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Title in Portuguese: Atividade antimicrobiana de metabólitos secundários obtidos de leveduras ambientais do bioma cearense frente a cepas de bactérias patogênicas, incluindo Staphylococcus aureus resistentes à meticilina : atividade antibacteriana e investigação do mecanismo de ação
Title: Metabolites antimicrobial activity secondary yeasts obtained the environmental biome cearense front of strains pathogenic bacteria including Staphylococcus aureus resistant to methicillin : antibacterial activity and mode of action of investigation
Author: Andrade Neto, João Batista de
Advisor(s): Nobre Júnior, Hélio Vitoriano
Co-advisor(s): Cavalcante, Bruno Coelho
Keywords: Leveduras
Antibacterianos
Staphylococcus aureus
Issue Date: 2015
Citation: ANDRADE NETO, J. B. de. Atividade antimicrobiana de metabólitos secundários obtidos de leveduras ambientais do bioma cearense frente a cepas de bactérias patogênicas, incluindo Staphylococcus aureus resistentes à meticilina: atividade antibacteriana e investigação do mecanismo de ação. 2015. 79 f. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Médica) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
Abstract in Portuguese: O uso consequente e contínuo dos antimicrobianos levaram ao surgimento de patógenos potencialmente letais. O grupo de micro-organismos ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumanii, Pseudomonas aeruginosa e Enterobacter sp.) se destaca perante os demais, onde as infecções por Staphylococcus aureus se sobressaem como a principal causa de infecções sistêmicas, sendo o Staphylococcus aureus resistentes à meticilina (SARM) um dos principais responsáveis por estas infecções no Brasil. Dessa forma, a emergência de cepas com sensibilidade reduzida acompanhada de uma terapia antimicrobiana limitada faz com que seja necessária uma busca por novas opções terapêuticas. No presente trabalho, foram analisadas leveduras isoladas da região nordeste do Brasil, mais especificamente no estado do Ceará, com o objetivo de buscar metabólitos antimicrobianos com atividade anti-SARM, bem como a descrição de um eventual mecanismo de ação. Foram isoladas 13 leveduras as quais foram acondicionadas em condições de cultivo distintas, a fim de otimizar o crescimento dos isolados de leveduras. Em seguida os extratos acetoetílicos obtidos a partir das leveduras, foram exploradas afim de verificar se produziam metabólitos secundários com propriedades antimicrobianas. 59% (11) dos extratos obtidos foram ativos contra bactérias Gram positivas e 32% (7) contra bactérias Gram positivas e Gram negativas. Os extratos mais ativos apresentaram atividade contra SARM e tiveram CIM que variaram de 34-192 µg/mL. A análise por citometria de fluxo revelou que esses extratos foram capazes de causar danos a membrana plasmática e promover fragmentação do DNA bacteriano, levando a célula à morte celular por apoptose. Nos ensaios citotóxicos, utilizando o teste do MTT com células de leucócitos humanos, os extratos mostraram baixa citotoxicidade. As análises químicas revelaram estruturalmente diversos metabólitos secundários, incluindo os compostos hexahidro-3-(fenilmetil)-pirrolo[1,2-a] pirazina-1,4-dione e o ácido láurico, já descritos na literatura por suas propriedades contra Staphylococcus aureus sensíveis à meticilina (MSSA) e SARM, bem como outros metabólitos conhecidos foram identificados nos extratos restantes, sugerindo que estas leveduras podem produzir moléculas promissoras. Dentro deste contexto, a atividade antimicrobiana e o baixo potencial citotóxico demonstrado por esses extratos revelaram uma classe de compostos químicos promissores para desenvolvimento de novos antibioticos. No entanto, mais estudos farmacológicos serão feitos para confirmar estes dados.
Abstract: The consequent and continuous use of antimicrobials led to the emergence of potentially lethal pathogens. ESKAPE (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumanii, Pseudomonas aeruginosa e Enterobacter sp.) microorganisms group stands towards others, in which Staphylococcus aureus infections stand out as the leading cause of systemic infections, with SARM being a major responsible for these infections in Brazil. Thus, the emergence of strains with reduced sensitivity accompanied by a limited antimicrobial therapy makes the search for new therapeutic options necessary. In this study, isolate yeasts from the northeaster region of Brazil, more specifically in Ceará state, were analysed in order to find antimicrobial metabolites with anti-SARM activity, as well as to find a description of a possible mechanism of action. In this paper, 13 yeasts were isolated and conditioned in different growing conditions, in order to optimize the growth of the isolates. In addition, it was explored whether extracts from yeast produced new secondary metabolites with antimicrobial properties. 59% (11) of the obtained extracts were active against Gram positive bacteria and 32% (7) were active against Gram positive and Gram negative bacteria. These more active extracts showed activity against SARM and had MIC ranging between 34-192 µg/mL. Analysis by flow cytometer showed that these extracts were capable of causing damage to the plasma membrane and of promoting bacterial DNA fragmentation, leading the cell to cell death by apoptosis. In cytotoxic tests using the MTT test with human leukocyte cells, the secondary metabolites showed low cytotoxicity. Chemical analysis revealed structurally different secondary metabolites, including the compounds pyrrolo [1,2-a] pyrazine-1,4-dione, Hexahydro-3- (phenyl methyl) Laurie acid and, as described in the literature for their properties against MSSA and SARM as well as other known metabolites were identified in the remaining extracts, suggesting that these strains can produce new molecules. Within this context, the antimicrobial activity and the low cytotoxic potential demonstrated by these extracts reveal a class of promising chemical compounds to the development of new antibiotics. However, more pharmacological studies will be done to confirm these data.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/13758
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