Brasil

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
Ciências e Biotecnologia (31003010079P0)
Avaliação da atividade in vitro, in silico e efeitos sinérgicos de antimicrobianos convencionais e novos protótipos sintéticos frente a amostras patogênicas de Escherichia coli
EUNICE VENTURA BARBOSA
DISSERTAÇÃO
17/02/2014

A Escherichia coli coloniza o trato gastrointestinal de recém-natos poucas horas após seu nascimento, e coexiste na mucosa intestinal de indivíduos saudáveis por muitos anos sem lhes causar danos. Contudo, cepas patogênicas apresentam uma combinação de fatores de virulência que viabilizam sua ação agressiva em indivíduos saudáveis, sendo comumente isoladas em laboratórios clínicos. Diversos novos antimicrobianos vêm sendo desenvolvidos para o combate de doenças bacterianas, mas a resistência bacteriana ocorre de modo crescente e compromete a eficácia destes. O objetivo deste trabalho foi avaliar os perfis de atividade in vitro e in silico de antimicrobianos convencionais e protótipos sintéticos, frente a amostras de Escherichia coli uropatogênica (UPEC), produtora de toxina Shiga (STEC) e enteropatogênica atípica (aEPEC) isoladas de humanos, bovinos e caninos, bem como testar seus efeitos sinérgicos. Para isso determinamos o perfil de susceptibilidade de 18 antimicrobianos convencionais frente à 32 amostras de Escherichia coli humanas, caninas e bovinas. Foi possível observar pelo teste de disco-difusão que as amostras de E. coli extraintestinais (UPEC) apresentaram um perfil destacado aos antimicrobianos convencionais testados, quando comparadas às amostras diarreiogênicas (STEC e aEPEC). Por meio de testes de susceptibilidade e ensaios de PCR, foi detectada que a amostra canina A34 (UPEC) é resistente a 12 antibióticos, produtora de ß-lactamase de espectro estendido (ESBL), com produto de amplificação de 550pb de um fragmento do gene CTX-M. Prosseguimos as análises identificando o perfil antimicrobiano dos protótipos sintéticos frente às amostras de Escherichia coli humanas, caninas e bovinas, nos quais, dos 56 compostos pesquisados, o derivado da classe do imidazolil-pirazol, o MST 03 (1-(2’,4’-diclorofenil)-4-(4,5-diidro-1H-imidazol-2-il)-3-metil-1H-pirazol), apresentou atividade antimicrobiana frente à 17 amostras sendo: 6 amostras STEC e 7 amostras aEPEC, ambas bovinas e, 2 amostras UPEC humana e 2 UPEC canina. A atividade antimicrobiana do MST 03 no ensaio de concentração inibitória mínima frente à amostra UPEC A34, foi superior a da tetraciclina e enrofloxacina. Neste trabalho analisamos ainda um possível sinergismo ou antagonismo para o protótipo MST 03, que quando combinado ao antimicrobiano convencional foi encontrado antagonismo com o sulfametozaxol + trimetoprim, ampicilina e enrofloxacina. Finalmente, o perfil farmacocinético (ADMET), toxicológico e a estrutura-atividade dos protótipos por meio de programas de modelagem molecular revelaram que o composto deve ser usado para se propor protótipos a partir de sua estrutura, considerando-se a dificuldade em se identificar um novo fármaco que seja eficaz contra as bactérias Gram negativas, devido às características morfológicas destes microrganismos. A identificação do derivado do imidazolil-pirazol (MST 03) com perfil antibacteriano significativo pode contribuir para o desenvolvimento de novos antimicrobianos mais ativos e eficientes e que sejam uma nova opção de tratamento para as infecções causadas por bactérias multirresistentes.

Escherichia coli; resistência bacteriana; sinergismo; in silico; protótipos sintéticos
The Escherichia coli colonizes the gastrointestinal tract of newborns a few hours after his birth and coexists in the intestines of healthy individuals for many years without causing damage. However, pathogenic strains exhibit a combination of virulence factors that enable their aggressive action in healthy individuals, and they are commonly isolated in clinical laboratories. Several new antimicrobials have been developed for combating bacterial diseases, but bacterial resistance occurs and increasingly diminishes the effectiveness of these. The objective of this study was to evaluate the profiles of activity in vitro and in silico of conventional antimicrobials and synthetic prototypes, against Escherichia coli uropathogenic (UPEC), Shiga toxin-producing (STEC) and atypical enteropathogenic (aEPEC), isolated from humans, dogs and cattle, as well as to test their synergistic effects. For that determine the susceptibility profile of 18 conventional antimicrobials to 32 Escherichia coli human, canine and bovine. It was observed by the disk diffusion test, that samples of E. coli extraintestinal (UPEC) presented to an outstanding conventional antimicrobials tested, when compared to diarrheagenic samples (STEC and aEPEC) profile. Through susceptibility assays and PCR assays was found that the canine strain A34 (UPEC) is resistant to 12 antibiotics, β-lactamase producing extended spectrum (ESBL) with 550pb amplification product of a gene fragment CTX-M. We continue the analysis identifying the profile of synthetic antimicrobial prototypes front Escherichia coli human, canine and bovine, in which of 56 compounds investigated, the derivative of the class of imidazolyl-pyrazole MST 03 (1 - (2 ', 4 '- dichlorophenyl)-4 - (4,5- dihydro -1H-imidazol -2-yl)-3-methyl-1H-pyrazol) showed antimicrobial activity against 17 samples being: 6 samples STEC and 7 samples aEPEC, both bovine and, 2 samples UPEC human and 2 UPEC. The antimicrobial activity of MST 03 in test minimum inhibitory concentration against the UPEC A34 sample was higher than that of tetracycline and enrofloxacin. In this work also analyzed a possible synergism or antagonism for the prototype MST 03, which when combined with conventional antimicrobial antagonism was found with sulfametozaxol + trimethoprim, ampicillin and enrofloxacin. Finally, the pharmacokinetic profile (ADMET), toxicology and structure-activity of the compound by means of molecular modeling programs revealed that the compound should be used to propose the new prototypes from its structure, considering the difficulty in identifying a new drug that is effective against Gram negative bacteria, due to the morphological characteristics of these microorganisms. The identification of the derivative of imidazolyl-pyrazole (MST 03) with significant antibacterial profile may contribute to the development of new antimicrobial active and more efficient and which is a new treatment option for infections caused by multiresistant bacteria.
Escherichia coli, bacterial resistance, synergism; in silico, synthetic prototypes
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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
IDENTIFICAÇÃO DE ATIVIDADE BIOLOGICA E APLICAÇÃO DE MÉTODOS COMPUTACIONAIS NO ESTUDO DA RELAÇÃO ESTRUTURA ATIVIDADE E DO PERFIL TOXICOLÓGICO TEÓRICO DE DERIVADOS

Banca Examinadora

HELENA CARLA CASTRO CARDOSO DE ALMEIDA
Sim
Nome Categoria
SAULO CABRAL BOURGUIGNON Docente
IZABEL CHRISTINA NUNES DE PALMER PAIXAO Docente
ELIZABETH DE ANDRADE MARQUES Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
CONS NAC DE DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLOGICO - Apoio a Projeto de Pesquisa - Universal 14/2012 24

Vínculo

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Não