Atividade antimicrobiana da fração F4A obtida de cultura de Pseudomonas aeruginosa LV em Staphylococcus aureus

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dc.contributor.advisorOgatta, Sueli Fumie Yamada
dc.contributor.authorGonçalves, Guilherme Bartolomeu
dc.contributor.bancaTavares, Eliandro Reis
dc.contributor.bancaNavarro, Miguel Octavio Pérez
dc.coverage.extent58
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-07-30T17:54:54Z
dc.date.available2024-07-30T17:54:54Z
dc.date.issued2020-05-19
dc.description.abstractStaphylococcus aureus é um patógeno relevante nos âmbitos comunitário e de assistência à saúde, conhecido pela dificuldade terapêutica associada à resistência antimicrobiana e à formação de biofilmes. A partir de 1940, S. aureus passou a ter notoriedade global, devido à resistência à penicilina e, em 1961, à meticilina. Como infecções causadas por essa bactéria dificultam a prática clínica, se faz notável a necessidade de pesquisas por novas substâncias antibióticas para tratar os pacientes acometidos. Ao longo da história, produtos naturais, especificamente metabólitos secundários de microrganismos, têm sido usados para combater patógenos. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a atividade inibitória da fração F4A, obtida da purificação do sobrenadante de cultura de Pseudomonas aeruginosa cepa LV, sobre células planctônicas e sésseis de S. aureus, as alterações morfológicas causadas nessas células e sua toxicidade para células de mamíferos. Para isso, foram selecionados 26 isolados clínicos de S. aureus da coleção do Laboratório de Biologia Molecular de Microrganismos, da Universidade Estadual de Londrina (UEL). Os valores de CIM de F4A variaram de 1,56 a 6,25 µg/mL; 19 isolados apresentaram concentração inibitória mínima (CIM) de 3,13 µg/mL (73,1%), 6 apresentaram CIM de 1,56 µg/mL (23,1%) e 1 isolado apresentou CIM de 6,25 µg/mL(3,8%). Concentração bactericida mínima (CBM) de 3,13 µg/mL foi detectada em 84,6% dos isolados (n=21) e 18 apresentaram valores idênticos de CIM e CBM, evidenciando o potencial efeito bactericida da fração. Pela cinética do tempo de morte, observou-se que S. aureus reduziu significativamente o número de unidades formadoras de colônias (UFCs) a partir de 4 h de tratamento com a CIM/CBM de F4A. A microscopia eletrônica de transmissão das cepas de referência tratadas com a CIM/CBM de F4A evidenciou alterações ultraestruturais como: diminuição na eletrodensidade citoplasmática, discreto espessamento e diminuição na compactação da parede celular, inibição da formação de septo e descolamento da membrana citoplasmática. O biofilme de todos os isolados apresentou redução significativa na atividade metabólica nas concentrações de 12,5 e 25 µg/mL. A maioria dos isolados apresentou concentração inibitória mínima para 50% das células sésseis (SCIM50) de 6,25 µg/mL (n=15), seguido de 12,5 µg/mL (n=8), 3,13 µg/mL (n=2) e 25,0 µg/mL (n=1). Para a maior concentração testada (50 µg/mL), a atividade hemolítica foi superior a 3%, enquanto as outras concentrações (25 a 0,1 µg/mL) não ultrapassaram 1% de hemólise; a concentração citotóxica para 50% das células (CC50) LLCMK2 de F4A após 24 h foi de 3,44 µg/mL. Como conclusão, a fração F4A apresentou atividade bactericida contra S. aureus, incluindo atividade antibiofilme. Embora mais estudos sejam necessários em relação à sua toxicidade para células de mamíferos e ensaios in vivo, a fração F4A pode ser promissora para o tratamento de infecções causadas por S. aureus.
dc.description.abstractother1Staphylococcus aureus is a relevant community and healthcare-associated pathogen, known by its therapeutic difficulty related to antimicrobial resistance and the formation of biofilms. From 1940, S. aureus has had global notoriety due to resistance to penicillin and, in 1961, to methicillin. Once infections caused by this bacterium hinder the clinical practice, the need for new antibiotic substances researches is crucial to treat the affected patients. During history, natural products, specifically secondary metabolites from microorganisms, have been used to combat pathogens. Thus, this study aimed to evaluate the inhibitory activity of the F4A fraction, obtained from culture supernatant of Pseudomonas aeruginosa LV strain, against planktonic and sessile cells of S. aureus, the morphological alterations caused in these cells and its cytotoxicity. To that, 26 clinical isolates were selected from the collection of the Laboratory of Molecular Biology of Microorganisms, at Universidade Estadual de Londrina (UEL). MIC values of F4A fraction ranged from 1.56 to 6.25 µg/mL; 19 isolates showed minimum inhibitory concentration (MIC) of 3.13µg/mL (73.1%), 6 showed MIC of 1.56 µg/mL (23.1%) and 1 isolate showed MIC of 6.25 µg/mL (3.8%). Minimum bactericidal concentration (MBC) of 3.13 µg/mL was detected in 84.6% of the isolates (n=21) and 18 presented identical MIC and MBC values, highlighting the potential bactericidal effect of the fraction. By the time-kill curve, it was observed that S. aureus decreased significantly the colony forming unit (CFU) counts from 4h of treatment with the MIC/MBC of F4A. The transmission electron microscopy of the reference strains treated with the MIC/MBC of F4A showed ultrastructural alterations such as a decrease in the cytoplasmic electron density and slight thickening and loosening of the cell wall. The biofilm of all the isolates reduced significantly their metabolic activity with 12.5 and 25.0 µg/mL of F4A. Most of the isolates showed minimum biofilm inhibitory concentration (bMIC50) of 6.25 µg/mL (n=15), followed by 12.5 µg/mL (n=8), 3.13 µg/mL (n=2) and 25.0 µg/mL (n=1). For the highest concentration tested (50 µg/mL), the hemolytic activity was greater than 3%, while the other concentrations (25.0 to 0.1 µg/mL) did not exceed 1% of hemolysis; the cytotoxic concentration for 50% of the cells (CC50) LLCMK2 of F4A after 24h was 3.44 µg/mL. In conclusion, F4A fraction showed high antibacterial activity against Staphylococcus aureus, including antibiofilm activity, and the bactericidal effect was demonstrated by death kinetics assays. Although further studies are required in relation to its cytotoxicity and in vivo assays, F4A fraction can be promising for the treatment of infections caused by S. aureus.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17107
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCB - Departamento de Microbiologia
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Microbiologia
dc.subjectS. aureus
dc.subjectfração F4A
dc.subjectprodutos naturais
dc.subjectmetabólitos secundários
dc.subjectCIM/CBM
dc.subjectcitotoxicidade
dc.subjectLLCMK2
dc.subjectMET
dc.subjectStaphylococcus aureus - Citotoxicidade
dc.subjectPseudomonas aeruginosa
dc.subjectStaphylococcus aureus - Fração FA
dc.subject.capesCiências Biológicas - Microbiologia
dc.subject.keywordsS. aureus
dc.subject.keywordsF4A fraction
dc.subject.keywordsnatural products
dc.subject.keywordssecondary metabolites
dc.subject.keywordsMIC/MBC
dc.subject.keywordscytotoxicity
dc.subject.keywordsLLCMK2
dc.subject.keywordsTEM
dc.subject.keywordsStaphylococcus aureus - Fraction F4A
dc.subject.keywordsStaphylococcus aureus - Cytotoxicity
dc.titleAtividade antimicrobiana da fração F4A obtida de cultura de Pseudomonas aeruginosa LV em Staphylococcus aureus
dc.title.alternativeAntimicrobial activity of F4A fraction obtained from culture of Pseudomonas aeruginosa LV against Staphylococcus aureus
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Ciências Biológicas

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