https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15045| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| matheustorresbranca.pdf | 1.7 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Investigação dos potenciais antibacteriano e citotóxico de compostos derivados do núcleo base [Fe-CYCLAM] |
| Autor(es): | Branca, Matheus Torres |
| Primeiro Orientador: | Fabri, Rodrigo Luiz |
| Co-orientador: | Apolônio, Ana Carolina Morais |
| Membro da banca: | Silva, Fabiana Ourique da |
| Membro da banca: | Pontes, Daniel de Lima |
| Resumo: | O gênero Staphylococcus compõe a microbiota de humanos, animais e são um dos patógenos colonizadores de maior sucesso, pois estão entre as principais causas de infecções em ambientes de saúde e comunitários. A resistência alcançada por esses microrganismos emergiu e disseminou-se globalmente, principalmente pela espécie Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), representando um enorme desafio clínico e epidemiológico. O presente estudo teve por objetivo a investigação dos potenciais antibacteriano e citotóxico de compostos derivados do núcleo base [Fe-Cyclam], a fim de descobrir novos ativos capazes de conter e controlar infecções causadas por S. aureus. Inicialmente, estudos in sílico das propriedades farmacocinéticas e alvos biológicos dos complexos cis-[Fe(cyclam)Cl2]Cl (D1), [Fe(cyclam)ox]PF6 (D2), trans-[Fe(cyclam)(acet)2]PF6 (D3) e [Fe(cyclam)sal]PF6 (D4) foram realizados utilizando-se de plataformas on-line (pkCSM® e Pass online®). Os resultados foram promissores, demonstrando que os complexos atendem a critérios aceitáveis para possíveis classificações de um novo candidato a fármaco e agente antibacteriano. Em seguida, foi determinada a viabilidade celular em macrófagos peritoneais de camundongos BALB/c e células J774A.1 expostos aos complexos (D1) a (D4). Somente o complexo (D3), na concentração de 300 μg/mL, apresentou citotoxicidade para J774A.1. A concentração inibitória mínima (CIM) e a concentração bactericida mínima (CBM) contra linhagens de S. aureus ATCC® 25904™, S. aureus ATCC® 33591™ e o isolado clínico de S. aureus 05-0052, foram determinadas. Os complexos (D2) e (D4) apresentaram valores de CIM de 50 μg/mL para as três linhagens de S. aureus e os complexos (D1) e (D3) apresentaram valores de CIM de 100 μg/mL para as mesmas linhagens testadas. Os complexos (D2) e (D4) foram selecionados para os demais testes, afim de elucidar os possíveis mecanismos de ação. Por meio do estudo de densidade celular foi possível observar uma redução da quantidade celular bacteriana tanto para (D2) quanto para (D4). Estudos de mecanismo de ação também foram realizados para os complexos (D2) e (D4) em envoltório celular por meio da permeabilidade com cristal violeta, extravasamento de membrana e atividade metabólica e viabilidade. Os resultados mostraram que os complexos possuem ação em envoltório, interferindo na integridade da membrana celular, acarretando na sua inibição. Ademais, foram avaliadas a ação de concentração inibitória e sub-inibitórias dos complexos na expressão de fatores de virulência. Os resultados monstraram que amelhor ação foi na enzima catalase. Também foram avaliadas ações dos complexos (D2) e (D4) sobre biofilmes de população, por meio de estudos nas fases de adesão e proliferação por espectrofotometria e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Além disso, foi investigado se os complexos (D2) e (D4) interferem na composição da matriz. As análises indicaram redução das fases de adesão e proliferação dos biofilmes, entretanto, essa mesma redução não foi acompanhada pelas análises de carboidratos e proteínas presentes na matriz. Os resultados apresentados proporcionaram uma excelente perspectiva, indicando os complexos como um potencial antibacteriano na terapêutica contra infecções causadas por S. aureus. |
| Abstract: | The genus Staphylococcus makes up the microbiota of humans, animals and are one of the most successful colonizing pathogens, as they are among the leading causes of infections in healthcare and community settings. The resistance achieved by these microorganisms has emerged and spread globally, mainly by the methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) species, posing a huge clinical and epidemiological challenge. The present study aimed to investigate the antibacterial and cytotoxic potentials of compounds derived from the base nucleus [Fe-Cyclam] in order to discover new actives capable of containing and controlling infections caused by S. aureus. Initially, in silico studies of the pharmacokinetic properties and biological targets of the cis-[Fe(cyclam)Cl2]Cl (D1), [Fe(cyclam)ox]PF6 (D2), trans-[Fe(cyclam)(acet)2]PF6 (D3) and [Fe(cyclam)salt]PF6 (D4) complexes were performed using online platforms (pkCSM® and Pass online®). The results were promising, demonstrating that the complexes meet acceptable criteria for possible classification as a new candidate drug and antibacterial agent. Next, cell viability was determined in peritoneal macrophages from BALB/c mice and J774A.1 cells exposed to the complexes (D1) to (D4). Only the complex (D3), at the concentration of 300 μg/mL, showed cytotoxicity to J774A.1. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) against S. aureus strains ATCC® 25904™, S. aureus ATCC® 33591™ and the clinical isolate of S. aureus 05-0052, were determined. The complexes (D2) and (D4) showed MIC values of 50 μg/mL for all three S. aureus strains and the complexes (D1) and (D3) showed MIC values of 100 μg/mL for the same strains tested. The complexes (D2) and (D4) were selected for further tests, in order to elucidate the possible mechanisms of action. Through the cell density study it was possible to observe a reduction in the bacterial cell quantity for both (D2) and (D4). Mechanism of action studies were also performed for the complexes (D2) and (D4) in cell envelope by means of permeability with crystal violet, membrane leakage and metabolic activity and viability. The results showed that the complexes have an envelope action, interfering in the integrity of the cell membrane, leading to its inhibition. Furthermore, the action of inhibitory and subinhibitory concentrations of the complexes on the expression of virulence factors were evaluated. The results showed that the best action was on the enzyme catalase. Actions of complexes (D2) and (D4) on population biofilms were also evaluated by studying the adhesion and proliferation phases by spectrophotometry and scanning electron microscopy (SEM). In addition, it was investigated whether complexes (D2) and (D4) interfere with matrix composition. The analyses indicated a reduction in the adhesion and proliferation phases of the biofilms, however, this same reduction was not accompanied by the analysis of carbohydrates and proteins present in the matrix. The results presented provided an excellent perspective, indicating the complexes as a potential antibacterial therapy against infections caused by S. aureus. |
| Palavras-chave: | Resistência bacteriana Complexos Staphylococcus aureus Drogas antibacterianas Mecanismo de ação Bacterial resistance Complexes Antibacterial drugs Mechanism of action |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
| Sigla da Instituição: | UFJF |
| Departamento: | ICB – Instituto de Ciências Biológicas |
| Programa: | Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas: Imunologia e Doenças Infecto-Parasitárias/Genética e Biotecnologia |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
| Licenças Creative Commons: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
| DOI: | https://doi.org/10.34019/ufjf/di/2022/00291 |
| URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15045 |
| Data do documento: | 2-Dez-2022 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Ciências Biológicas - Imunologia e Doenças Infecto - Parasitárias/Genética e Biotecnologia (Dissertações) |
Este item está licenciado sob uma Licença Creative Commons
