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Radiometric studies of mycobacterium tuberculosis

Estudos radiométricos com o Mycobacterium tuberculosis

Abstracts

An in vitro assay system that included automated radiometric quantification of 14CO2 released as a result of oxidation of 14C- substrates was applied for studying the metabolic activity of M. tuberculosis under various experimental conditions. These experiments included the study of a) mtabolic pathways, b) detection times for various inoculum sizes, c) effect of filtration on reproducibility of results, d) influence of stress environment e) minimal inhibitory concentrations for isoniazid, streptomycin, ethambutol and rifampin, and f) generation times of M. tuberculosis and M. bovis. These organisms were found to metabolize 14C-for-mate, (U-14C) acetate, (U-14C) glycerol, (1-14C) palmitic acid, 1-14C) lauric acid, (U-14C) L-malic acid, (U-14C) D-glucose, and (U-14C) D-glucose, but not (1-14C) L-glucose, (U-14C) glycine, or (U-14C) pyruvate to 14CO2. By using either 14C-for-mate, (1-14C) palmitic acid, or (1-14C) lauric acid, 10(7) organisms/vial could be detected within 24 48 hours and as few as 10 organisms/vial within 16-20 days. Reproducible results could be obtained without filtering the bacterial suspension, provided that the organisms were grown in liquid 7H9 medium with 0.05% polysorbate 80 and homogenized prior to the study. Drugs that block protein synthesis were found to have lower minimal inhibitory concentrations with the radiometric method when compared to the conventional agar dilution method. The mean generation time obtained for M. bovis and different strains of M. tuberculosis with various substrates was 9 ± 1 hours.

Mycobacterium tuberculosis; 14C-substrates; Radiometric system; Drug-action; Generation time


A atividade metabólica do M. tuberculosis sob diversas condições experimentais foi estudada utilizando um sistema radiométrico automático, capaz de quantificar o 14CO2 produzido pela oxidação de substâncias marcadas com carbono-14. As experiências realizadas incluíram: a) vias metabólicas; b) determinação dos tempos de detecção para inoculações de diversas magnitudes; c) efeito da filtração sobre a reprodutibilidade dos resultados; d) influência de meio hostil; e) determinação das concentrações inibitórias mínimas para hidrazida, estreptomicina, etambutol e rifampicina f) tempo de duplicação para o M. tuberculosis e M. bovis. Estes microorganismos metabolizaram até 14CO2 o 14c-formato, (U-14C) acetato, (U-14C)glicerol, ácido palmítico, (1-14C) ácido láurico, ((U-14C) L-ácido málico, (U-14C) D glicose e (1-14C) D-glicose, mas não (1-14C) L-glicose, (U-14C) glicina ou (U-14C) piruvato. Usando 14C-formato, (1-14C) ácido palmítico ou (1-14C) ácido láurico foi possível detectar 10 bacilos/frasco em 24-48 horas e até 10 bacilos/ frasco em 16-20 dias. Resultados reprodutíveis foram obtidos sem filtrar a suspensão de bactérias, desde que cultivadas em meio 7H9 líquido com 0,05% de polissorbato 80 e homogenizadas antes da experiência. Drogas que bloqueiam a síntese protêica apresentaram concentração inibitória mínima menor com o método radiométrico do que com o convencional. O tempo médio de duplicação para o M. bovis e várias cepas de M. tuberculosis com diversas substâncias marcadas foi 9 ± 1 horas.


ARTIGOS ORIGINAIS

Radiometric studies of mycobacterium tuberculosis

Estudos radiométricos com o Mycobacterium tuberculosis

Edwaldo E. Camargo; Judith A. Kertcher; Marianne F. Chen; Patricia Charache; Henry N. Wagner Jr

The Johns Hopkins Medical Institutions, Baltimore, Maryland 21205, USA

Address for correspondence Address for correspondence: Edwaldo E. Camargo Centro de Medicina Nuclear da Universidade de São Paulo. Caixa Postal, 22022. CEP 01499 São Paulo, SP.. Brasil.

ABSTRACT

An in vitro assay system that included automated radiometric quantification of 14CO2 released as a result of oxidation of 14C- substrates was applied for studying the metabolic activity of M. tuberculosis under various experimental conditions. These experiments included the study of a) mtabolic pathways, b) detection times for various inoculum sizes, c) effect of filtration on reproducibility of results, d) influence of stress environment e) minimal inhibitory concentrations for isoniazid, streptomycin, ethambutol and rifampin, and f) generation times of M. tuberculosis and M. bovis. These organisms were found to metabolize 14C-for-mate, (U-14C) acetate, (U-14C) glycerol, (1-14C) palmitic acid, 1-14C) lauric acid, (U-14C) L-malic acid, (U-14C) D-glucose, and (U-14C) D-glucose, but not (1-14C) L-glucose, (U-14C) glycine, or (U-14C) pyruvate to 14CO2. By using either 14C-for-mate, (1-14C) palmitic acid, or (1-14C) lauric acid, 107 organisms/vial could be detected within 24 48 hours and as few as 10 organisms/vial within 16-20 days. Reproducible results could be obtained without filtering the bacterial suspension, provided that the organisms were grown in liquid 7H9 medium with 0.05% polysorbate 80 and homogenized prior to the study. Drugs that block protein synthesis were found to have lower minimal inhibitory concentrations with the radiometric method when compared to the conventional agar dilution method. The mean generation time obtained for M. bovis and different strains of M. tuberculosis with various substrates was 9 ± 1 hours.

Key words: Mycobacterium tuberculosis; 14C-substrates; Radiometric system; Drug-action; Generation time.

RESUMO

A atividade metabólica do M. tuberculosis sob diversas condições experimentais foi estudada utilizando um sistema radiométrico automático, capaz de quantificar o 14CO2 produzido pela oxidação de substâncias marcadas com carbono-14. As experiências realizadas incluíram: a) vias metabólicas; b) determinação dos tempos de detecção para inoculações de diversas magnitudes; c) efeito da filtração sobre a reprodutibilidade dos resultados; d) influência de meio hostil; e) determinação das concentrações inibitórias mínimas para hidrazida, estreptomicina, etambutol e rifampicina f) tempo de duplicação para o M. tuberculosis e M. bovis. Estes microorganismos metabolizaram até 14CO2 o 14c-formato, (U-14C) acetato, (U-14C)glicerol, ácido palmítico, (1-14C) ácido láurico, ((U-14C) L-ácido málico, (U-14C) D glicose e (1-14C) D-glicose, mas não (1-14C) L-glicose, (U-14C) glicina ou (U-14C) piruvato. Usando 14C-formato, (1-14C) ácido palmítico ou (1-14C) ácido láurico foi possível detectar 10 bacilos/frasco em 24-48 horas e até 10 bacilos/ frasco em 16-20 dias. Resultados reprodutíveis foram obtidos sem filtrar a suspensão de bactérias, desde que cultivadas em meio 7H9 líquido com 0,05% de polissorbato 80 e homogenizadas antes da experiência. Drogas que bloqueiam a síntese protêica apresentaram concentração inibitória mínima menor com o método radiométrico do que com o convencional. O tempo médio de duplicação para o M. bovis e várias cepas de M. tuberculosis com diversas substâncias marcadas foi 9 ± 1 horas.

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ACKNOWLEDGEMENT

The authors are indebted to Dr. Gardner Middlebrook for supplying strains of M. tuberculosis Erdman and M. bovis BCG.

Recebido para publicação em 14/2/1986.

This work was supported by National Institutes of Health, Grant GM10548, U.S. Public Health Service

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  • Address for correspondence:
    Edwaldo E. Camargo
    Centro de Medicina Nuclear da Universidade de São Paulo.
    Caixa Postal, 22022. CEP 01499 São Paulo, SP.. Brasil.
  • Publication Dates

    • Publication in this collection
      17 Feb 2011
    • Date of issue
      Feb 1987

    History

    • Received
      14 Feb 1986
    Instituto de Medicina Tropical de São Paulo Av. Dr. Enéas de Carvalho Aguiar, 470, 05403-000 - São Paulo - SP - Brazil, Tel. +55 11 3061-7005 - São Paulo - SP - Brazil
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