Brasil

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
Ciências e Biotecnologia (31003010079P0)
AVALIAÇÃO IN VITRO E IN SILICO DOS PERFIS ANTIBACTERIANO E TOXICOLÓGICO DE NOVAS MOLÉCULAS ACILHIDRAZONAS, IMIDAZOLIL PIRAZÓIS, NAFTOQUINONAS E SULFONAMIDO QUINOLONAS PARA O TRATAMENTO DA MASTITE BOVINA
ELENICE LIMA DE CASTRO NUNES
TESE
30/08/2016

A mastite bovina se caracteriza por um processo inflamatório da glândula mamária, geralmente causado por microrganismos infecciosos que interferem na produção do leite em quantidade e qualidade, gerando significantes perdas econômicas na atividade de exploração leiteira em todo o mundo. A terapia antimicrobiana tem um importante papel no controle da mastite bovina, reduzindo os níveis de infecção no gado e prevenindo novas infecções. O uso indiscriminado de antibióticos no rebanho leiteiro pode levar a seleção de amostras bacterianas resistentes aos antibacterianos, restringindo as opções terapêuticas. Staphylococcus aureus destaca-se como o patógeno de maior ocorrência em mastites contagiosas, podendo também causar implicações na saúde pública, em virtude da produção de toxinas termoestáveis que permanecem viáveis no leite bovino, mesmo pasteurizado. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o potencial antibacteriano, toxicológico e sinérgico de 75 moléculas sintéticas (acilhidrazonas, imidazolil pirazóis, naftoquinonas e sulfonamido quinolonas) diante de 30 amostras bacterianas isoladas de mastite bovina. Na determinação do perfil de suscetibilidade das amostras bacterianas em relação aos antibacterianos comerciais, 43% das amostras (S. aureus e Escherichia coli) foram resistentes a pelo menos uma classe de antibacteriano e destas, 31% multirresistentes, com predomínio da resistência à ampicilina e à penicilina. Na identificação das moléculas com ação antibacteriana, no método de disco difusão, 14 foram ativas contra bactérias Gram positivas (N-Br-Fur-NO2, N-Cl-Fur-NO2, N-F-Fur-NO2, N-H-Fur-NO2, MST03, MST04, MST05, PFV10, PFV14, SS4, SS7, SS8, SS27 e SS37) e destas, quatro (N-F-Fur-NO2, N-H-Fur-NO2, MST03 e SS27) também apresentaram atividade contra bactérias Gram negativas. No método de microdiluição em caldo, as moléculas N-Br-Fur-NO2, N-Cl-Fur-NO2, N-F-Fur-NO2 e N-H-Fur-NO2 exibiram os menores valores da concentração inibitória mínima (CIM), com 0,5μg/mL a 4μg/mL diante de amostras Gram positivas, e as MST03, MST04, MST05 e SS27, índices intermediários (32μg/mL a 128μg/mL). As demais moléculas apresentaram valores da CIM acima de 512μg/mL. Na avaliação in vitro do efeito da associação das moléculas ativas entre si e com antibacterianos comerciais, os resultados demonstraram efeito indiferente, nos métodos de disco combinação e de disco aproximação. Na análise in silico com os programas Osiris Property Explorer e ACD/Labs, as moléculas MST03 e MST04 apresentaram os melhores índices teóricos, para os parâmetros de riscos de toxicidade, propriedades moleculares e no teste de AMES. Na avaliação do perfil de citotoxicidade in vitro, a molécula MST03 se destacou por apresentar atividade não tóxica na linhagem celular Vero e levemente tóxica na MDBK, e uma ampla janela terapêutica, com valor da CC50 bem superior ao da CIM, sugerindo mais segurança para estudos in vivo, sendo uma potencial opção para pesquisas na terapêutica. Assim, considerando a necessidade do desenvolvimento de novos antibacterianos para a pecuária leiteira, o presente estudo aponta para a importância da imidazolil pirazol MST03, como a molécula mais promissora para a continuidade dos estudos in vitro, in silico e in vivo, visando a sua aplicação no tratamento das infecções intramamárias bovinas.

mastite bovina, atividade antibacteriana, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, imidazolil pirazol.
Bovine mastitis is characterized by inflammation of the mammary gland and is usually caused by microbial infections that affects milk production in quantity and quality, causing significant financial losses on dairy farms worldwide. Antimicrobial therapy plays an important role in mastitis control by reducing the levels of herd infection and by preventing new infections. The widespread use of antimicrobials in the dairy herds could lead to the bacterial resistance phenomenon, restricting the therapeutic options. Staphylococcus aureus is a major pathogen associated with contagious mastitis, also may cause a significant public health problem, due to the production of thermostable toxins that remain viable in bovine milk, even pasteurized. The aim of this study was to investigate the atimicrobial, toxicological and synergistic activities of 75 synthetic molecules (acylhydrazones, pyrazole-imidazolines, naphthoquinones and quinolonesulfonamides) in 30 bacterial strains isolated from bovine mastitis. The results of the antibacterial susceptibility test demonstrated that 43% of the strains (S. aureus and E. coli) were resistant to at least one class of antimicrobial and of these isolates, 31% were multiresistant strains, with prevalence of ampicillin and penicillin resistance. The identification of the compounds with antibacterial action, by disk diffusion test, showed that 14 compounds were active against Gram positive bacteria (N-Br-Fur-NO2, N-Cl-Fur-NO2, N-F-Fur-NO2, N-H-Fur-NO2, MST03, MST04 , MST05, PFV10, PFV14, SS4, SS7, SS8, SS27 and SS37), while four compounds (N-F-Fur-NO2, N-H-Fur-NO2, MST03 and SS27) also showed activity against Gram negative bacteria. In the broth microdilution method, the N-Br-Fur-NO2, N-Cl-Fur-NO2, N-F-Fur-NO2 and N-H-Fur-NO2 compounds exhibited the lowest values of minimum inhibitory concentration (MIC) with 0.5μg/mL to 4μg/mL on Gram positive strains, and MST03, MST04, MST05 and SS27 compounds, with intermediates values (32μg/mL to 128μg/mL). The other compounds had MIC values above to 512μg/mL. The in vitro effects of drug combinations with active chemicals compounds showed indifferent effect, in the combination and approach disks methods. The in silico analysis with Osiris Property Explorer and ACD/Labs programs showed that MST03 and MST04 compounds presented the best theoretical profile for the parameters of toxicity, molecular properties and AMES test. The in vitro cytotoxicity assay showed that the MST03 compound presented non-toxic activity to Vero cell line and slightly toxic to MDBK cell line, and a large therapeutic window with a CC50 value far greater then the MIC value, suggesting more security for in vivo studies, as a potential option for therapeutic research. Thus, considering the need for development of new antibiotics to dairy farming, our results show the importance of MST03 pyrazole-imidazoline compound as the most promising molecule for in vitro, in silico and in vivo studies, and its future application in the treatment of bovine intramammary infections.
bovine mastitis, antibacterial activity, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, pyrazole-imidazoline.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE

Contexto

CIÊNCIAS E BIOTECNOLOGIA - INTERAÇÕES MOLECULARES, CELULARES E SISTÊMICAS
A IDENTIFICAÇÃO DE PROTÓTIPOS BIOATIVOS E MOLÉCULAS DE IMPORTÂNCIA EM SISTEMAS BIOLÓGICOS E BIOTECNOLÓGICOS
Planejamento, síntese, avaliação in silico e biológica de compostos bioativos para o combate de patologias causadas por vírus, bactérias e carrapatos para melhoria da pecuária leiteira

Banca Examinadora

HELENA CARLA CASTRO CARDOSO DE ALMEIDA
Sim
Nome Categoria
ALEXANDER SIBAJEV Participante Externo
MAIRA HALFEN TEIXEIRA LIBERAL Participante Externo
ALOYSIO DE MELLO FIGUEIREDO CERQUEIRA Participante Externo
IZABEL CHRISTINA NUNES DE PALMER PAIXAO Docente
RITA DE CASSIA FIGUEIRA SILVA Participante Externo
SAULO CABRAL BOURGUIGNON Docente
MARINELLA SILVA LAPORT Participante Externo
THELMA DE BARROS MACHADO Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUNDACAO CARLOS CHAGAS FILHO DE AMPARO A PESQUISA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO-FAPERJ - Cientista do Nosso Estado 36

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