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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/71412
Tipo: | Dissertação |
Título: | United we stand, divided we fall: antibiofilm activity and mechanisms of action of synthetic peptides in combination with ciprofloxacin against Staphylococcus aureus biofilm |
Título em inglês: | United we stand, divided we fall: antibiofilm activity and mechanisms of action of synthetic peptides in combination with ciprofloxacin against Staphylococcus aureus biofilm |
Autor(es): | Santos Neto, Nilton Araripe dos |
Orientador: | Freitas, Cleverson Diniz Teixeira de |
Palavras-chave: | EROs;proteômica;ciprofloxacina;biofilme |
Data do documento: | 2023 |
Citação: | SANTOS NETO, Nilton Araripe dos. United we stand, divided we fall: antibiofilm activity and mechanisms of action of synthetic peptides in combination with ciprofloxacin against Staphylococcus aureus biofilm. 2023. 161 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. |
Resumo: | A bactéria patogênica Staphylococcus aureus é conhecida desde meados do século XX por ser uma bactéria resistente aos antibióticos. Com o passar dos anos, essa resistência expandiu para antibióticos além daqueles encontrados na classe das penicilinas. Por conta disso, S. aureus é uma bactéria de grande relevância clínica, sendo um dos principais organismos causadores de infecções relacionadas à assistência à saúde. Ademais, S. aureus também é capaz de formar biofilme, uma matriz extracelular polimérica capaz de conferir uma maior proteção às células bacterianas. Para contornar tal problemática, a prospecção por tratamentos alternativos eficazes contra biofilmes de bactérias resistentes se faz necessária. Os peptídeos antimicrobianos (PAMs) são uma alternativa promissora, por serem moléculas capazes de contornar os mecanismos de resistência bacteriano. Porém, peptídeos naturais são economicamente inviáveis, pois são encontrados em quantidades diminutas, além de sua instabilidade e toxicidade aos hospedeiros. Como alternativa, o uso de peptídeos antimicrobianos sintéticos, tem se mostrado vantajoso, pois através de alterações pontuais em sua sequência, é possível excluir desvantagens como a toxicidade e até aumentar a atividade antimicrobiana dos mesmos. O presente trabalho teve como objetivo analisar a atividade antibiofilme de oito peptídeos sintéticos, em combinação com o antibiótico ciprofloxacina, além de elucidar seus mecanismos de ação por microscopia de fluorescência e análises proteômicas. Os resultados mostraram que quatro dos oito peptídeos, combinados com ciprofloxacina, inibiram a formação do biofilme em até 76%, que foi obtido da combinação do peptídeo Mo-CBP3-PepIII + ciprofloxacina, e reduziram a biomassa de biofilme pré-formado em até 65%, que foi obtido da combinação RcAlb-PepII + ciprofloxacina. As análises de microscopia de fluorescência mostraram que os peptídeos agem formando poros na membrana da célula, além de estimularem a superprodução de espécies reativas de oxigênio (EROs). As análises proteômicas com Mo-CBP3-PepI + ciprofloxacina, cuja combinação obteve 50% de redução de biomassa do biofilme, revelaram alteração no perfil de proteínas relacionadas ao metabolismo de DNA, metabolismo de proteínas, síntese de parede celular, metabolismo redox, quorum sensing e também relacionadas à formação de biofilme. Além disso, foi possível observar um acúmulo diferenciado em células tratadas com a combinação das moléculas e tratadas apenas com as moléculas isoladas, revelando um possível efeito sinérgico. |
Abstract: | Staphylococcus aureus is a pathogenic bacterium known as resistant to antibiotics since the mid-20th century and, since then; your resistance did not stop developing resistance, even towards new pharmaceuticals. S. aureus has a huge medical importance, since it is a major organism related to hospital-acquired infections (HAI). Furthermore, S. aureus is capable of forming biofilm, a polymeric extracellular strutcture that confers even more resistance to antibiotics. To overcome this problem, the search for alternative and effective treatments against biofilms of resistant bacteria is necessary. Antimicrobial peptides (AMPs) gained attention as promising alternative molecules, since their mechanisms of action can trespass bacterial resistance mechanisms. Even so, natural AMPs are economically unviable, given their low yield, low stability and toxicity to hosts. As an alternative, synthetic antimicrobial peptides (SAMPs), bioinspired in plant proteins, have been proving advantageous. These synthetic peptides, through punctual modifications into their sequence, can lost their disadvantages like toxicity to host, and can have their antimicriobial activity enhanced. The present work aimed at the analysis of the antibiofilm activity of eight SAMPs, in combination with the antibiotic ciprofloxacin, and elucidate its mechanisms of action through fluorescence microscopy and proteomic analysis. Out of eight, four peptides, in combination with ciprofloxacin, were capable of inhibiting S. aureus biofilm formation up to 76%. The best combination was made by Mo-CBP3-PepIII and ciprofloxacin, and reduced the biomass of preformed biofilm up to 65%, with RcAlb-PepII + ciprofloxacin combination. Fluorescence microscopy analysis revealed that the peptides act by forming pores onto the cell membrane and stimulating reactive oxygen species (ROS) overproduction. In addition, proteomic analysis with the combination of Mo-CBP3-PepI + ciprofloxacin, which achieved 50% of biomass reduction of biofilm, showed an alteration at the proteins profile, especially with proteins related with DNA and protein metabolism, cell wall biosynthesis, redox metabolism, quorum sensing and biofilm formation. Moreover, it was possible to observe a differential accumulation in cells treated with both molecules and cells treated with only one of them, showing a possible synergistic effect. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/71412 |
Aparece nas coleções: | DBBM - Dissertações defendidas na UFC |
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