or treat oral diseases and this should be further investigated.

Shewanella putrefaciens Pdp11 and V.proteolyticus DCF 12.2 are strains isolated by our research group. Recent works have been focused in the identification of substances as alternative of anti-biofilm methods and their implication in surface attachment inhibition. In this research, S. putrefaciens Pdp11 and V.proteolyticus DCF 12.2 have been cultured under different growth conditions (temperature, culture media and during 24 and 48 hours of incubation) and their extracellular products (ECPs) have been extracted and tested as potential postbiotics that affect the biofilm formation of several fish pathogenic strains. This assay results evidence that Pdp11_Pmix_2324 ECPs have showed the most impact in the biofilm formation of pathogenic strains. Therefore, ECPs secreted by Pdp11 and V.proteolyticus DCF 12.2 are implicated in the inhibition to adhesion of pathogens on surfaces. Proyecto de investigación PID2020-113637RB-C22. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

This article, based on GNEAUPP Technical Paper No. VIII, updates some concepts related to antimicrobials and adds new therapeutic tools to prevent and fight against one of the most important factors that prevent wound healing: problems related to microorganisms, classically infection and now also the impact of biofilms. The GNEAUPP's own evidence grading system is used, which classifies the strength of the recommendation as high, moderate or low. The antimicrobials analyzed in terms of their mode of action, commercial presentation, recommendations for use, contraindications and effectiveness on biofilm are: alcohol, chlorhexidine, sodium hypochlorite, octenidine, silver and iodophors. Also the effects of the so-called antibiofilm agents, although most of them have been performed in vitro. Finally, a series of recommendations are made to researchers to generate new evidence related to antimicrobials and their clinical applicability En este artículo, basado en el documento técnico n.º VIII del GNEAUPP, se actualizan algunos conceptos relacionados con los antimicrobianos y se añaden nuevas herramientas terapéuticas para prevenir y luchar frente a uno de los factores más importantes que impiden que cicatrice una herida: los problemas relacionados con los microorganismos, clásicamente la infección y, ahora, también el impacto de los biofilms. Se asume el sistema propio del GNEAUPP de gradación de la evidencia, que clasifica la fuerza de la recomendación en alta, moderada o baja. Los antimicrobianos analizados mediante su modo de actuación, presentación comercial, recomendaciones de uso, contraindicaciones y efectividad sobre el biofilm son: el alcohol, la clorhexidina, el hipoclorito sódico, la octenidina, la plata y los yodóforos. También los efectos de los llamados agentes antibiofilm, aunque la mayoría se han realizado in vitro. Para finalizar, se realizan una serie de recomendaciones dirigidas a los investigadores para generar nuevas evidencias relacionadas con los antimicrobianos y su aplicabilidad clínica

Objective: Evaluate the cytotoxicity in human osteoblastic cells and antimicrobial activity in different root canal sealers in vitro. Methods: BioRoot RCS, TotalFill BC Sealer, and Bio-C Sealer were used in experimental groups, and AH Plus was used as a control. Human osteoblast-like cells and MTT quantitative colorimetric assay were used to evaluate cytotoxicity. Saos-2 cells were exposed to undiluted sealer extracts for 24 h. The supernatant was then collected and the formazan crystals resulting from MTT reduction were dissolved in pure dimethyl sulfoxide. Absorbance was measured in an automated spectrophotometer at a wavelength of 540 nm. Antimicrobial activity was analyzed by the direct contact test using a polymicrobial biofilm composed of Enterococcus faecalis, Candida albicans, and Streptococcus mutans. At 24, 48, and 72 h, colony-forming units were counted on agar plates. A nonparametric Kruskal-Wallis test was used for the statistical analysis. The level of significance was set at 5%. Results: AH Plus showed the lowest cytotoxicity after 24 h, with a significant difference in relation to BioRoot RCS and Bio-C Sealer (p ≤ 0.01). There was no significant difference in cytotoxicity between TotalFill BC Sealer and Bio-C Sealer (p > 0.05). At 24 h, TotalFill BC Sealer and AH Plus showed the least microbial growth compared to Bio-C Sealer (p 0.05). Conclusions: AH Plus had the lowest cytotoxicity. TotalFill BC Sealer and AH Plus yielded greater reductions in microbial counts in the first 24 h compared to Bio-C Sealer. Clinical Relevance: 2c. Objetivo: Evaluar in vitro la citotoxicidad en células osteoblásticas humanas y la actividad antimicrobiana de diferentes cementos obturadores de conductos radiculares. Materiales y métodos: BioRoot RCS, TotalFill BC Sealer y Bio-C Sealer se utilizaron como grupos experimentales y AH Plus se utilizó como control. Se usaron células similares a osteoblastos humanos y ensayo colorimétrico cuantitativo MTT para evaluar la citotoxicidad. Las células Saos-2 se expusieron a extractos de cementos sin diluir durante 24 h. A continuación, se recogió el sobrenadante y los cristales de formazán resultantes de la reducción de MTT se disolvieron en sulfóxido de dimetilo puro. La absorbancia se midió en un espectrofotómetro automático con una longitud de onda de 540 nm. La actividad antimicrobiana se analizó mediante la prueba de contacto directo, utilizando una biopelícula polimicrobiana compuesta por Enterococcus faecalis, Candida albicans y Streptococcus mutans. A las 24, 48 y 72 h, se contabilizaron las unidades formadoras de colonias en placas de agar. Para el análisis estadístico se utilizó la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis. El nivel de significación se fijó en el 5%. Resultados: AH Plus mostró la menor citotoxicidad después de 24 h, con una diferencia significativa en relación con BioRoot RCS y Bio-C Sealer (p ≤ 0.01). No hubo diferencias significativas en la citotoxicidad entre TotalFill BC Sealer y Bio-C Sealer (p > 0.05). A las 24 h, TotalFill BC Sealer y AH Plus mostraron el menor crecimiento microbiano en comparación con Bio-C Sealer (p 0.05). Conclusiones: AH Plus presentó la menor citotoxicidad. TotalFill BC Sealer y AH Plus produjeron mayores reducciones en los recuentos microbianos en las primeras 24 h en comparación con Bio-C Sealer. Relevancia Clínica: 2c. Objetivo: Avaliar a citotoxicidade em células osteoblásticas humanas e a atividade antimicrobiana em diferentes cimentos endodônticos in vitro. Métodos: BioRoot RCS, TotalFill BC Sealer e Bio-C Sealer foram usados nos grupos experimentais e o AH Plus foi usado como controle. Células semelhantes a osteoblastos humanos e ensaio colorimétrico quantitativo de MTT foram usados para avaliar a citotoxicidade. As células Saos-2 foram expostas a extratos de cimento não diluídos por 24 h. O sobrenadante foi então recolhido e os cristais de formazan resultantes da redução do MTT foram dissolvidos em dimetilsulfóxido puro. A absorbância foi medida em um espectrofotômetro automatizado em um comprimento de onda de 540 nm. A atividade antimicrobiana foi analisada pelo teste de contato direto utilizando um biofilme polimicrobiano composto por Enterococcus faecalis, Candida albicans e Streptococcus mutans. Em 24, 48 e 72 h, as unidades formadoras de colônias foram contadas em placas de ágar. O teste não paramétrico de Kruskal-Wallis foi utilizado para a análise estatística. O nível de significância foi estabelecido em 5%. Resultados: AH Plus apresentou a menor citotoxicidade após 24 h, com diferença significativa em relação ao BioRoot RCS e Bio-C Sealer (p ≤ 0,01). Não houve diferença significativa na citotoxicidade entre TotalFill BC Sealer e Bio-C Sealer (p > 0,05). Às 24 h, TotalFill BC Sealer e AH Plus apresentaram o menor crescimento microbiano em comparação com Bio-C Sealer (p 0,05). Conclusões: AH Plus apresentou a menor citotoxicidade. TotalFill BC Sealer e AH Plus produziram maiores reduções na contagem microbiana nas primeiras 24 h em comparação com o Bio-C Sealer. Relevância Clínica: 2c.

Esta tesis doctoral describe y trata dos problemáticas de interés relacionadas con la distribución de aguas para consumo. Una de ellas es el desarrollo de biopelículas en los sistemas de distribución, ya que las mismas ocasionan la corrosión u obstrucción de las tuberías y promueven la persistencia de especies patógenas debido a la mayor resistencia a biocidas que genera la forma de vida en comunidades sésiles. Estos efectos provocan el deterioro en la calidad del agua transportada, pudiendo tener consecuencias severas sobre la salud humana. Otra problemática abordada, también de impacto sanitario, es la presencia de contaminantes químicos (compuestos aromáticos, metales pesados y metaloides), en particular el arsénico, habitualmente presente en aguas, tanto de origen natural como antropogénico. Los objetivos de este trabajo fueron: estudiar la influencia del arsénico sobre el desarrollo de biopelículas bacterianas sobre cuatro materiales empleados comúnmente en redes de distribución de agua, evaluar el deterioro de estos sustratos debido a la presencia de las biopelículas y evaluar la resistencia a diferentes concentraciones de As de los microorganismos presentes en las biopelículas., Facultad de Ciencias Exactas

Electrical lighting favours the development of photosynthetic biofilms in caves which can induce biodeterioration in the colonized substrates. The use of specific lights as a limiting factor for biofilm growth could be effective in their control and represents an alternative to chemical methods since they can damage the substrate. However, studies about lighting and the photosynthetic activity of organisms in caves are scarce. In order to select the most effective LED light source in reducing photosynthesis and therefore, in reducing the growth rates of microalgae and cyanobacteria, four biofilms in the Nerja Cave were illuminated by several light emitted diodes (LEDs) with different spectral compositions and the photobiological responses were measured both by empirical and theoretical methodologies. The empirical approach was based on the photosynthetic efficiency, by measuring the in vivo chlorophyll a (Chl a) fluorescence and the theoretical approach was based on the photonic assimilation performance related to the proportion of the light quality used for photosynthesis, according to the action spectra for photosynthesis available in the literature. The photobiological responses showed differences between the empirical and theoretical approach mainly in biofilms dominated by cyanobacteria and red algae, probably because the available action spectra were not useful for monitoring these Nerja Cave biofilms. However, the expected spectral responses of photosynthesis were observed in green microalgal biofilms with maximum photosynthetic efficiency in red and blue light although the green light was also unexpectedly high. The high photosynthetic efficiency in green light could be explained by the predictable high chlorophyll content due to a very dark environment. The results were not conclusive enough for all the biofilm types to be able to recommend a specific lighting system for the photocontrol of biofilm expansion. Therefore, new action spectra for photosynthesis of the extremophile organisms of the Nerja Cave are required. This approach, based on theoretical and empirical methodologies, is a useful tool to obtain information to allow the design of the most adequate lighting systems to reduce photosynthetic activity and favour the conservation of the caves.

Les infeccions bacterianes han esdevingut un greu problema a escala mundial per culpa del mal ús que hom ha fet dels antibiòtics. L’adquisició de resistències als antimicrobians s’ha accelerat i cada cop hi ha més bacteris resistents a tots els antibiòtics coneguts. Aquest problema es veu agreujat quan els bacteris formen un biofilm i les infeccions es tornen cròniques. Els bacteris creixents en forma de biofilm produeixen una matriu extracel·lular protectora i adquireixen així un mecanisme extra de protecció vers els antibiòtics. A més, en l’actualitat no hi ha cap antibiòtic desenvolupat que sigui capaç d’actuar específicament contra els biofilms bacterians madurs i, per tant, es necessiten nous procediments i fàrmacs per a poder tractar-los. En aquest treball s’estudien noves metodologies per al tractament de bacteris creixent en forma de biofilm des de tres punts de vista diferents. En primer lloc, s’intenta buscar noves teràpies i, per això, s’analitza l’acció antimicrobiana i antibiofilm de noves molècules, que han sigut modificades químicament per a millorar el seu potencial contra els biofilms de Staphylococcus aureus. Una part d’aquestes molècules són derivades del triclocarban i unes altres són derivades de l’àcid oleanòlic i l’àcid maslínic. En ambdós casos s’han aconseguit molècules menys tòxiques i més actives que els compostos dels quals deriven, fins i tot contra la soca de S. aureus resistent a meticil·lina (MRSA). En segon lloc, es pretén desenvolupar una tecnologia que permeti determinar, de mantera senzilla i amb precisió, la sensibilitat antibiòtica dels biofilms, ja que els mètodes que es fan servir actualment es basen en el creixement microbià en forma planctònica i no són fiables en bacteris creixent en forma de biofilm. Seguint aquest fil, s’ha desenvolupat el dispositiu “BiofilmChip”, una estructura microfluídica que permet el creixement de biofilms de manera senzilla i l’anàlisi de la seva sensibilitat sense la necessitat d’usar un microscopi confocal. En tercer i últim lloc, es volen desenvolupar noves tecnologies per al tractament de biofilms utilitzant enzims disgregadors del biofilm i fent servir mètodes alternatius d’alliberament de fàrmacs (drug delivery), com són les nanopartícules. Així, s’ha treballat amb els enzims alginat liasa i desoxiribonucleasa I (DNasa I), que degraden components de la matriu extracel·lular dels biofilms i en trenquen l’estructura, fent possible que els antibiòtics travessin aquesta barrera i puguin actuar. Per una banda, s’ha analitzat l’especificitat, l’activitat disgregadora i la sinergia amb antibiòtics de cinc alginat liases contra els biofilms de Pseudomonas aeruginosa. Per altra banda, s’ha treballat amb unes nanopartícules que milloren l’activitat de l’antibiòtic tobramicina, ja que contenen l’enzim DNasa I que permet la penetració d’aquest antibiòtic en els biofilms de S. aureus i P. aeruginosa. Aquestes nanopartícules, a més, estan marcades amb un fluoròfor, la qual cosa ha permès visualitzar la seva interacció amb la matriu extracel·lular del biofilm.

ÈS]La endocarditis infecciosa es una infección del endocardio que causa una gran morbilidad y mortalidad siendo el cuarto síndrome infeccioso potencialmente mortal más frecuente. El agente causal más habitual en la actualidad es Staphylococcus aureus, pero están aumentando los casos endocarditis por S. aureus resistente a meticilina, hecho que limita las opciones terapéuticas. En este Trabajo de Fin de Grado se ha realizado una búsqueda bibliográfica sistemática con el objetivo de evaluar la eficacia del tratamiento de primera línea, la vancomicina, para tratar la endocarditis infecciosa de válvula nativa izquierda causada por S. aureus resistente a meticilina. Además, se han analizado las posibles causas del fracaso de este tratamiento, así como la utilidad de otras terapias alternativas en monoterapia y en combinación. En los casos seleccionados de endocarditis infecciosa la vancomicina solo resultó eficaz en el 25% de los pacientes. Este hecho podría explicarse por el efecto inóculo, ya que las altas densidades bacterianas hacen que disminuya la actividad de los antibióticos. Como alternativa a la vancomicina podrían emplearse otros fármacos bactericidas o la combinación de uno bactericida con un bacteriostático. Se podría utilizar la daptomicina en combinación con linezolid o fosfomicina, ya que el uso combinado reduce la aparición de resistencias y se ha observado su efecto sinérgico.

Humanity has always been closely linked to rivers, benefiting from their resources while producing impacts associated with their activity.Thus, river systems have been exposed to multiple stressors, which have affected the quality of water and their biological communities, such as those attached to substrata (biofilms) or those that are suspended in water (phytoplankton). On the other hand, biological communities also respond and contribute to the transformation and/or degradation of certain anthropogenic organic compounds, such as pharmaceuticals. This thesis investigates the chemical state of the river systems and their impacts on the biological communities, using different approaches and scales La humanitat ha estat sempre íntimament lligada als rius, beneficiant-se dels seus recursos però també produint impactes vinculats a la seva activitat. Així doncs, els sistemes fluvials han estat exposats a múltiples estressos, que han afectat la qualitat de l’aigua així com a l’ecosistema de les seves comunitats biològiques, com les adherides al biofilm o bé les que estan en suspensió a l’aigua, com el fitoplàncton. A més, les comunitats biològiques també responen i contribueixen a la transformació i/o degradació d’alguns compostos orgànics d’origen antropogènic, com els fàrmacs. Aquesta tesi investiga l’estat químic dels sistemes fluvials, i els seus impactes, utilitzant diferents aproximacions i escales La realització d’aquesta tesi no hagués estat possible sense el suport econòmic dels projectes SCARCE [Consolider-Ingenio CSD2009-00065] i GLOBAQUA [Grant Agreement No. 603629]

RESUMEN La neuropatía ciática es una patología que se manifiesta en alteraciones mecánicas, funcionales y sensitivas de la extremidad afectada. Se presenta el caso de un paciente con neuropatía ciática iatrogénica que mostró evolución tórpida de las heridas quirúrgicas tras intervención de dedos en garra con inmovilización por agujas de Kirschner. Con un tratamiento basado en desbridamiento, cura húmeda y abordaje de la colonización crítica se consiguió alta en 45 días, con curas realizadas en domicilio por el paciente, y resolución completa en 60 días.

Objective: The objective of the present review was to relate the scientific production presented in the last 5 years on the effect of photodynamic therapy using the methylene blue photosensitizer on the microorganisms present in the oral biofilm. Methods: systematic review looking for research in English of primary studies such as randomized clinical trials and without randomization, individual case-control, and qualitative descriptive studies, using the PubMed/MEDLINE and Scopus databases as references, from 2017 to 2021. Results: 15 articles were analyzed, being 67% national publications and 33% international studies. Considering the samples described in the studies, 73% were in vitro, 7% were in vivo and 20% were clinical samples. As for the light source, 66% used laser, 20% used LED and 14% the association of laser and LED devices. The power density used ranged from 0.0026 W/cm2 to 1415 W/cm2. The energy density ranged from 3 J/cm2 to 640 J/cm2. The power ranged from 10 mW to 110 mW. The irradiation time ranged from 24 to 294 seconds. In most publications, 87% used the wavelength of 660 nm. As for the photosensitizer, the most used concentration, in 33% of the studies, was 0.01%, with the pre-irradiation time most used being 300 seconds in 40% of the studies. Conclusion: Photodynamic Methylene Blue Therapy is being accepted as effective in therapies of various oral curative conditions and has been shown to be a useful and effective therapy, as well as a complementary approach to control the development/growth of oral biofilm in clinical situations. Objetivo: El objetivo de la presente revisión fue relacionar la producción científica presentada en los últimos 5 años sobre el efecto de la terapia fotodinámica utilizando el fotosensibilizador azul de metileno sobre los microorganismos presentes en el biofilm oral. Métodos: revisión sistemática buscando investigaciones en inglés de estudios primarios como ensayos clínicos aleatorizados y sin aleatorización, estudios descriptivos individuales de casos y controles, utilizando como referencias las bases de datos PubMed/MEDLINE y Scopus, de 2017 a 2021. Resultados: 15 artículos fueron analizados, siendo un 67% publicacciones nacionales y un 33% estudios internacionales. Considerando las muestras descritas en los estudios, el 73% fueron in vitro, el 7% fueron in vivo y el 20% fueron muestras clínicas. En cuanto a la fuente de luz, el 66% utilizó láser, el 20% LED y el 14% la asociación de dispositivos láser y LED. La densidad de potencia utilizada osciló entre 0,0026 W/cm2 y 1415 W/cm2. La densidad de energía osciló entre 3 J/cm2 y 640 J/cm2. La potencia osciló entre 10 mW y 110 mW. El tiempo de irradiación osciló entre 24 y 294 segundos. En la mayoría de las publicaciones, el 87% utilizó la longitud de onda de 660 nm. En cuanto al fotosensibilizante, la concentración más utilizada, en el 33% de los estudios, fue del 0,01%, siendo el tiempo de preirradiación más utilizado de 300 segundos en el 40% de los estudios. Conclusión: La terapia fotodinámica con azul de metileno está siendo aceptada como efectiva en terapias de varias condiciones curativas orales y ha demostrado ser una terapia útil y efectiva, así como un enfoque complementario para controlar el desarrollo/crecimiento de biopelícula oral en situaciones clínicas. Objetivo: O objetivo da presente revisão foi relacionar a produção científica apresentada nos últimos 5 anos sobre o efeito da terapia fotodinâmica utilizando o fotossensibilizador azul de metileno sobre os microrganismos presentes no biofilme oral. Métodos: Revisão sistemática buscando pesquisas em inglês de estudos primários como ensaios clínicos randomizados e sem randomização, caso-controle individual e estudos descritivos qualitativos, tendo como referências as bases de dados PubMed/MEDLINE e Scopus, no período de 2017 a 2021. Resultados: Foram identificados 15 artigos, sendo 67% publicações nacionais e 33% internacionais. Considerando as amostras descritas nos estudos, 73% eram in vitro, 7% eram in vivo e 20% eram amostras clínicas. Quanto à fonte de luz, 66% utilizaram laser, 20% utilizaram LED e 14% a associação de laser e LED. A densidade de potência utilizada variou de 0,0026 W/cm2 a 1415 W/cm2. A densidade de energia variou de 3 J/cm2 a 640 J/cm2. A potência variou de 10 mW a 110 mW. O tempo de irradiação variou de 24 a 294 segundos. Na maioria das publicações, 87% empregaram-se o comprimento de ondas de 660 nm. Quanto ao fotossensibilizador, a concentração mais utilizada, em 33% dos estudos, foi de 0,01%, sendo o tempo pré-irradiação mais utilizado de 300 segundos em 40% dos estudos. Conclusão: A Terapia Fotodinâmica com azul de metileno está sendo aceita como eficaz em terapias de diversas condições curativas orais e tem se mostrado uma terapia útil e eficaz, bem como uma abordagem complementar para controlar o desenvolvimento/crescimento do biofilme oral em situações clínicas.

Objetivo: Determinar la presencia de los genes icaA e icaD en estafilococos coagulasa negativos (SCoN) formadores de biopelículas aislados de catéteres venosos centrales (CVC) provenientes de UCI del Hospital Nacional Guillermo Almenara Irigoyen (HNGAI). Materiales y métodos: Se colectaron 151 CVC del HNGAI de Lima. Para el análisis microbiológico, se seleccionaron en forma aleatoria, 30 para el método de Maki y 121 para el método de Donlan. Se obtuvo en total, 73 aislados de SCoN, a los que se evaluó la capacidad de formar biopelículas utilizando agar rojo de Congo (ARC). A los aislados ARC positivos se les determinó la presencia de los genes icaA e icaD mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Resultados: De 27 SCoN aislados del exterior de los CVC, 81 % (22/30) fueron ARC positivas, de los cuales 13,6 % (3/22) presentaron ambos genes; de los 46 SCoN aislados del interior de los CVC, 48 % (22/46) fueron ARC positivas, de los que 22,7 % (5/22) presentaron ambos genes. Conclusiones: 13,6 % y 22,7 % de los SCoN formadores de biopelículas y aislados del exterior e interior de CVC respectivamente, fueron portadores de ambos genes icaA e icaD. Objective: To determine the presence of icaA and icaD genes in biofilm-forming coagulase-negative staphylococci (CoNS) isolated from central venous catheters (CVCs) from the intensive care unit of the Hospital Nacional Guillermo Almenara Irigoyen (HNGAI). Materials and methods: One hundred fifty-one (151) CVCs were collected from the HNGAI in Lima. For the microbiological analysis, 30 CVCs were randomly selected for the Maki method and 121 for the Donlan method. A total of 73 CoNS isolates were obtained and their ability to form biofilms was evaluated using Congo red agar (CRA). CRA-positive isolates showed the presence of icaA and icaD genes by polymerase chain reaction (PCR). Results: Out of the 27 CoNS isolated from the external surface of the CVCs, 81 % (22/30) were CRA positive, of which 13.6 % (3/22) presented both genes. Out of the 46 CoNS isolated from the internal surface of the CVCs, 48 % (22/46) were CRA positive, of which 22.7 % (5/22) showed both genes. Conclusions: Thirteen point six percent (13.6 %) and 22.7 % of the biofilm-forming CoNS isolated from the external and internal surfaces of the CVCs, respectively, were carriers of both icaA and icaD genes.

Introduction: biofilm is a culture of sessile bacteria, isolated from the external world, capable of internal communication and signalization, which allow for the development of phenotypic changes to adapt to hostile environments. Given its easy pathogenic dissemination, biofilms can develop in prosthetics and implantable medical devices, forming focal nosocomial infections. Objective: to comprehend biofilm formation mechanisms in implantable cardiac devices in an intra-hospital environment, as well as the treatment and prophylactic measures to treat this condition. Materials and methods: descriptive and observational exploratory study based on a literary review on biofilm formation, its consequences in a hospital environment, and infections caused by proliferation on implantable cardiac devices. In total, 28 articles were selected using the following descriptors: ((nosocomial) AND (cardiac)) AND (devices). Results: biofilm grows in an uneven form, being influenced by strain and environment. It has a high virulence when it comes to growing on implantable cardiac devices considering its ability to adhere to biotic and abiotic surfaces. Immunosuppression and the lack of surgical sterilization are factors that can contribute to complications associated with the use of these devices, such as infectious endocarditis. Conclusion: biofilm, due to its pathogenicity and virulence, is a serious though rare complication in patients that use implantable devices. There is evidence that contamination occurs mainly in surgical environments, making it necessary the application of more rigorous sterilization techniques. Introducción: Biopelícula es una comunidad de bacterias sésiles, aisladas del medio externo, que tiene la capacidad de comunicación interna y señales que promueven cambios fenotípicos para adaptarse a condiciones hostiles. Debido a la fácil diseminación patógena, las biopelículas pueden desarrollarse en prótesis implantables y dispositivos médicos y culminar en sitios de infección nosocomial. Objetivo: Comprender los mecanismos de desarrollo de biopelículas bacterianas en dispositivos cardíacos implantables en el ámbito hospitalario, así como las posibles gestiones de tratamiento y profilaxis. Materiales y Métodos: Se hizo un estudio observacional descriptivo y exploratorio mediante una revisión de la literaturas sobre la formación de biopelículas, sus consecuencias en el medio hospitalario y la posterior infección en el cuerpo a través de dispositivos cardíacos implantables, resultando en la selección de 28 artículos basados ​​en los descriptores ((nosocomial) AND (cardíaco)) AND (dispositivos). Resultados: La biopelícula tiene un crecimiento heterogéneo, dependiendo de la cepa y el entorno de proliferación. Al poder adherirse a superficies bióticas y abióticas, tiene una alta virulencia al afectar a los dispositivos cardíacos implantables. La falta de esterilización quirúrgica e inmunosupresión son factores que pueden derivar en complicaciones en el uso de estos dispositivos, como la endocarditis infecciosa. Conclusión: la biopelícula, por su patogenicidad y virulencia, es una complicación que, aunque sea rara, es grave en pacientes que utilizan dispositivos implantables. Existe evidencia de que la contaminación ocurre principalmente en ambientes quirúrgicos, requiriendo medidas de esterilización más estrictas. Introdução: O biofilme é uma comunidade de bactérias sésseis, isolada do meio externo, que possui capacidade de comunicação interna e sinalizações que promovem mudanças fenotípicas a fim de se adaptar a condições hostis. Pela fácil disseminação patogênica, os biofilmes podem se desenvolver em próteses e aparelhos médicos implantáveis e culminar em sítios de infecção nosocomial. Objetivo: Compreender os mecanismos de desenvolvimento dos biofilmes bacterianos em dispositivos cardíacos implantáveis no ambiente intra-hospitalar, bem como os possíveis manejos de tratamento e profilaxia. Materiais e Métodos: realizou-se um estudo observacional descritivo e exploratório por meio de uma revisão de literatura acerca da formação de biofilmes, suas consequências no meio hospitalar, e posterior infecção no organismo por meio dos dispositivos cardíacos implantáveis, resultando na seleção de 28 artigos com base nos descritores ((nosocomial) AND (cardiac)) AND (devices). Resultados: O biofilme possui um crescimento heterogêneo, dependente da cepa e o ambiente para a proliferação. Podendo se aderir em superfícies bióticas e abióticas, possui uma alta virulência em afetar os dispositivos cardíacos implantáveis. A falta de esterilização cirúrgica e imunossupressão são fatores que podem culminar em complicações ao uso desses dispositivos, tal como a endocardite infecciosa. Conclusão: O biofilme, devido à patogenicidade e virulência, é uma complicação que, apesar de rara, é grave em pacientes com utilização de aparelhos implantáveis. Há evidências de que a contaminação ocorre principalmente nos meios cirúrgicos, sendo necessário medidas mais rígidas de esterilização.

RESUMEN La formación de biopelículas es un proceso importante para las comunidades bacterianas marinas debido a que este mecanismo favorece la adaptación a variaciones en las condiciones ambientales. El objetivo de este estudio fue evaluar la formación de biopelículas de las bacterias aisladas de sedimentos marinos en condiciones in vitro. Para esto se realizaron ensayos de cuantificación de biopelículas usando dos métodos, cristal violeta y reducción del colorante XTT; además se evaluó la viabilidad de las bacterias mediante la tinción Live/Dead. Posteriormente las cepas evaluadas fueron identificadas usando el marcador 16S ARN. Los resultados mostraron que los aislados pertenecen al género Bacillus todos en diferentes rangos fueron capaces de formar películas y se seleccionaron las cepas B. safensis 64181 y Bacillus sp 64186 las cuales indicaron mayor producción de esta. Los ensayos a diferentes temperaturas demostraron que para las cepas seleccionadas la mejor temperatura fue de 28°C. Además se realizó un cultivo mixto con estos aislados obteniendo como resultado diferencias en la densidad de la biopelícula y menos cambios en la actividad metabólica de la misma en los experimentos de variación de temperatura. A partir de los resultados podemos inferir que los consorcios bacterianos pueden favorecer la resistencia a variaciones ambientales en las biopelículas formadas por bacterias del género Bacillus. ABSTRACT Biofilm formation is an important process for marine bacterial communities because this mechanism favors adaptation to variations in environmental conditions. The objective of this study was to evaluate the biofilm formation of bacteria isolated from marine sediments under in vitro conditions. For this, biofilm quantification assays were performed using two methods, violet crystal and reduction of the XTT dye; In addition, the viability of the bacteria was evaluated by Live / Dead staining. Subsequently, the strains evaluated were identified using the 16S RNA marker. The results showed that the isolates belong to the genus Bacillus, all in different ranges were able to form films and strains B. safensis 64181 and Bacillus sp 64186 were selected which indicated greater production of this. Tests at different temperatures showed that for the strains selected the best temperature was 28 ° C. In addition, a mixed culture was carried out with these isolates, resulting in differences in the density of the biofilm and less changes in its metabolic activity in temperature variation experiments. From the results we can infer that bacterial consortiums can favor resistance to environmental variations in biofilms formed by bacteria of the genus Bacillus.

espanolEl objetivo 3el presente estu3io fue caracterizar las propie3a3es fisico mecanicas y 3e barrera al vapor 3e agua 3e biopeliculas (BP) a base 3e carboximetilcelulosa (CMC) y goma xantana (GX) formula3as con varias concentraciones 3e goma gelana 3e bajo acilo (GBA). Las BP fueron elabora3as por el meto3o 3e casting y posteriormente fueron 3etermina3as la permeabili3a3 al vapor 3e agua (PVA), elongacion al quiebre (EQ), resistencia a la tension (RT), hume3a3 y transparencia. Los resulta3os obteni3os in3icaron que las BP con menores concentraciones 3e GBA mostraron propie3a3es mas 3eseables con respecto a las 3emas formulaciones, ya que se pro3ucen BP con baja hume3a3 y PVA. A3emas presentan eleva3os valores 3e EQ y son mas transparentes. Estos resulta3os son realmente promete3ores y sugieren la posibili3a3 3e utilizar combinaciones terciarias 3e CMC, GX y GBA como una fuente 3e empaque bio3egra3able para aplicaciones alimentarias. EnglishThe aim of this stu3y was to characterize physico mechanical an3 water vapor barrier of biofilms base3 on carboxymethylcellulose (CMC) an3 xanthan gum (XG), formulate3 with various concentrations of low acyl gellan (LAG). The biofilms, were prepare3 by the casting metho3 an3 then the water vapor permeability (WVP), elongation at break (EAB), tensile strength (TS), moisture an3 transparency were 3etermine3. The fin3ings in3icate3 that biofilms with low concentrations of LAG showe3 more 3esirable properties when is compare3 with the others formulations, because they yiel3s biofilms with low moisture an3 WVP. In a33ition, these biofilms ha3 high values of EAB an3 were more transparent. These results are promising an3 suggest the possibility of using tertiary mixtures of CMC, GX an3 LAG as a source of bio3egra3able packaging for foo3 applications.

In Mexico there are rural and urban marginal zones without sewage and the wastewater is directly discharged in the soil, revains and water courses, which generates health and pollution issues. The objective of this work was to evaluate a system of easy and economical operation and maintenance that could treat the wastewater from one house. This wastewater treatment system (WTS) combines the operation in series of a septic tank (ST) a biofilter (BF) and a constructed wetland (CW). The BF uses wood chips as filtration media (FM). The CW works with a horizontal sub-superficial flow, and was packed with gravel and seeded with papyrus and other ornamental plants. The WTS was full scale and has a capacity for 2-4 people in regions with a low access and low per capita dotation of water (130 L/d). The WTS was operated for 220 days to evaluate the effect of applying two different flows (Q): 0.2 m 3 /d and 0.4 m 3 /d, affecting the hydraulic retention time (HRT) of the ST (5.5 d and 2.75 d), the filtration velocity (FV) into the BF (1.26 m/d and 2.52 m/d) and the FV into the CW (0.05 m/d and 0.1 m/d). The combined WTS presented an excellent performance, and when the slowest flow was applied, the effluent quality obtained was good enough to be directly reused in yards, washing activities, irrigation of green areas and toilet use, considering the analyzed parameters (biochemical oxygen demand, fecal coliforms, helmint eggs, oil and greases), and according to the Mexican norm NOM-003-ECOL-1997 and the American (USEPA 2004) regulations. If the second flow (0.4 m3/d) wants to be applied, an additional disinfection is necessary.

[spa] Desde hace más de 30 años, los implantes osteointegrados son una alternativa viable para el reemplazo de las ausencias dentarias, con un alto porcentaje de supervivencia y éxito. Sin embargo, la prevalencia de sus complicaciones biológicas no es despreciable. Se estima que entre un 12 y un 22% de los pacientes portadores de implantes padece de periimplantitis (PI), una alteración que se caracteriza por la presencia de inflamación y pérdida ósea periimplantaria. Puesto que se trata de una enfermedad inflamatoria en que las bacterias desempeñan un papel muy relevante, es interesante estudiar cómo se organizan éstas sobre la superficie de los implantes. La microbiota que coloniza los implantes dentales hasta ahora se ha considerado similar a la microbiota encontrada alrededor de dientes. En ausencia de inflamación, por ejemplo, tras un proceso de remodelado óseo, la superficie del implante queda expuesta al medio oral permitiendo el acúmulo de placa bacteriana. Para conocer más en profundidad cómo es este biofilm formado sobre la superficie expuesta de un implante dental, se diseñaron los 2 estudios que componen la presente tesis doctoral. El primer estudio tenía como objetivo principal determinar si un pilar experimental, que simula la macro y microestructura de un implante, es un método adecuado para recoger biofilm oral. Además, también pretendió describir las características del biofilm formado sobre estos pilares. Para ello, se colocaron pilares experimentales en 15 pacientes portadores de implantes sin patología periimplantaria. Tras 14 días, los aditamentos fueron analizados con microscopía confocal y electrónica de barrido. Los 5 primeros pilares se tiñeron para determinar la cantidad de biomasa que colonizaba los aditamentos y los 10 restantes con una tinción que permitiera además diferenciar células vivas de células muertas. Se observó un recubrimiento global de los pilares en todos los pacientes. El área supragingival mostró un mayor porcentaje de recubrimiento (38%) en comparación con el área subgingival (21%) y la ratio de bacterias vivas/muertas también fue ligeramente mayor en la zona supragingival (p, [eng] Peri-implant diseases are oral diseases caused by a biofilm infection in a susceptible individual. This entity comprises two major pathologies; peri-implant mucositis and peri-implantitis. The prevalence of peri-implantitis given in private practice ranges from 12% to 22% of patients, and 39% of patients with mucositis at 5 years in media. Microbiota colonizing dental implants has been considered to be similar that microbiota observed around teeth. In absence of inflammation, i.e after a remodeling process, the surface of a dental implant can get exposed to the oral cavity and it will be colonized by a biofilm. The present thesis has two objectives. Firstly, to determine whether an experimental abutment mimicking the macro and microstructure of a dental implant is a suitable method for recovering biofilm, and to describe the features of biofilms formed around such abutments on healthy implants. Secondly, to identify microbiota surrounding exposed dental implants in patients with and without a history of periodontitis through a deep-sequencing approach. An experimental abutment with the same surface and structure as a commercially available dental implant was used. After 14 days’ absence of dental hygiene in this area, the abutments were retrieved and analyzed through a deep-sequencing approach in the first study. In the second study, the abutments used were studied through confocal laser scanning microscopy and with a scanning electron microscope. The results obtained from the first study showed a wide variety of bacteria, 96 species, were identified. The most frequently found bacteria were Fusobacterium nucleatum and Prevotella denticola. Some species generally associated with periodontitis were found to a greater extent in patients without a history of periodontitis. Some bacteria that have never been described as part of the oral microbiome were identified in the present sample. The second study showed a global plaque coverage of the abutments was observed in all cases. The submucosal area of the abutment was mostly covered with biofilm (over 21%). Moreover, significant differences between supra- and subgingival locations were detected. The ratio of live to dead bacteria was slightly higher in the supragingival portion of the abutment than in the subgingival part (p

La incidencia de infecciones fúngicas ha aumentado notablemente en los últimos 20 años, siendo Candida albicans la principal especie causante de micosis en humanos, tanto sistémicas como superficiales. C. albicans, en individuos sanos se comporta como un comensal inocuo, pero en ciertas situaciones puede comportarse como patógeno oportunista. La conversión de comensal a patógeno depende de la rotura del equilibrio existente entre el sistema inmunitario del hospedador y el hongo. Se considera que aproximadamente el 80% de las infecciones producidas en humanos, son consecuencia de la formación de biopelículas. Las biopelículas son comunidades de microorganismos formadas sobre superficies bióticas o abióticas, que están recubiertas por una matriz extracelular (ME) formando una estructura tridimensional compleja. La formación de las biopelículas supone un importante problema clínico, debido a que los microorganismos que la forman son más resistentes tanto frente a los agentes antimicrobianos como frente a las defensas del hospedador. La mayoría de las candidiasis se consideran directamente relacionadas con la formación de biopelículas. De entre los distintos factores de virulencia descritos en C. albicans (morfogenesis, cambio fenotípico, Quorum Sensing, secreción de enzimas hidrolíticos, adhesión, hidrofobicidad, etc.), la hidrofobicidad y la formación de biopelículas han sido y son considerados en la actualidad como factores muy a destacar. En la presente Tesis Doctoral, estas dos propiedades son objeto de un exhaustivo estudio llevado a cabo en 448 aislados clínicos de C. albicans procedentes de pacientes con candidiasis sistémica. El estudio de la hidrofobicidad de los 448 aislados clínicos demostró que el 88% de los mismos presentaban hidrofobicidades muy semejantes entre ellos y con la cepa utilizada como control, C. albicans SC5314. El estudio de la capacidad de formación de biopelículas dio resultados más dispares, no existiendo una correlación entre la hidrofobicidad y la capacidad de formación de biopelículas. El 70% de los aislados analizados fueron poco o nada formadores. La matriz de la biopelícula presenta en muchos aspectos una importancia crítica asociada con el crecimiento de la misma, interviene en las interacciones de adhesión proporcionando estabilidad mecánica, controlando la dispersión de las células que la forman. De igual modo actúa como sistema digestivo proporcionando nutrientes para las células presentes en la misma. Y así mismo actúa como barrera protectora frente tanto a los agentes antifúngicos como a las defensas del hospedador. Con respecto a estas acciones dentro de los distintos componentes presentes en la matriz extracelular merecen especial interés las proteínas, debido entre otros motivos tanto a su posible acción enzimática como el actuar como dianas de reconocimiento para otras moléculas. En el análisis proteómico de los extractos etanólicos de la matriz extracelular de las biopelículas de 9 aislados clínicos y de la cepa control C. albicans SC5314, se identificaron un total de 905 proteínas. La mayoría se encuentran presentes en los aislados muy formadores, una media de 708, en los medianamente formadores encontramos 148 y en los poco formadores 143 de media. Comunes a los 9 aislados estudiados junto a la cepa control, encontramos un total de 57 proteínas, se trata de especies proteicas “multifunción”, pudiéndolas encontrar en distintas ubicaciones celulares, así como actuando en diferentes procesos, mereciendo especial interés la defensa frente ataques químicos o biológicos, así como su implicación en el transporte, el metabolismo y la unión a proteínas. Estas proteínas presentan en su mayoría (93%) índices de hidropatía negativos, siendo este dato concomitante con el hecho de que las biopelículas son consideradas hidrogeles. Así mismo de las 57 proteínas comunes, solo10 presentaban péptido señal, indicando que la mayoría llegan a la ME por vías de secreción no clásicas. Una de las 57 proteínas comunes es la Glx3, siendo además una de las proteínas mayoritarias. El estudio de mutantes para el gen GLX3 demostró que la ausencia del mismo produce una serie de efectos sobre la integridad de la pared celular aumentando la sensibilidad a agentes que alteran el ensamblaje de los componentes de la misma, así como a la Zimoliasa y al estrés oxidativo, efectos que se recuperan en parte mediante la reintegración de dicho gen. Así mismo el mutante nulo para el gen GLX3, es avirulento en modelos murinos. Observando estos efectos, dicho mutante podría proponerse en estudios posteriores como una posible herramienta inmunológica. The incidence of human fungal infections has greatly increased in the last twenty years. Candida albicans is the leading cause of human systemic as well as superficial mycoses. In healthy individuals, C. albicans acts as a commensal organism. However, in immunosuppressed patients it acts as an opportunistic pathogen. The commensal to pathogen shift of C. albicans depends on the loss of the balance between the immune system and the fungus. Approximately 80 percent of human infections are due to the formation of biofilms. Biofilms are microorganism communities that develop on biotic or non-biotic surfaces covered by a complex tridimensional structure of extracellular matrix. Biofilm formation is an outstanding clinical problem because their microorganisms are more resistant to both antimicrobial agents and the immune response. In this regard, most Candida infections are associated with biofilm formation. Amongst the different virulence factors of C. albicans (morphogenesis, phenotypical change, quorum sensing, hydrolytic enzyme secretion, adhesion, and hydrophobicity), biofilm formation and hydrophobicity have been, and are still currently, considered as outstanding factors. In this PhD thesis, both properties of C. albicans have been thoroughly analyzed in 448 clinical isolates of C. albicans from patients with systemic candidiasis. The hydrophobicity study of these 448 isolates showed that no significant differences were found among the 88 percent of the isolates or between the clinical isolates and the control strand C. albicans SC5314. Regarding the biofilm formation, 70 percent of the isolates had low or no biofilm formation ability. Moreover, there was no correlation between hydrophobicity and biofilm formation capacity. The biofilm matrix has a major role in its growth, it is involved in the adhesion interactions, is responsible for its mechanical stability, and controls cell dispersion. In addition, it acts as a digestive system providing nutrients for its constituent cells as well as a protective barrier against both antifungal agents and host defenses. Regarding these functional activities, among the cellular components of the biofilm, proteins deserve special attention due to both their potential enzymatic activity and as targets for other molecules. In the proteomic analysis of the ethanolic extracts from of the extracellular matrix of the biofilms of nine clinical isolates and the control strain, 905 proteins were identified. Most of that proteins (mean 708) were present in the isolates with higher biofilm formation capacity; 148 in those with moderate biofilm formation capacity, and 143 in the isolates with poor biofilm formation capacity. Fifty seven proteins were common to all nine studied isolates and the control strain. That proteins are multifunctional species, from different cellular locations, and involved in different pathways, some of which deserve special interest, such as the defense against chemical or biological injuries, as well as their involvement in protein binding, transport and metabolism. Most of these proteins (93%) have negative hydropathic indexes which is concomitant with the fact that biofilms are considered hydrogels. Moreover, only 10 out of the 57 proteins had a signal peptide, which may mean that most of them get the extracellular matrix by a non-classic secretion way. Glx3, one of the 57 common proteins, is also one of the major proteins. The study of mutants for the GLX3 gene showed that its absence produces a series of effects on the integrity of the cell wall and increases its sensitivity to agents that alter the assembly of the cell wall components, as well as to zymolyase and the oxidative stress, effects that are partially recovered by the reintegration of this gene. In addition, the null mutant for the GLX3 gene is avirulent in murine models. Due to these effects, further studies should investigate this GlX3 null mutant as a potential immunological tool.

Introduction: Infections associated with health care caused by S. aureus and coagulase-negative Staphylococci multi-resistant to antibiotics cause a high epidemiological impact due to their high morbidity and mortality. Biofilm formation, which has been associated with antimicrobial resistance, can also occur. Objectives: To determine methicillin resistance and to quantify the biofilm production to establish if there is a relationship in clinical isolates of S. aureus and coagulase-negative Staphylococci. Material and methods: A total of 11 strains of S. aureus and 12 of coagulase-negative Staphylococci were studied. Methicillin resistance was determined with cefoxitin discs and the Clinical Laboratory Standards Institute (CSLI), 2018 reference values. Biofilm production was quantified by the crystal violet method. The mecA and icaADBC genes were identified by PCR. A bivariate analysis was performed with chi-square (c2) and Cramér’s V statistical tests, using SPSS™, version 20.0 software. Results: Nine S. aureus strains were methicillin-resistant and two were sensitive. Eight coagulase-negative Staphylococci strains were resistant and four were sensitive. The mecA genotype was found in eight of the nine S. aureus resistant strains and six of eight resistant coagulase-negative Staphylococci. All strains formed biofilms. Ten strains of S. aureus and 11 of coagulase-negative Staphylococci presented the icaADCB genotype. No association was found between methicillin-resistance and biofilm formation. Conclusions: Cefoxitin is enough to define the resistance phenotype and is associated with the mecA genotype. All strains formed biofilms and were related to the presence of the icaADCB operon. Biofilm formation and methicillin resistance were independent features in both groups of strains.Introducción. Las infecciones por Staphylococcus aureus y Staphylococcus coagulasa negativa multirresistentes a los antibióticos y asociadas con la atención en salud tienen un gran impacto epidemiológico por su alta morbimortalidad; además, se han relacionado con la formación de biopelículas, lo cual también se asocia con la resistencia a los antimicrobianos. Objetivo. Determinar la resistencia a la meticilina y cuantificar la producción de biopelículas para establecer su posible relación con los aislamientos clínicos de S. aureus y Staphylococcus coagulasa negativa. Materiales y métodos. Se estudiaron 11 cepas de S. aureus y 12 de Staphylococcus coagulasa negativa. La resistencia a la meticilina se determinó con discos de cefoxitina tomando como valores de referencia los estándares del Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI) de 2018. La producción de biopelícula se cuantificó con cristal violeta. Los genes mecA e icaADBC se identificaron mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR), y se hizo un análisis bivariado con la prueba de ji al cuadrado y el coeficiente V de Cramér, utilizando el programa SPSS™, versión 20.0. Resultados. Nueve cepas de S. aureus fueron resistentes a la meticilina (SARM) y dos fueron sensibles. Ocho cepas de Staphylococcus coagulasa negativa fueron resistentes y cuatro fueron sensibles. El genotipo mecA se encontró en ocho de las nueve cepas de S. aureus y en seis de las ocho de Staphylococcus coagulasa negativa resistentes a meticilina. Todas las cepas formaron biopelícula. Diez cepas de S. aureus y 11 de Staphylococcus coagulasa negativa presentaron el genotipo icaADCB. No se encontró asociación entre la resistencia a meticilina y la formación de biopelícula. Conclusiones. La cefoxitina es suficiente para determinar el fenotipo resistente a meticilina y se asoció con el genotipo mecA. Las cepas resistentes a la meticilina y poseedoras del gen mecA pueden presentar un mecanismo de resistencia alterno. Los dos grupos de cepas formadoras de biopelícula se relacionaron con la presencia del operón icaADCB. La formación de biopelícula y la resistencia a la meticilina se expresaron como características independientes en los dos grupos de cepas.

La infección asociada a la utilización de implantes ortopédicos es la principal complicación asociada a estos dispositivos y es un desafío aún sin resolver. La frecuencia de infección asociada a implante ortopédico es relativamente baja, estimada en un rango de 0,5 a 5%. Sin embargo, sus consecuencias son devastadoras para el paciente y las instituciones de salud. La mayoría de las infecciones son causadas por microorganismos aerobios grampositivos pertenecientes al género Staphylococcus. Estas bacterias establecen infecciones crónicas gracias a su capacidad de adhesión y formación de biopelículas, complejas comunidades en una matriz de polisacáridos. La biopelícula retiene nutrientes y protege a las bacterias contra la respuesta inmune y agentes antimicrobianos. El estudio de las características moleculares y la regulación de la formación de biopelículas es vital para el entendimiento del manejo clínico juicioso y el desarrollo de estrategias novedosas para la prevención de infección.

Candida sp. especially C. albicans is the main cause of candidiasis in women in reproductive ages. The prevalence of drug resistant C. albicans along with adverse effects of current treatments have encouraged the scientists to research on medicinal plant’s essential oils. The aim of this study was to evaluate the potential effects of Ziziphora tenuior, Lavandula angustifolia, Cuminum cyminum essential oils against clinical isolates of C. albicans, which were isolated from women with vulvovaginal candidiasis. The anti-candidal effects of these commercial essential oils were screened against these clinical isolates (n=80) by disc diffusion and micro-broth dilution assays. The means of inhibition zone diameters, MIC and MFCs were reported for each essential oil. Also, the capability of fungal strain for biofilm formation in comparison with C. albicans ATCC 10231 were determined. The anti-biofilm effects of essential oils against 11 biofilm producing strains of C. albicans were determined. The results showed C. cyminum and Z. tenuior essential oils had the best anti-candidal effects, while the best biofilm killing effects was for L. angustifolia essential oil. C. cyminum and Z. tenuior essential oils can be formulated for more evaluations in preclinical and clinical studies. Resumen Candida sp., especialmente C. albicans, es la principal causa de candidiasis en mujeres en edad reproductiva. La aparición de resistencia a los antifungicos de C. albicans, junto con el riesgo de efectos adversos de los tratamientos actuales, ha llevado a los científicos a buscar alternativas en los aceites esenciales derivados de plantas. Los objetivos del estudio fueron evaluar los efectos potenciales de los aceites esenciales de Ziziphora tenuior, Lavandula angustifolia, Cuminum cyminum, contra aislados clínicos de C. albicans, obtenidos de mujeres con candidiasis vulvovaginal. Los efectos anti-Candida de estos aceites esenciales comerciales fueron probados contra estos aislados clínicos (n=80) por difusión en disco y ensayos de microdilución. Se obtuvo el promedio de diámetro de inhibición, MIC y MFCs para cada aceite esencial. También se comparó la capacidad de formación de biopelículas de 11 cepas de C. albicans de cada aislado frente a la cepa de referencia C. albicans ATCC 10231 y la capacidad de cada aceite esencial para evitar la formación de biopelículas. Los resultados muestran que los aceites esenciales de C. cyminum y Z. tenuior tuvieron la mejor actividad anti-Candida, mientras que los mejores efectos para destruir biopelículas se obtuvieron con los aceites esenciales de L. angustifolia. Los aceites esenciales de C. cyminum y Z. tenuior ameritan tener mayores evaluaciones preclínicas y clínicas.

[spa] Las infecciones de prótesis articulares causadas por S. aureus son difíciles de curar, y con los tratamientos actuales recomendados siguen habiendo fallos tanto microbiológicos como clínicos. Asimismo, no se han estudiado de forma exhaustiva las posibles alternativas terapéuticas en caso de no poder administrar por alergia o intolerancia a alguno de los antibióticos considerados de elección. Actualmente se están investigando nuevas terapias terapéuticas ya sea con antibióticos de reciente aparición, como es daptomicina, o a partir de terapias anti-biofilm. Daptomicina es un lipopéptido cíclico que ha demostrado tener actividad bactericida frente a bacterias en fase planctónica y en fase estacionaria, y se ha visto que tiene una alta eficacia en combinación con otros antimicrobianos frente a la infección de cuerpo extraño por S. aureus resistente a meticilina (SARM). Por otro lado, la escasa información existente sobre la terapia anti-biofilm con macrólidos frente a S. aureus es contradictoria; si bien algunos estudios defienden que posee una actividad contra el biofilm, otros observaron poca o ninguna actividad. Como se ha comentado, las consideradas como alternativas terapéuticas en la infección por S. aureus (ej., cotrimoxazol y ácido fusídico) no se han estudiado en profundidad y la información que se tiene de estos antibióticos es de hace algunas décadas. El objetivo de esta tesis fue por un lado estandarizar dos modelos, uno in vitro en el CDC biofilm reactor y otro in vivo de infección de cuerpo extraño con cepas S. aureus sensibles a meticilina (SASM) y SARM, para poder evaluar (i) la eficacia de las combinaciones de daptomicina frente a SASM; (ii) el potencial efecto anti-biofilm de claritromicina; y (iii) la actividad de cotrimoxazol, ácido fusídico y las combinaciones de rifampicina con cotrimoxazol y linezolid como posibles alternativas terapéuticas al tratamiento estándar para S. aureus. Los principales hallazgos son: - El modelo in vivo estandarizado con una infección de 3 y 7 días, como modelo de infección aguda de cuerpo extraño, se muestra válido para la evaluación de la eficacia antimicrobiana - El modelo in vitro dinámico de CDC biofilm reactor permite la formación de biofilm de S.aureus, su mantenimiento en el tiempo, así como el estudio de la eficacia de las diferentes pautas terapéuticas. - Daptomicina-cloxacilina ha demostrado tener una actividad similar a cloxacilina- rifampicina (tratamiento estándar) y podría utilizarse como alternativa terapéutica en fase precoz del tratamiento de infecciones de prótesis por SASM - Daptomicina-rifampicina fue el tratamiento más eficaz en la infección in vivo de cuerpo extraño por SASM, incluso tuvo más actividad que el tratamiento estándar levofloxacino- rifampicina. Estos resultados sugieren que daptomicina-rifampicina podría utilizarse como alternativa terapéutica en los casos que no pudiera utilizarse las fluoroquinolonas. - Claritromicina no tuvo actividad anti-biofilm relevante frente a las infecciones por SASM y SARM - Cotrimoxazol fue ineficaz frente a la infección por SASM y SARM en la rata. Los resultados observados sugieren que una de las causas de su inactividad podría ser la interacción con la timidina (que se encuentra en altas concentraciones de forma inherente en la rata, y en infecciones purulentas) . - Ácido fusídico presentó resultados microbiológicos prometedores (aumento de actividad de daptomicina, y protección frente la aparición total o parcialmente). Sin embargo no se pudo estudiar en el modelo in vivo debido a la toxicidad que presentó en los animales. - En el modelo in vitro dinámico del reactor para SASM observamos que la combinación de levofloxacino con rifampicina fue el tratamiento más eficaz, mientras que cotrimoxazol- rifampicina y linezolid-rifampicina no mostraron diferencias significativas entre ellos en términos de eficacia. Sin embargo, linezolid fue capaz de proteger frente a la aparición de resistencias a rifampicina, mientras que cotrimoxazol no lo hizo. En el modelo para SARM, linezolid-rifampicina se presentó como la terapia más eficaz y protegió frente a la aparición de cepas resistentes. De nuevo, la combinación de cotrimoxazol-rifampicina no protegió frente a la aparición de resistencias a rifampicina, que aparecieron de forma sistemática a las 8 horas de iniciar el tratamiento., [eng] Despite optimal therapeutic management for acute prosthetic joint infections (PJI) caused by Staphylocococcus aureus, some clinical and microbiological failures occur, especially when implant retention is attempted. Moreover, occasions arise when drugs often cannot be administered owing to intolerance or allergy, and no adequately evaluated alternatives exist. In response to these difficulties, alternative therapies and other therapeutic approaches to bacterial biofilm are been investigated. Daptomycin combinations had a high efficacy against foreign-body infection by methicillin- resistant S. aureus (MRSA). On the other hand, the information about the potential anti-biofilm effect of macrolides against S. aureus is scarce and controversial. Additionally, the alternative therapies for S.aureus infections (ie cotrimoxazole and fusidic acid) have not been accurately evaluated. The aims of this project was standardize an dynamic in vitro model (CDC biofilm reactor) and an in vivo foreign-body infection (FBI) by methicillin-susceptible S. aureus (SASM) and MRSA strains, in order to evaluate (i) The efficacy of daptomycin and its combinations against SASM; (ii) the potential anti-biofilm effect of clarithromycin; and (iii) the activity of cotrimoxazole, fusidic acid and rifampicin combinations with cotrimoxazole and linezolid as possible therapeutic alternatives to the standard treatment for S. aureus. The main results were: - The In vivo model with a period of infection of 3 and 7 days, as an acute FBI model, and the dynamic in vitro model of CDC biofilm reactor were suitable to study the efficacy of different therapies. -Daptomycin-Cloxacillin therapy was as effective as cloxacillin-rifampicin (standard treatment) and can be considered as alternative anti-MSSA therapy for FBI. -Daptomycin-Rifampicin was the most effective combination, providing higher efficacy than levofloxacin-rifampicin. These results suggest that daptomycin-rifampicin may be useful as a first-line therapy against MSSA PJI. -Clarithromycin did not show anti-biofilm activity against MSSA and MRSA infections. -Cotrimoxazole was ineffective against S.aureus in animal model. The results observed suggest that the lack of activity could be due in part to its inactivation by thymidine. -Fusidic acid had promising microbiological results. However, it was not possible to perform the in vivo studies due to the animal intolerance to antibiotic. - In CDC biofilm reactor, levofloxacin-rifampicin was the most effective treatment against MSSA. Rifampicin combinations with cotrimoxazole and linezolid had similar activity. Against MRSA, linezolid-rifampicin combination was the most effective treatment. In both strains, the cotrimoxazole-rifampicin combination did not protect against rifampicin resistant strains.

En las cuevas turísticas, la presencia de luz natural y/o artificial junto con elevados valores de humedad relativa y de CO2, pueden inducir el desarrollo de microorganismos fotosintéticos sobre estructuras kársticas, identificables por su color verdoso y que pueden producir meteorización biológica de los materiales naturales presentes en la cueva. En la Cueva de Nerja (Málaga), el nivel de CO2 (variable en función del número de visitantes), humedad relativa y temperatura, condicionan la tasa de actividad fotosintética y por lo tanto, el crecimiento de algas y cianobacterias que junto a otros microorganismos heterotróficos, constituyen los biofilms (mal verde). Los métodos químicos empleados con anterioridad para reducir los biofilms (peróxido de hidrógeno, ozono, hipoclorito sódico, etc.), suelen ser muy agresivos para los materiales endokársticos que componen la cueva produciendo por ende, meteorización físico-química. También, la aplicación de agua a presión como método físico, podría incluso producir un mayor desarrollo de microorganismos al incrementar la humedad de los biofilms potenciando su crecimiento. Por otro lado, la reducción de los periodos de iluminación podría reducir la proliferación de algas pero no impediría su reaparición, ya que no es posible eliminar la iluminación en su totalidad por los fines turísticos que la cueva persigue. Una alternativa, es la utilización de una iluminación que reduzca la actividad fotosintética y que a su vez, produzca un estrés fisiológico en los organismos fotosintéticos aminorando su crecimiento. En este estudio, se presenta un procedimiento basado en el conocimiento fotobiológico de algas y cianobacterias (espectros de acción de la fotosíntesis) para seleccionar diferentes fuentes de luz LED (RGB) y sus diferentes combinaciones que resulten más efectivas en la reducción de la fotosíntesis y por lo tanto, en la reducción de las tasas de crecimiento de microalgas y cianobacterias que conforman los biofilms. Esta primera aproximación teórica, permitiría conocer a priori, las fuentes de iluminación basadas en la tecnología LED para posteriormente, adaptar de un modo sencillo, la calidad y la intensidad de la luz empleando combinaciones programables de fuentes de luminarias LEDs de distinta composición espectral con el fin de reducir al nivel máximo posible, de acuerdo a la irradiancia efectiva, el rendimiento y producción fotosintética. En este trabajo se presentan diferentes combinaciones de LEDs (rojo, verde, azul) que producen una disminución/aumento de la actividad fotosintética en 7 especies de algas y cianobacterias cuyos espectros de acción se encuentran publicados en la literatura científica. La efectividad fotosintética de estos LEDs se expresa a través del rendimiento de asimilación fotónico (APP %) en base a la diferentes calidades espectrales estudiadas. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Antecedentes y Objetivos. La contractura capsular (CC) es la complicación más común y frustrante en mujeres que se han sometido a cirugía de aumento mamario con fines estéticos. La causa es actualmente desconocida y se considera que a menudo participan varios factores conjuntamente. Material y Método. Realizamos un estudio prospectivo observacional de casos y controles anidados en una cohorte de pacientes y llevado a cabo durante 4 años en la Clínica Ruber de Madrid. Resultados. Determinamos que el ejercicio físico es un factor de riesgo en el desarrollo de CC, con una probabilidad 5 veces mayor de desarrollo en pacientes que lo realizan respecto a las que no lo practican; sobre todo los ejercicios relacionados con la movilidad de los miembros superiores, entre ellos los aeróbicos suaves, la natación y la musculación. El ejercicio físico actuaría como principal causa de fricción entre cápsula e implante rugoso, y llegado un momento, dicha fricción originaría pequeñas roturas en la cápsula periprotésica generando una respuesta inflamatoria. El brazo hábil dominante resultó ser un factor de riesgo en el desarrollo de contractura, determinando el lado de la mama que se contractura. Los hallazgos microbiológicos de las cápsulas periprotésicascontracturadas demostraron que un mayor grado de contractura en aquellos implantes en los que hubo resultados microbiológicos positivos, encontrando Propionibacteriumacnes y especies de estafilococos coagulasa negativos. Conclusiones. Las pacientes con implantes mamarios que realizan ejercicio físico habitual presentan mayor riesgo de sufrir contractura capsular mamaria.

Los biofilms bacterianos están constituidos por comunidades de células unidas entre sí por una matriz extracelular polimérica. Los componentes de la matriz extracelular pueden variar dependiendo de la cepa bacteriana, pero en general se puede decir que está constituida por proteínas, exopolisacáridos y/o ácidos nucleicos. La matriz extracelular es un tejido multifuncional que contribuye a: la arquitectura final del biofilm, la regulación del flujo de nutrientes y gases dentro del biofilm, la interacción con las superficies, y la protección de las células frente a agentes tóxicos externos. Aunque son numerosos los estudios que se han centrado en el papel de la matriz en la virulencia de bacterias patógenas de humanos, este tejido polimérico puede ser igualmente importante en la interacción beneficiosa de un agente de biocontrol con la planta. Tanto para el desarrollo de la actividad de biocontrol como para la promoción del crecimiento radicular es necesaria la colonización y persistencia del microorganismo sobre la superficie de la planta, y la pregunta es hasta qué punto es importante la formación de biofilms. En este estudio trabajamos con cepas de Bacillus como agentes de control biológico (BCA) frente a enfermedades de cucurbitáceas y a su vez promotoras del crecimiento radicular (PGPR por sus siglas en inglés plant growth promoting rhizobacteria). Valiéndonos de una batería de mutantes en distintos elementos estructurales y funcionales de la matriz extracelular, estudiamos los patrones de colonización y persistencia de estas cepas en filosfera y rizosfera y evaluamos su efecto sobre la actividad PGPR. Las diferencias observadas entre algunos mutantes de matriz en cuanto a la dinámica de población y la distribución espacial en los dos nichos de estudio, así como en su actividad PGPR, apuntan a su relevancia en la ecología y funcionalidad de estos agentes de biocontrol. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

[ES] En este trabajo se elaboró un material vitrocerámico conteniendo la fase de hidroxiapatita, partiendo de residuos industriales y urbanos. Sobre la superficie del material se desarrollaron biopelículas de los microorganismos que aparecen habitualmente en las aguas residuales. Se hicieron ensayos de retención usando distintos metales pesados para evaluar la capacidad del material de eliminar tales elementos de un medio acuoso en presencia y ausencia de la biopelícula. Los resultados ponen de manifiesto la participación microbiana en los procesos de eliminación de los metales pesados del medio acuoso y ofrecen la posibilidad de utilizar el material vitrocerámico en un proceso de biorremediación de aguas contaminadas por metales pesados. [EN] In this study, a glassceramic material with hydroxyapatite phase was manufactured from industrial and urban wastes. On this material, biofilms from the microorganisms usually appearing in wastewater were developed. Batch assays were made using different heavy metals to analyze glassceramic material capacity to retain these elements from an aqueous medium in biofilm presence and absence. The results suggest that microorganisms are implicated in the removing of heavy metals from the aqueous medium and open the possibility to use the glassceramic material in a bioremediation process. Quisiéramos expresar nuestra gratitud a la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología por su financiación (CICYT, proyectos AMB99-1187 y DP12000-0153-P4-0).

Biocorrosion and biofouling processes are mediated by microorganisms adhered to the metal surfaces or embedded in a gelatinous matrix called biofilm. Biofilms affect the interaction between metals and the environment not only in deleterious processes like corrosion but also in several biological processes applied to materials recovery and handling. The growth of the microorganisms capable to induce biocorrosion is conditioned by favorable environmental conditions. However, the chemical agents generally used to prevent or protect metallic structures from biocorrosion are highly toxic and after use can have a negative impact on the environment. Four different approaches developed in our laboratory to prevent and control biocorrosion but minimizing the environmental impact, are successively presented in this paper: a) the use of ozone as an environmentally friend biocide for cooling water systems; b) the assay of the effectiveness of natural biocides on planktonic and sessile bacteria; c) the potential use of film forming corrosion inhibitors; d) the use of innovative preventing substances., Los procesos de biocorrosión y biofouling están mediados por microorganismos que adhieren a las superficies metálicas embebidos en una matriz gelatinosa llamada biofilm. Los biofilms afectan a la interacción entre metales y el medio ambiente, no solo a través de procesos deletéreos tales como la corrosión sino, también, en el manipuleo de diversos materiales. El crecimiento de los microorganismos capaces de inducir biocorrosión esta condicionado por un medio ambiente favorable. Sin embargo, generalmente, los agentes químicos usados para prevenir o proteger las estructuras metálicas de la biocorrosión son altamente tóxicos y su uso puede tener un impacto negativo para el ambiente. En este trabajo se presentan cuatro vías diferentes, desarrolladas en nuestro laboratorio, para prevenir y controlar la biocorrosión minimizando el impacto ambiental: a) uso del ozono en sistemas de enfriamiento de agua; b) ensayos de efectividad de biocidas naturales sobre bacterias sésiles y planctónicas; c) uso de inhibidores de corrosión formadores de film; d) uso de nuevas sustancias preventivas., Facultad de Ciencias Exactas

Se evaluaron biopelículas de Aspergillus niger desarrolladas sobre tela de poliéster en dos aspectos fundamentales inherentes al crecimiento sobre superficies: la estructura y el comportamiento fisiológico específicamente relacionado con la producción de celulasas. La estructura de la biopelícula fue evaluada usando microfotografías de microscopía electrónica de barrido (SEM) desde el momento de la inoculación y adsorción de esporas hasta las 120 horas de crecimiento. Nuestros resultados demuestran que la formación de la biopelícula ocurre en tres fases: la adhesión, la cual es fuertemente favorecida por la hidrofobicidad de las esporas de Aspergillus; la fase de crecimiento inicial y desarrollo, que se inicia con la germinación de la espora entre las 4 y 10 horas y continúa hasta las 24 horas cuando ya se percibe la colonización casi total de la superficie; y finalmente la fase de maduración, en la cual la densidad de biomasa se incrementa notablemente desde las 48 horas hasta las 120 horas; se observa, además en este momento una organización interna de canales, también reportada para biopelículas bacterianas, que aseguran el flujo interno de la biopelícula. Además, la actividad celulolítica de las biopelículas fue evaluada, siendo hasta 40% mayor que en los cultivos sin soporte de crecimiento (durante el transcurso de la fermentación), lográndose un incremento del 55% en la productividad. Estos resultados son concordantes con el comportamiento de la gran mayoría de microorganismos que crecen sobre superficies, los cuales muestran por lo general una mayor actividad metabólica resultante de una expresión genética diferencial. Este trabajo es un primer intento por establecer la estructura y fisiología de las biopelículas de hongos filamentosos de interés industrial en respuesta a la escasa información existente, en comparación con el minucioso y vasto estudio de biopelículas bacterianas y de levaduras patógenas. Aspergillus niger biofilms developed on polyester cloth were evaluated considering two aspects related to the growth on surfaces: structure and physiological behavior focused on cellulase production. The biofilm structure was assessed by using electron scanning microphotographs from inoculation and adsorption to 120 h growth. The microphotographs show that biofilm formation can be divided into three phases: 1) Adhesion, which is strongly increased by Aspergillus spore hydrophobicity; 2) Initial growth and development phase from spore germination, that begins 4 to 10 h after inoculation and continues up to 24 h when almost all available surface has been colonized; 3) Maturation phase in which biomass density is highly increased from 48 h after inoculation until 120 h growth when an internal channel organization that assures medium flow through biofilm is clearly evident as it is frequently reported for bacterial biofilms.Biofilm cellulolytic enzyme activity and productivity were also evaluated, being up to 40% and 55%, respectively, higher than that attained by freely suspended cultures. These results are in agreement with the behavior of most surface living microorganisms, which generally show a higher metabolic activity because of a differential gene expression. This work is a first attempt to understand the structure and physiology of industrial filamentous fungal biofilms as a response to the scarce available information in comparison with the vast and detailed information related to bacterial and pathogenic yeast biofilms.

Haemophilus influenzae is an opportunistic pathogen that forms part of the human nasopharyngeal microbiota. This microorganism is classified into encapsulated and nonencapsulated or nontypeable (NTHi) isolates, depending on the presence of a polysaccharide capsule. Although H. influenzae is a common respiratory commensal, it is also able to cause several infections, especially in patients with comorbidities. The most common respiratory infections in which H. influenzae can be identified as the main etiological agent are exacerbations in patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), community-acquired pneumonia (CAP), cystic fibrosis, and otitis media. In addition, this pathogen is also a common cause of invasive infections such as bacteraemia and meningitis. Before the introduction of the conjugate vaccine, H. influenzae serotype b (Hib) was the main cause of meningitis in children under five years. However, effective childhood vaccination has caused a dramatic reduction in Hib and allowed the expansion of NTHi, which is becoming more relevant in both respiratory and invasive infections. In this thesis, we studied three different aspects of the epidemiology of NTHi since the introduction of the vaccine. Our study focused on molecular genotyping, antimicrobial resistance and adhesion and biofilm formation of NTHi isolates from healthy children and from adult patients with CAP, COPD and invasive diseases. In the first part of this thesis, we set out to characterize the NTHi populations that are involved in adult infections in Bellvitge hospital. Furthermore, as humans are the only reservoir of NTHi, we aimed to identify the oropharyngeal carriage rate in healthy children attending day care centres in Oviedo. The aim of the second part of this thesis was to determine the antimicrobial susceptibility profile of clinical NTHi isolates, placing emphasis on the molecular characterization of B-lactam and fluoroquinolone resistance, the main antimicrobials used in the treatment of NTHi infections. The last part of this thesis focused on adhesion and biofilm formation. Biofilm is one of the mechanisms that microorganisms have developed in order to protect themselves and survive in hostile environments. Once the biofilm structure is formed, it is difficult to eliminate and, as a consequence, biofilm-associated infections commonly show recurrent symptoms. Although biofilm formation by NTHi remains controversial, biofilm-like structures have been observed in middle-ear mucosa in experimental chinchilla models of otitis media. Taken together, all the studies discussed in this thesis can improve our understanding of the clinical epidemiology of NTHi populations since the introduction of vaccination and of the mechanism of biofilm formation in clinical isolates of this microorganism., Haemophilus influenzae és un patogen oportunista que forma part de la microbiota nasofaríngia humana. Aquest microorganisme es classifica en soques capsulades i no capsulades o no tipables (HiNT) depenent de la presència d’una càpsula polisacarídica. Tot i que H. influenzae és un comensal respiratori comú, posseeix la capacitat de causar diferents infeccions, especialment en pacients amb malalties de base. Les infeccions respiratòries més freqüents causades per H. influenzae són les exacerbacions agudes en pacients amb Malaltia Pulmonar Obstructiva Crònica (MPOC), pneumònia adquirida en la comunitat (PAC), exacerbacions en pacients amb fibrosis quística i otitis mitjana. A més, aquest patogen és també una causa freqüent de malalties invasives com bacterièmia i meningitis. Abans de la introducció de la vacuna conjugada, H. influenzae serotipus b (Hib) fou la causa principal de meningitis en nens/es menors de cinc anys d’edat. No obstant, l'efectiva vacunació ha causat un dramàtic descens del Hib permetent l’expansió dels HiNT, que s’estan convertint en un patogen més rellevant tant en infeccions respiratòries com en infeccions invasives. Els objectius plantejats en aquesta tesis, foren l’estudi de tres aspectes de la epidemiologia dels HiNT en l'etapa posterior a la introducció de la vacuna en Barcelona: la genotipificació molecular, la resistència antibiòtica i la formació de biofilm en soques d’HiNT aïllades de nens/es sans i de pacients adults amb PAC, MPOC i malalties invasives. L’objectiu de la primera part d’aquesta tesis fou caracteritzar les poblacions d’HiNT involucrades en les infeccions en pacients adults de l’hospital de Bellvitge així com la determinació de la freqüència de colonització orofaríngia d’HiNT en nens/es sans que van a llars d’infants en Oviedo. L’objectiu de la segona part de la tesis fou determinar els perfils de susceptibilitat antibiòtica dels aïllats clínics d’HiNT, emfatitzant en la caracterització molecular de la resistencia a B-lactàmics i fluoroquinolones, ja que són els antibiòtics més utilitzats en el tractament de les infeccions per HiNT. L’última part de la tesis està enfocada a l’estudi de l’adhesió i la formació de biofilm. El biofilm és un dels mecanismes que els microorganismes han desenvolupat per a la protecció i supervivència en ambients hostils. Una vegada l’estructura del biofilm està formada és molt difícil d’eliminar i, com a conseqüència, les infeccions associades a biofilm presenten símptomes recurrents. Tot i que la formació de biofilm per HiNT roman controvertida, estructures tipus biofilm s’han observat en la mucosa de l’oïda mitjana en models experimentals d’otitis mitjana en xinxilla. En conjunt, tots els estudis discutits en aquesta tesis contribueixen a ampliar el coneixement de la epidemiologia clínica, la resistència antibiòtica i la formació de biofilm de les poblacions d’HiNT en un període posterior a la introducció de la vacuna.

[Resumen] Las Úlceras por Presión son un tipo de herida crónica que suponen un gran impacto en el sistema sanitario y en los propios pacientes. En muchos casos, se genera un significativo retraso en su cicatrización, por eso, en los últimos años, han sido numerosos los factores que se han relacionado con este proceso. Una herida presenta un ambiente idóneo para el crecimiento y proliferación de microorganismos, que la colonizan y pueden llegar a infectarla. Esta microbiota forma agrupaciones en forma de biopelículas, algunas facilitan el cierre de la herida, pero muchas de ellas son dañinas. Cada vez hay más datos sobre el papel negativo de los biofilms sobre las Úlceras por Presión, ya que su tratamiento presenta una gran problemática. La habilidad y los conocimientos de los profesionales influyen sobre su capacidad de curar una herida crónica. Sin embargo, el importante retraso en su cicatrización, provoca una reacción negativa que puede derivar en fracaso profesional. Por este motivo, muchos autores destacan la importancia de formar al personal para la utilización de tratamientos adecuados. Traballo fin de grao (UDC.FEP). Enfermaría. Curso 2014/2015

Bacillus cereus es una bacteria patógena responsable de numerosos brotes de intoxicación alimentaria. Las esporas y el biofilm son considerados los reservorios más importantes de B. cereus que se pueden encontrar en frutas y verduras frescas contaminadas. Los biofilms son comunidades bacterianas difíciles de erradicar de superficies bióticas y abióticas debido a una matriz extracelular estable que recubre y protege a las células bacterianas. Estas matrices extracelulares suelen estar formadas de exopolisacáridos, proteínas, ADN extracelular, y otros componentes minoritarios. Estudios de biofilms en Bacillus subtilis, especie filogenéticamente relacionada con B. cereus, han demostrado la existencia de fibras tipo amiloide en su matriz extracelular, y su relevancia en el desarrollo de biofilms. El objetivo de este trabajo ha sido investigar la existencia de este tipo de proteínas en B. cereus y su implicación en la formación de biofilms. El análisis comparativo de los genomas de B. subtilis y B. cereus nos permitió identificar una región genómica que contiene dos loci que codifican ortólogos de la proteína tipo amiloide TasA y un ortólogo de la correspondiente peptidasa señal SipW, responsable del correcto procesamiento de TasA previo a su secreción. La mutación de esta región genómica condujo a la incapacidad de B. cereus de formar biofilms, un fenotipo compartido por mutantes en el gen sipW. Los mutantes en tasA o calY no perdieron completamente la capacidad de formación de biofilms, aunque desarrollaron fenotipos diferenciados entre sí. El estudio con microscopía electrónica reveló que TasA, y en menor medida CalY, polimerizan en forma de fibras largas y abundantes en la superficie de las células. La expresión heteróloga de estos loci en una cepa de B. subtilis que carece de los factores necesarios para el ensamblaje de fibras de tipo amiloide de TasA reveló: (i) la implicación de esta región genómica B. cereus en la formación de películas en la interfase aire-líquido y (ii) la capacidad intrínseca de TasA para formar fibras similares a las fibras formadas por su ortólogo en B. subtilis. Los resultados obtenidos en este estudio indican: (i) La implicación de la región genómica que contiene los genes sipW, tasA y calY en la formación de biofilms de B. cereus en superficies abióticas, (ii) las propiedades adhesivas de TasA y CalY, y (iii) la potencial naturaleza amiloide de la proteína TasA de B. cereus como su ortólogo en B. subtilis. Este trabajo ha sido financiado con una ayuda del Plan Nacional de I+D+i del Ministerio de Economía y Competitividad (AGL2012-31968), cofinanciado con fondos FEDER (UE) Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.

Introducción. Listeria monocytogenes, bacteria de importancia en salud pública por causar la listeriosis y sus graves consecuencias, se asocia al consumo de alimentos que durante su producción se pueden contaminar con bacterias que se liberan de biopelículas formadas en tuberías, superficies y equipos. Objetivo. Analizar muestras de queso fresco con el fin de aislar e identificar L. monocytogenes y evaluar su capacidad formadora de biopelículas en dos medios de cultivo. Diseño. Estudio experimental, prospectivo. Institución. Instituto de Investigación en Química Biológica, Microbiología y Biotecnología, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú. Material. 75 muestras de queso fresco provenientes de diez mercados del Cercado de Lima. Métodos. En el análisis microbiológico se empleó metodologías del Manual de Bacteriología Analítica de la Food and Drug Administration (FDA). Para determinar la capacidad formadora de biopelículas se aplicó el método de microplaca descrito por Djordjevic modificado por Borucki. Se usó la prueba de Kruskal-Wallis. Principales medidas de resultados. Identificación de L. monocytogenes. Resultados. Se identificó L. monocytogenes en 14 muestras (18,7%), valor que representó un riesgo potencial para la salud de los consumidores. Se halló nueve cepas con capacidad de formar biopelículas que, según la densidad óptica a 595 nm, fueron clasificadas en formadoras débiles y moderadas, con diferencias significativas dependiendo del medio de cultivo utilizado, siendo el caldo infusión cerebro corazón (BHI) el más efectivo para esta bacteria. Conclusiones. Se identificó L. monocytogenes en 18,7% (14/75) de las muestras de quesos frescos adquiridas en 10 mercados del Cercado de Lima. De estas cepas, 64,3% (9/14) tuvieron capacidad formadora de biopelículas., Introduction: L. monocytogenes is a bacterium of importance in public health because it causes listeriosis that has serious consequences. It is associated with the consumption of foods that can be contaminated during its production with bacteria released from pipes, surfaces and equipment biofilms. Objectives: To analyze cheese samples in order to isolate and identify L. monocytogenes and evaluate its ability to biofilm formation in two culture media. Design. Experimental, prospective study. Setting: Instituto de Investigación en Química Biológica, Microbiología y Biotecnología, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Peru. Material: 75 samples of fresh cheese from ten markets of Cercado de Lima. Methods: The microbiological analysis used methodologies of the Bacterial Analytical Manual of the Food and Drug Administration. The microplate method described by Djordjevic modified by Borucki was used to determine the ability of biofilm formation. The Kruskal-Wallis test was applied. Main outcome measures: Identification of L. monocytogenes. Results: L. monocytogenes was identified in 14 samples (18.7%), a value representing potential risk to the consumers’ health. Nine biofilm-forming strains were found and classified according to their optical density at 595 nm in weak and moderate formers, with significant differences depending on the culture medium used. The brain heart infusion (BHI) was the most effective. Conclusions: L. monocytogenes was identified in 18.7% (14/75) of samples of fresh cheese obtained in ten in Cercado de Lima’s markets. From these strains, 64.3% (9/14) were biofilm formers.

[cat]La Ribonucleotidil Reductasa (RNR) és un enzim essencial encarregat de reduir els ribonucleòtids (NTP) als seus corresponents deoxiribonucleòtids (dNTP) per a la síntesi i reparació de l’ADN, és per això que requereix de ser finament regulat per mantenir els correctes nivells de dNTP cel•lulars. A diferència dels organismes eucariotes, els quals només codifiquen per una classe d’aquest enzim en el seu genoma (la classe Ia), els organismes procariotes poden codificar tres classes diferents de l’enzim (classe I, II i III) i diferents combinacions d’elles en el cromosoma. Les diferents classes de RNR s’expressen a diferents condicions ambientals, incrementant així la seva adaptació ambiental. El microorganisme Escherichia coli codifica en el seu genoma per la RNR de classe I (subdividida en classe Ia i Ib), la qual és activa en condicions aeròbiques, i classe III, només activa en condicions d’anaerobiosi. El principal objectiu d’aquesta tesi titulada “Estudi de l’expressió i funció de les Ribonucleotidil Reductases d’Escherichia coli” ha estat estudiar l’expressió diferencial i la funció de les RNR d’aquest bacteri en diferents condicions ambientals així com, intentar saber més sobre la seva regulació transcripcional. S’ha estudiat l’efecte del regulador global de transcripció gènica H-NS en la transcripció de les tres classes de RNR presents en E. coli i s’ha delimitat la regió d’unió del transcripcional en la regió promotora de la RNR de classe Ia. A més a més, s’ha volgut estudiar diferents efectes ambientals com l’osmolaritat, la temperatura i la disponibilitat d’oxigen en la regulació d’H-NS sobre les diferents classes de RNR. També s’ha pretés analitzar l’expressió diferencial de les diferents classes de RNR durant un procés de formació de biofilm i els mecanismes que fan canviar l’expressió de les RNR durant la maduració d’aquest complex bacterià. L’estudi s’ha dut a terme en una soca no patògena d’E. coli (la soca MG1655) però també en una soca enteropatogènica (la soca E2348/69) per intentar observar diferències o semblances en el patró d’expressió de les diferents classes de RNR durant la formació de biofilm. Seguidament, el fet que els organismes procariòtics expressin més d’una classe de RNR va fer que es volgués investigar una possible funció en la virulència bacteriana d’alguna de les diferents classes de RNR. En aquesta línia d’investigació s’ha estudiat l’expressió diferencial de les RNR durant un procés infectiu utilitzant la soca adhesiva i invasiva d’E. coli (AIEC) LF82, principal soca colonitzadora de malalts de Crohn i que te la capacitat de replicar dins del macròfag. Finalment, en aquesta tesi també s’ha inclós un estudi transcriptòmic global del factor transcripcional NrdR, inicialment descrit com a repressor de les diferents classes de RNR, amb l’objectiu de trobar més gens pertanyents al seu reguló i intentar trobar similituds en el seu mecanisme de regulació transcripcional gènica., [eng] Ribonucleotide Reductase (RNR) is an essential enzyme responsible to provide the required dNTP for the DNA synthesis and repair. Surprisingly, eukaryotic organisms only encode for one class of the enzyme in their genome whereas in the prokaryotic world we can find three different classes of the enzyme (class I, II and III) and also different combinations of them encoded in the genome. The different classes of RNR are expressed in different environmental conditions and require to be tightly regulated to maintain the cellular dNTP pools. Escherichia coli encodes in its genome for the class I (subdivided in class Ia and Ib) and class III RNR. The global aim of this thesis has been to study the transcriptional regulation and the differential expression and function in different environmental conditions of the E. coli RNR classes. It has been provided the effect of the histone-like protein H-NS on the E. coli class Ia and III RNR transcription, the differential expression of the RNR classes during the biofilm formation of a non-pathogenic E. coli (MG1655 strain) and of an enteropathogenic E. coli (E2348/69 strain), the differential expression different RNR classes of the adherent and invasive E. coli (AIEC) LF82 during the infection and a global transcriptomic analysis of the NrdR transcriptional factor, only known for its repressive role on the transcription of RNR.

The aim of this thesis is to achieve and to obtain a rheological characterization of hydrogels by means of the finite element method, the parameters which define the biofilm model that has been implemented in ABAQUS software by Ehret. The idea of characterizing hydrogels comes from the rheological test that have been carried out in the biotechnology institute (ibvt), specifically in the Master Thesis of Daria Kaptsan. His work is focused in establishing the hydrogel as a biofilm model. Biofilms have the EPS matrix character as gel and show similar reversible deformation as hydrogels. The effect of divalent cations such as Mg and Ca was checked on the gel strength. Finally they immobilized Pseudomonas Putida KT2440 cells inside the gel to simulate the biofilm behaviour under mechanical stress. Ingeniería Industrial Industria Ingeniaritza

Se realizó un perfil inicial del proteoma de biopelículas de Aspergillus niger ATCC 10864 desarrolladas sobre tela de poliéster mediante 2D-PAGE y análisis MS-TOF y comparado con el proteoma de cultivos sumergidos convencionales de micelio libre. De ambos tipos de cultivo se analizó un número de muestras proteicas de geles 2D-PAGE mediante MS-TOF y los resultados se compararon con la base de datos NCBI nr disponible para esta especie. Los mapas proteómicos mostraron patrones diferentes de expresión en cada caso. En cultivo de biopelículas, el 19% y el 32% de las muestras seleccionadas fueron sobre-expresadas y diferencialmente expresadas, respectivamente. Por el contrario, en cultivos sumergidos en micelio libre el 44% y el 7% de las muestras seleccionadas fueron sobre-expresadas y diferencialmente expresadas, respectivamente. Aunque preliminares, los resultados presentados en este trabajo muestran que existen diferencias significativas entre los proteomas de biopelículas y micelio libre de A. niger. Parece ser que la adhesión celular es el estímulo más importante para el desarrollo de biopelículas, las cuales son la base de la Fermentación por Adhesión a Superficies. An initial profiling of the intracellular proteome of Aspergillus niger ATCC 10864 biofilm cultures developed on polyester cloth was carried out by using 2D-PAGE and MS-TOF analysis and it was compared to the proteome of conventionally grown free-living submerged cultures. A number of 2D-PAGE protein spots from both types of cultures were subjected to MS-TOF analysis and data interrogation of the NCBI nr database available for this species. Proteomic maps showed different expression patterns in both culture systems with differentially expressed proteins in each case. In biofilm cultures, 19% and 32% of the selected protein spots were over-expressed and differentially expressed, respectively. On the contrary, in free-living cultures, 44% and 7% of the selected protein spots were over-expressed and differentially expressed, respectively. Although preliminary, results presented in this paper show that there are significant differences between the proteomes of A. niger biofilm and free-living mycelia. It seems that cell adhesion is the most important stimulus responsible for biofilm development which is the basis of Surface Adhesion Fermentation.

In modern periodontics, we must check continuously many concepts that are driving some time, which does not allow the progress and development of many structures of thinking in solving problems such as periodontal disease in all its various forms presentation. The concept of biofilms is in progress so overwhelming that the ability of discussion is completely necessary and indispensable, so that you can update and change a plaque idea to a concept much more complex, dynamic, and that genetic exchange what has been established to date. Biofilms are a non-random, is a form of growth and sustainability quite advanced and structured to facilitate the survival of the pathogens included in these partnerships. This article is a narrative review, mechanisms such as quorum sensing, biofilms and the relationship of these with periodontal diseases that affect many people at all latitudes worldwide. It explores various concepts and research areas with potential application in biomedical experimentation level.

A number of genetic determinants required for bacterial colonization of solid surfaces and biofilm formation have been identified in different micro-organisms. There are fewer accounts of mutations that favour the transition to a sessile mode of life. Here we report the isolation of random transposon Pseudomonas putida KT2440 mutants showing increased biofilm formation, and the detailed characterization of one of them. This mutant exhibits a complex phenotype, including altered colony morphology, increased production of extracellular polymeric substances and enhanced swarming motility, along with the formation of denser and more complex biofilms than the parental strain. Sequence analysis revealed that the pleiotropic phenotype exhibited by the mutant resulted from the accumulation of two mutations: a transposon insertion, which disrupted a predicted outer membrane lipoprotein, and a point mutation in lapG, a gene involved in the turnover of the large adhesin LapA. The contribution of each alteration to the phenotype and the possibility that prolonged sessile growth results in the selection of hyperadherent mutants are discussed., Plan Estatal BFU2007-64270 and FEDER

In this work, the influence of the biofilms in the corrosion process of different alloys of stainless steel was studied in two sampling points in a wastewater treatment plant during 4 years. The physicochemical microenvironment within the biofilms was characterized through O2, H2S and pH microelectrodes. Corrosion rates were quantified from the number, diameter and depth of pits. The results show a remarkable development of the biofilm and a significantly greater number of pits in the grit removal channel than in the sludge recirculation channel. Based on the characteristics of the water phase and microelectrode measurements, our results suggest that biofilms induced corrosion throughout 3 mechanisms: creation of differential aeration cells, areas with different pH and areas having high sulphide production which may react with metal ions. En este trabajo se ha estudiado la influencia de las biopelículas en los procesos de corrosión de diferentes aleaciones de acero inoxidable, situadas durante 4 años en dos puntos de una estación depuradora de aguas residuales. Se caracterizó el microambiente físico-químico en el interior de las biopelículas mediante microelectrodos de O2, H2S y pH, y se cuantificaron las tasas de corrosión a partir del número, diámetro y profundidad de picadura. Los resultados obtenidos muestran un desarrollo más notable de las biopelículas y un número de picaduras significativamente mayor en el canal de salida de desbastes que en el canal de recirculación de fangos. Con base en las características del agua sobrenadante y en las medidas realizadas con microelectrodos, se sugiere que la biopelícula induce la corrosión a través de tres posibles mecanismos: creación de celdas de aireación diferencial, zonas con diferente pH y zonas con elevada producción de sulfuro capaz de reaccionar con iones metálicos.

In situ microscopy consists of simultaneously applying several microscopy techniques without separating the biological component from its habitat. Over the past few years, this strategy has allowed characterization of the biofilms involved in biodeterioration processes affecting stone monuments and has revealed the biogeophysical and biogeochemical impact of the microbiota present. In addition, through in situ microscopy diagnosis, appropriate treatments can be designed to resolve the problems related to microbial colonization of stone monuments., La microscopía in situ consiste en aplicar simultáneamente varias técnicas de microscopía sin separación de los componentes biológicos de su hábitat en la roca. Durante los últimos años, esta estrategia ha permitido caracterizar las biopelículas implicados en los procesos del biodeterioro que afectan los monumentos de piedra y ha revelado el impacto biogeofísico y biogeoquímico de la microbiota presente. Además, el diagnóstico mediante microscopía in situ permite diseñar tratamientos apropiados para resolver los problemas relacionados con la colonización microbiana de los monumentos de piedra., Financial support was provided by Projects PGC BOSS2003 02418 and JCL SEK 504.

Microbiological studies of spent nuclear fuel pools at the Cofrentes Nuclear Power Plant (Valencia, Spain) were initiated to determine the microbial populations in the pools' water. Biofilm formation at the nuclear power plant facilities and the potential use of those microbial populations in the bioremediation of radioactive water were also studied. Biofilm formation was analyzed by immersing different austenitic stainless steel coupons (UNS S30400, UNS S30466, UNS S31600), as well as balls of stainless steel (UNS S44200) and titanium (99.9%) in a spent nuclear fuel pool (under static and dynamic conditions) for 34 months. Epifluorescence microscopy and scanning electron microscopy revealed that biofilm formed on the samples, in spite of the radioactive and oligotrophic conditions of the water. Based on standard culture methods and sequencing of 16S rDNA fragments, 57 bacteria belonging to α-, β-, and γ-Proteobacteria, Firmicutes and Actinobacteridae were identified in the biofilms. The radioactivity of the biofilm was measured using γ-ray spectrometry, which revealed that biofilms were able to retain radionuclides, especially 60Co. Using metallic materials to decontaminate radioactive water could become a new approach for bioremediation. Los estudios microbiológicos de las piscinas de combustible nuclear gastado en la Central Nuclear de Cofrentes (Valencia, España) se iniciaron para determinar las poblaciones microbianas del agua de dichas las piscinas. También se estudió la formación de biopelículas en las instalaciones de la central nuclear y del posible uso de esas poblaciones microbianas para la biorremediación de aguas radiactivas. Para analizar la formación de las biopelículas en una piscina de combustible nuclear gastado, se sumergieron durante 34 meses (en condiciones estáticas y dinámicas) cupones de acero inoxidable austenítico (UNS S30400, UNS S30466, UNS S31600), así como ovillos de acero inoxidable (UNS S44200) y titanio (99.9%). La observación al microscopio de epifluorescencia y al microscopio electrónico de barrido reveló la formación de biopelículas sobre las muestras a pesar del carácter radioactivo y oligotrófico del agua. De acuerdo con los métodos estándar de cultivo y secuenciación de los fragmentos del 16S rDNA, en las biopelículas se identificaron 57 bacterias diferentes pertenecientes a los grupos α-, β-, y γ-Proteobacteria, Firmicutes y Actinobacteridae. La radiactividad de las biopelículas se midió por espectrometría gamma y esta técnica demostró que las biopelículas son capaces de retener radionucleidos, especialmente 60Co. El empleo de materiales metálicos para descontaminar aguas radiactivas podría ser un nuevo método de biorremediación. Os estudos microbiológicos das piscinas de combustível nuclear gasto na Central Nuclear de Cofrentes (Valência, Espanha) se iniciaram para determinar as povoações microbianas da água dessas piscinas. Também se estudou a formação de biofilmes nas instalações da central nuclear e o possível uso dessas povoações microbianas para a bioremediação de águas radiativas. Para analisar a formação dos biofilmes em uma piscina de combustível nuclear usado, durante 34 meses (em condições estáticas e dinâmicas) se mantiveram ali submergidos cupons de aço inoxidável austenítico (UNS S30400, UNS S30466, UNS S31600), assim como novelos de aço inoxidável (UNS S44200) e titânio (99.9%). A observação ao microscópio de epifluorescéncia e ao microscópio eletrônico de varredura revelou a formação de biofilmes sobre as amostras a pesar do caráter radioativo e oligotrófico da água. De acordo com os métodos standard de cultivo e secuenciación dos fragmentos do 16S rDNA, nas biopelículas se identificaram 57 bactérias diferentes pertencentes aos grupos α-, β-, e γ-Proteobacteria, Firmicutes e Actinobacteridae. A radiatividade das biopelículas se mediu por espectrometria gamma, que demonstrou que os biofimes podiam reter radionucleidos, especialmente 60Co. O emprego de materiais metálicos para descontaminar águas radiativas poderia ser um novo método de bioremediação.

The aim of this paper was the control of aerobic and anaerobic bacterial biofilms formation on metal surfaces of industrial interest such as stainless steel and mild steel. A natural biocida obtained of an aqueous extract of seeds of black mustard (Brassica nigra) and mixtures of immunoglobulins IgA, IgG, and IgM were used. Microscopic techniques like scanning electron microscopy (SEM) and epifluorescens microscopy were used for observing bacterial adhesion of the metal surfaces. A marked inhibition of bacterial adherence was observed when an immunoglobulin film was formed on the metal surface. When the natural biocide was used, an important decrease in the number of microorganisms in the biofilms was observed. El objetivo del presente trabajo fue controlar la formación de películas bacterianas, constituidas por bacterias aeróbicas y anaeróbicas sobre superficies de interés industrial, tales como aceros inoxidables y acero al carbono. Se utilizó un biocida natural obtenido de un extracto acuoso de semillas de mostaza negra, Brassica nigra, y sustancias de origen biológico (mezcla de inmunoglobulinas: IgA, IgG e IgM). Para observar la adherencia bacteriana a las superficies metálicas se empleó el microscopio electrónico de barrido (MEB) y el microscopio de epifluorescencia. Se observó una marcada inhibición de la adherencia bacteriana en las diferentes condiciones experimentales ensayadas, utilizando la solución de inmunoglobulinas. Se advirtió una disminución importante en el número de microorganismos formadores de las biopelículas cuando se utilizó el biocida natural.

Biocorrosion and biofouling processes are mediated by microorganisms adhered to the metal surfaces or embedded in a gelatinous matrix called biofilm. Biofilms affect the interaction between metals and the environment not only in deleterious processes like corrosion but also in several biological processes applied to materials recovery and handling. The growth of the microorganisms capable to induce biocorrosion is conditioned by favorable environmental conditions. However, the chemical agents generally used to prevent or protect metallic structures from biocorrosion are highly toxic and after use can have a negative impact on the environment. Four different approaches developed in our laboratory to prevent and control biocorrosion but minimizing the environmental impact, are successively presented in this paper: a) the use of ozone as an environmentally friend biocide for cooling water systems; b) the assay of the effectiveness of natural biocides on planktonic and sessile bacteria; c) the potential use of film forming corrosion inhibitors; d) the use of innovative preventing substances.Los procesos de biocorrosión y biofouling están mediados por microorganismos que adhieren a las superficies metálicas embebidos en una matriz gelatinosa llamada biofilm. Los biofilms afectan a la interacción entre metales y el medio ambiente, no solo a través de procesos deletéreos tales como la corrosión sino, también, en el manipuleo de diversos materiales. El crecimiento de los microorganismos capaces de inducir biocorrosión esta condicionado por un medio ambiente favorable. Sin embargo, generalmente, los agentes químicos usados para prevenir o proteger las estructuras metálicas de la biocorrosión son altamente tóxicos y su uso puede tener un impacto negativo para el ambiente. En este trabajo se presentan cuatro vías diferentes, desarrolladas en nuestro laboratorio, para prevenir y controlar la biocorrosión minimizando el impacto ambiental: a) uso del ozono en sistemas de enfriamiento de agua; b) ensayos de efectividad de biocidas naturales sobre bacterias sésiles y planctónicas; c) uso de inhibidores de corrosión formadores de film; d) uso de nuevas sustancias preventivas.

Acinetobacter baumannii has emerged as a dangerous opportunistic pathogen, with many strains able to form biofilms and thus cause persistent infections. The aim of the present study was to use high-throughput sequencing techniques to establish complete transcriptome profiles of planktonic (free-living) and sessile (biofilm) forms of A. ATCC 17978 and thereby identify differences in their gene expression patterns. Collections of mRNA from planktonic (both exponential and stationary phase cultures) and sessile (biofilm) cells were sequenced. Six mRNA libraries were prepared following the mRNA-Seq protocols from Illumina. Reads were obtained in a HiScanSQ platform and mapped against the complete genome to describe the complete mRNA transcriptomes of planktonic and sessile cells. The results showed that the gene expression pattern of A. baumannii biofilm cells was distinct from that of planktonic cells, including 1621 genes over-expressed in biofilms relative to stationary phase cells and 55 genes expressed only in biofilms. These differences suggested important changes in amino acid and fatty acid metabolism, motility, active transport, DNA-methylation, iron acquisition, transcriptional regulation, and quorum sensing, among other processes. Disruption or deletion of five of these genes caused a significant decrease in biofilm formation ability in the corresponding mutant strains. Among the genes over-expressed in biofilm cells were those in an operon involved in quorum sensing. One of them, encoding an acyl carrier protein, was shown to be involved in biofilm formation as demonstrated by the significant decrease in biofilm formation by the corresponding knockout strain. The present work serves as a basis for future studies examining the complex network systems that regulate bacterial biofilm formation and maintenance. © 2013 Rumbo-Feal et al., The authors thank Fiona Veira McTiernan for kindly revising the manuscript, Juan Andrés Vallejo for his technical support, and M.I. Voskuil for pMo130.

The development of unwanted deposits in any water distribution system is unavoidable under standard conditions. Knowing the composition of such deposits will help to establish the causes of deposit formation and consequently to be able to keep water quality as high as possible. This paper presents the results of an extensive study of deposits found in a water distribution system of a tropical city. Characterization of materials collected across the system was made by infrared spectroscopy (IR), X ray diffraction (XRD), energy dispersive spectroscopy (EDS) and scanning electron microscopy (SEM). Analysis of the samples taken at several sites of the system reveals the presence of three predominant deposits: a brown coloured deposit, tubercles and white deposits. Aluminosilicates and humic acids were found to be main constituents in brown deposits. Tubercles were mostly mixtures of magnetite, goethite and in some cases lepidocrocite. White deposits were formed by calcite, aluminosilicates and quartz. Organic matter as volatile solids were 14.0 ± 5.0% for brown deposits and 11.2 ± 2.0% for tubercles.La aparición de depósitos indeseados en cualquier sistema de distribución de agua potable es inevitable en condiciones normales de operación. Conocer la naturaleza de tales depósitos ayudará a establecer las causas de su formación y, en consecuencia, a mantener altos niveles de calidad del agua. En este trabajo se presentan los resultados de un amplio estudio realizado en el sistema de distribución de agua de una ciudad situada en una zona tropical. La caracterización de los depósitos obtenidos en diferentes sitios a lo largo del sistema se realizó mediante Espectroscopia Infrarroja (IR), Difracción de Rayos X (DRX), Energías Dispersivas de Rayos X (EDS) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). El análisis de las muestras indica la presencia de tres tipos predominantes de depósitos: depósitos color marrón, tubérculos y depósitos blancos. Se halló que los primeros están constituidos principalmente por aluminosilicatos y ácidos húmicos. Los tubérculos se componen principalmente de mezclas de magnetita, goethita y, en algunos casos, lepidocrocita. Por su parte, los depósitos blancos están constituidos por calcita, aluminosilicatos y cuarzo. Además, se hallaron contenidos de materia orgánica y sólidos volátiles de 14.0 ± 5.0% para los depósitos marrón y de 11.2 ± 2.0% para los tubérculos.

[ES] En este trabajo se elaboró un material vitrocerámico conteniendo la fase de hidroxiapatita, partiendo de residuos industriales y urbanos. Sobre la superficie del material se desarrollaron biopelículas de los microorganismos que aparecen habitualmente en las aguas residuales. Se hicieron ensayos de retención usando distintos metales pesados para evaluar la capacidad del material de eliminar tales elementos de un medio acuoso en presencia y ausencia de la biopelícula. Los resultados ponen de manifiesto la participación microbiana en los procesos de eliminación de los metales pesados del medio acuoso y ofrecen la posibilidad de utilizar el material vitrocerámico en un proceso de biorremediación de aguas contaminadas por metales pesados., [EN] In this study, a glassceramic material with hydroxyapatite phase was manufactured from industrial and urban wastes. On this material, biofilms from the microorganisms usually appearing in wastewater were developed. Batch assays were made using different heavy metals to analyze glassceramic material capacity to retain these elements from an aqueous medium in biofilm presence and absence. The results suggest that microorganisms are implicated in the removing of heavy metals from the aqueous medium and open the possibility to use the glassceramic material in a bioremediation process., Quisiéramos expresar nuestra gratitud a la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología por su financiación (CICYT, proyectos AMB99-1187 y DP12000-0153-P4-0).