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dc.creatorUrquhart, Carolina Gonzalez
dc.date.accessioned2022-11-17T18:37:12Z
dc.date.available2022-11-17T18:37:12Z
dc.date.issued2022-09-21
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/26985
dc.description.abstractPseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that can be found in diverse environments and is often associated with serious infections in immunocompromised patients. This microorganism has a notorious ability to form biofilms, thus being able to colonize medical devices, wounds and burns. Biofilms are characterized as bacterial communities surrounded by an extracellular matrix. This phenomenon makes microorganisms more resistant, resulting in a decrease in the effectiveness of treatment with antimicrobial agents. As a result, new treatments are being developed to reduce this problem, such as photodynamic therapy. This process is based on the use of a photosensitizer and the subsequent application of visible light to generate reactive oxygen species, thus causing cell death. In this context, the present work aims to evaluate the antimicrobial and antibiofilm activities of tetra-cationic porphyrins against Pseudomonas aeruginosa (PA01) and clinical isolates. The determination of the minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum bactericidal concentration (MBC) of porphyrins 3-H2TMePor and 4-H2TMePor front PA01 were performed by assays of antibacterial activity in different concentrations, being submitted to dark conditions and irradiation with white light for 120 minutes. The photosensitizer (PS) 4-H2TMePor was chosen for the other tests, as it showed better MIC and MBC activity. The main photoinactivation mechanism in the use of PS was mediated by singlet oxygen. In the cell viability curve assay, 4-H2TMePor porphyrin under white light irradiation at a concentration of 2xMIC inhibited bacterial growth in 60 minutes and MIC in 90 minutes. Porphyrin 4- H2TMePor associated with the antimicrobial Imipenem (IMP) against PA01 showed synergistic activity. Biofilms were formed with standard strain PA01 and three clinical isolates. To evaluate the antimicrobial activity of PS on the biofilm formed, the biofilm destruction assay was performed, using concentrations of MIC, 2xMIC and 4xMIC for each microorganism. The PS associated with the IMP potentiated the destruction of the biofilm against PA01 when compared to the positive control. The cytotoxicity assay with porphyrin 4- H2TMePor proved to be non-toxic against healthy human keratinocyte cells and mouse fibroblasts. Atomic force microscopy showed a common morphology for PA01. The nanomechanical properties were tested comparing PA01 without and with ½MIC treatment. The treated control showed lower adhesion strength, greater cell wall deformation and greater dissipation energy compared to untreated PA01, indicating interference of porphyrin directly with the cell wall of the microorganism even at concentration below the MIC. In view of these results, water-soluble tetra-cationic porphyrin showed excellent antimicrobial and antibiofilm activity, in addition to presenting good safety of use, showing to be a potential photosensitizer against infections caused by P. aeruginosa.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectBiofilmespor
dc.subjectPorfirinas tetra-catiônicaspor
dc.subjectPseudomonas aeruginosapor
dc.subjectTerapia fotodinâmicapor
dc.subjectBiofilmseng
dc.subjectPseudomonas aeruginosaeng
dc.subjectPhotodynamic therapyeng
dc.subjectTetra-cationic porphyrinseng
dc.titleFotoinativação de biofilmes de Pseudomonas aeruginosa utilizando porfirinas tetra-catiônicaspor
dc.title.alternativePhotoinactivation of Pseudomonas aeruginosa biofilms using tetracationic porphyrinseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoPseudomonas aeruginosa é um patógeno oportunista, que pode ser encontrado em diversos ambientes e está frequentemente associado a infecções graves em pacientes imunocomprometidos. Esse microrganismo possui uma notória capacidade de formar biofilmes, podendo assim colonizar dispositivos médicos, feridas e queimaduras. O biofilme é caracterizado como comunidade bacteriana envolta por uma matriz extracelular. Esse fenômeno torna os microrganismos mais resistentes resultando na diminuição da eficácia do tratamento com agentes antimicrobianos. Com isso, novos tratamentos estão sendo desenvolvidos para reduzir essa problemática, como a terapia fotodinâmica. Esse processo baseia-se no emprego de um fotossensibilizador e a subsequente aplicação de luz visível para geração de espécies reativas de oxigênio, acarretando assim, na morte celular. Nesse contexto, o presente trabalho tem por objetivo avaliar a atividade antimicrobiana e antibiofilme de porfirinas tetra-catiônicas frente a Pseudomonas aeruginosa (PA01) e isolados clínicos. As determinações da concentração inibitória mínima (CIM) e da concentração bactericida mínima (CBM) das porfirinas 3-H2TMePor e 4-H2TMePor frente PA01 foram realizadas por ensaios de atividade antibacteriana em diferentes concentrações, sendo submetidas a condições de escuro e irradiação com luz branca por 120 minutos. O fotossensibilizador (FS) 4-H2TMePor foi escolhido para os demais testes, pois apresentou melhor atividade de CIM e CBM. O mecanismo de fotoinativação majoritário na utilização do FS foi mediado por oxigênio singleto. No ensaio de curva de viabilidade celular a porfirina 4-H2TMePor sob irradiação com luz branca na concentração de 2xCIM inibiu o crescimento bacteriano em 60 minutos e a CIM em 90 minutos. A porfirina 4-H2TMePor associada ao antimicrobiano Imipenem (IMP) frente a PA01 apresentou atividade sinérgica. Os biofilmes foram formados com cepa padrão PA01 e três isolados clínicos. Para avaliar a atividade antimicrobiana do FS sobre o biofilme formado se realizou o ensaio de destruição do biofilme, utilizando concentrações de CIM, 2xCIM e 4xCIM referente a cada microrganismo. O FS associado ao IMP pontencializou a destruição do biofilme frente PA01 quando comparado ao controle positivo. O ensaio de citotoxicidade com a porfirina 4-H2TMePor demonstrou ser atóxica frente as células saudáveis de queratinócitos humanos e fibroblastos de camundongos. A microscopia de força atômica apresentou morfologia comum para PA01. As propriedades nanomecânicas foram testadas comparando PA01 sem e com ½CIM de tratamento. O controle tratado apresentou menor força de adesão, maior deformação da parede celular e maior energia de dissipação comparando com PA01 não tratada, indicando interferência da porfirina diretamente com a parede celular do microganismo mesmo em concentração abaixo da CIM. Diante desses resultados, a porfirina tetra-catiônica solúvel em água apresentou uma excelente atividade antimicrobiana e antibiofilme, além de apresentar boa segurança de uso, mostrando ser um potencial fotossensibilizador contra infecções causada por P. aeruginosa.por
dc.contributor.advisor1Santos, Roberto Christ Vianna
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9176719594431835por
dc.contributor.advisor-co1Iglesias, Bernardo Almeida
dc.contributor.referee1Lopes, Leonardo Quintana Soares
dc.contributor.referee2Marquezan, Patrícia Kolling
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1635566454670482por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentAnálises Clínicas e Toxicológicaspor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticaspor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIApor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências da Saúdepor


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