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Tipo: Dissertação
Título: Avaliação in vitro da atividade antibacteriana da menadiona isolada e associada à oxacilina frente a cepas de Staphylococcus aureus: análise em células planctônicas e biofilme
Título em inglês: In vitro evaluation of the antibacterial activity of isolated menadione and its combination with oxacillin against Staphylococcus aureus strains: analysis in planktonic cells and biofilm
Autor(es): Leitão, Amanda Cavalcante
Orientador: Silva, Cecília Rocha da
Coorientador: Nobre Júnior, Hélio Vitoriano
Palavras-chave em português: Vitamina K 3;Staphylococcus aureus;Reposicionamento de Medicamentos;Biofilmes
Palavras-chave em inglês: Vitamin K 3;Staphylococcus aureus;Drug Repositioning;Biofilms
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Data do documento: 2023
Citação: LEITÃO, Amanda Cavalcante. Avaliação in vitro da atividade antibacteriana da menadiona isolada e associada à oxacilina frente a cepas de Staphylococcus aureus: análise em células planctônicas e biofilme. 2023. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Médica) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. Disponível em: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/75001. Acesso em: 20 nov. 2023.
Resumo: Staphylococcus aureus é reconhecido como um dos principais causadores de infecções bacterianas, tendo sido responsável por mais de 1 milhão de mortes em 2019. Staphylococcus aureus resistente à meticilina (SARM) emergiu como um dos patógenos mais comumente associados ao desenvolvimento de resistência antimicrobiana, sendo considerado um patógeno prioritário para a pesquisa e desenvolvimento de novos medicamentos segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS). Essa cepa apresenta uma taxa de mortalidade superior às cepas sensíveis à meticilina (SASM) e prolonga a duração do tratamento, gerando custos hospitalares significativos. Nesse contexto, o reposicionamento de fármacos surge como uma estratégia promissora para enfrentar o desafio crescente das infecções bacterianas resistentes aos tratamentos disponíveis. A menadiona, conhecida por suas propriedades anticoagulantes, é alvo de pesquisa nesse campo. Este estudo teve como objetivo avaliar o potencial da menadiona como agente antibacteriano frente a cepas de S. aureus sensíveis e resistentes à meticilina, investigar sua interação com a oxacilina, bem como os mecanismos de ação envolvidos e sua atividade em biofilmes. Foram realizados ensaios de concentração inibitória mínima (CIM) pelo método de microdiluição em caldo e concentração bactericida mínima (CBM). A interação entre a menadiona e a oxacilina foi avaliada pela técnica checkerboard. As análises foram complementadas com microscopia eletrônica de varredura. Para investigar o mecanismo de ação, foram utilizadas citometria de fluxo, microscopia de fluorescência e docking molecular. A menadiona mostrou atividade antibacteriana em células planctônicas nas concentrações de 2 a 32 μg/mL, com ação bacteriostática. Associada à oxacilina, demonstrou efeito aditivo de 45% e sinérgico de 25% nas cepas testadas. A menadiona apresentou atividade antibiofilme a partir de concentrações subinibitórias e mostrou eficácia em combinação com a oxacilina frente biofilmes com sensibilidade reduzida à oxacilina isolada. Seu mecanismo de ação envolve a geração de espécies reativas de oxigênio (EROs), resultando em estresse oxidativo e danos ao DNA. Sua interação com as enzimas DNA girase e dehydrosqualene synthase complementa seu efeito. A presença de ácido ascórbico reverteu seus efeitos. Esses resultados evidenciam a atividade antibacteriana e antibiofilme da menadiona em cepas sensíveis e resistentes de S. aureus, enfatizando a importância das EROs como um fator determinante para sua ação. Esses resultados sugerem que a menadiona pode ser um candidato promissor como adjuvante no tratamento de infecções por S. aureus.
Abstract: Staphylococcus aureus is recognized as one of the main causative agents of bacterial infections, having been responsible for over 1 million deaths in 2019. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) has emerged as one of the pathogens most commonly associated with the development of antimicrobial resistance, being considered a priority pathogen for research and development of new drugs by the World Health Organization (WHO). This strain exhibits a higher mortality rate compared to methicillin-sensitive strains (MSSA) and extends the duration of treatment, resulting in significant hospital costs. In this context, drug repurposing emerges as a promising strategy to address the growing challenge of bacterial infections resistant to available treatments. Menadione, known for its anticoagulant properties, is a subject of research in this field. This study aimed to assess the potential of menadione as an antibacterial agent against both MSSA and MRSA strains, investigate its interaction with oxacillin, as well as the mechanisms of action involved, including its biofilm activity. Minimum inhibitory concentration (MIC) assays were conducted using the broth microdilution method, along with minimum bactericidal concentration (MBC) tests. The interaction between menadione and oxacillin was evaluated using the checkerboard technique. Analyses were complemented with scanning electron microscopy. Flow cytometry, fluorescence microscopy, and molecular docking were employed to investigate the mechanism of action. Menadione exhibited antibacterial activity against planktonic cells at concentrations ranging from 2 to 32 μg/mL, with a bacteriostatic effect. When combined with oxacillin, it demonstrated an additive effect of 45% and a synergistic effect of 25% against the tested strains. Menadione also displayed antibiofilm activity at subinhibitory concentrations and effectively combated biofilms with reduced sensitivity to oxacillin alone. Its mechanism of action involves the generation of reactive oxygen species (ROS), resulting in oxidative stress and DNA damage. Its interaction with DNA gyrase and dehydrosqualene synthase enzymes complements its effect. The presence of ascorbic acid reversed its effects. These results highlight the antibacterial and antibiofilm activity of menadione in both sensitive and resistant strains of S. aureus, emphasizing the significance of reactive oxygen species (ROS) as a determining factor for its action. These findings suggest that menadione may be a promising candidate as an adjunct in the treatment of S. aureus infections.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/75001
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0001-8409-446X
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/8479400832024175
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-4964-351X
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/8647115266424888
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0003-0156-5882
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/3748078587451434
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:DPML - Dissertações defendidas na UFC

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