dc.creator | Urquhart, Carolina Gonzalez | |
dc.date.accessioned | 2022-11-17T18:37:12Z | |
dc.date.available | 2022-11-17T18:37:12Z | |
dc.date.issued | 2022-09-21 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/26985 | |
dc.description.abstract | Pseudomonas 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.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Biofilmes | por |
dc.subject | Porfirinas tetra-catiônicas | por |
dc.subject | Pseudomonas aeruginosa | por |
dc.subject | Terapia fotodinâmica | por |
dc.subject | Biofilms | eng |
dc.subject | Pseudomonas aeruginosa | eng |
dc.subject | Photodynamic therapy | eng |
dc.subject | Tetra-cationic porphyrins | eng |
dc.title | Fotoinativação de biofilmes de Pseudomonas aeruginosa utilizando porfirinas tetra-catiônicas | por |
dc.title.alternative | Photoinactivation of Pseudomonas aeruginosa biofilms using tetracationic porphyrins | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Pseudomonas 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.advisor1 | Santos, Roberto Christ Vianna | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9176719594431835 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Iglesias, Bernardo Almeida | |
dc.contributor.referee1 | Lopes, Leonardo Quintana Soares | |
dc.contributor.referee2 | Marquezan, Patrícia Kolling | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1635566454670482 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Análises Clínicas e Toxicológicas | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências da Saúde | por |