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Dissertação de Mestrado
Documento
Autor
Nome completo
Fernanda Ribeiro dos Santos Esposito
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Huenuman, Nilton Erbet Lincopan (Presidente)
Levy, Carlos Emilio
Neves, Carla Taddei de Castro
Ferreira, Rita de Cassia Cafe
Título em português
Avaliação da eficácia de agentes fí­sicos e químicos contra biofilmes produzidos por clones de bactérias multirresistentes de importância clínica e epidemiológica no Brasil
Palavras-chave em português
Antibióticos
Biofilme
Desinfetante
ESKAPE
Galleria mellonella
IRAS
mcr-1
Multirresistência
Resumo em português
Bactérias multirresistentes (MRs) pertencentes ao grupo ESKAPE (i.e., Enterococcus faecium resistente à vancomicina, VRE; Staphylococcus aureus resistente à meticilina, MRSA; Klebsiella spp., e Escherichia coli produtoras de β-lactamases de amplo espectro; Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa e Enterobacter spp. resistentes aos carbapenêmicos) são importantes patógenos de infecções relacionadas à assistência à saúde (IRAS), onde a sua endemicidade e prevalência tem sido decorrente da seleção de linhagens clonais. Embora, o fenótipo MR decorra da expressão de mecanismos mediados por genes intrínsecos e/ou adquiridos, o crescimento bacteriano na forma de biofilme contribui para um importante fenômeno fisiológico de resistência, o qual é inespecífico quanto ao substrato antimicrobiano. O presente estudo teve como objetivo avaliar a eficácia de agentes físicos e químicos contra biofilmes produzidos por clones de bactérias MRs de importância clínica e epidemiológica no Brasil. Cerdas de poliamida foram utilizadas como modelo de superfície de adesão para o crescimento de biofilmes, os quais foram monitorados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). In vivo, o modelo de biofilme foi avaliado pela inserção das cerdas na proleg de larvas de Galleria mellonella, enquanto que, diferentes tratamentos foram aplicados para inibir a formação do biofilme. Adicionalmente, mediante ao ensaio de bioluminescência, o modelo de biofilme produzido pela cepa de P. aeruginosa PAO1/lecA::lux foi avaliado na presença de soluções hipertônicas de cloreto de sódio (NaCl). In vitro, soluções hipertônicas de cloreto de sódio (> 6%) utilizadas de maneira profilática, apresentaram efeito bacteriostático (CIM90= 1,7 M) contra biofilmes produzidos por todos os isolados analisados. Além disso, através do uso profilático de soluções hipertônicas de NaCl, foi possível visualizar a inibição da motilidade dos isolados. Por outro lado, os compostos quaternários de amônio (CQAs) cloreto de benzalcônio (CBA) e cloreto de cetilpiridínio (CCP) apresentaram efeito bactericida (CBM90= 256 µg/mL) contra biofilmes previamente formados em 24h. A atividade de ambos os CQAs foi potencializada na presença de soluções salinas hipertônicas, como avaliado pela metodologia de checkerboard, tendo um efeito sinérgico contra E. coli (ST10, ST101) MCR-1 (∑FIC= 0,5); parcialmente sinérgico contra A. baumannii OXA-23 (ST79), E. cloacae CTX-M-8 (ST131), E. faecium VRE (ST478) e K. pneumoniae KPC-2 (ST340) (∑FIC= 0,75); e indiferente contra cepas de P. aeruginosa SPM-1 (ST277) e S. aureus MRSA (ST5). Adicionalmente, a CIM de carbapenêmicos, fluoroquinolonas e aminoglicosídeos contra biofilmes de bactérias Gram-negativas MRs foi potencializada na presença de solução salina hipertônica resultando em uma queda da CIM >=2. Finalmente, in vivo, para todas as espécies MRs estudadas, biofilmes formados em 08, 12 e 24h resultaram em 100% de morte das larvas de G. mellonella em até 96 horas pós-infecção. O mesmo comportamento foi observado para a cepa PAO1/lecA::lux, sendo possível detectar sinais intensos de bioluminescência nas larvas infectadas com os biofilmes. Entretanto, para os biofilmes previamente tratados com solução salina hipertônica, observou-se a diminuição dos sinais de bioluminescência em até 60%. Já para biofilmes formados em 24, 12 e 08h, o tratamento prévio em solução salina hipertônica e posteriormente com antibióticos resultou em um aumento de até 40, 70 e 80% da sobrevida de G. mellonella, respectivamente.
Título em inglês
Evaluation of the efficacy of physical and chemical agents against biofilms produced by clones of multidrug-resistant Bacteria Bacteria of clinical and epidemiological importance in Brazil
Palavras-chave em inglês
Antibiotics
Biofilm
Disinfectant
ESKAPE
Galleria mellonella
HAIs
mcr-1
Multidrug-resistance
Resumo em inglês
ESKAPE pathogens (ie, vancomycin-resistant (VRE) Enterococcus faecium; methicillin-resistant (MRSA) Staphylococcus aureus; extended spectrum β-lactamase-producing Klebsiella spp., and Escherichia coli; Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa, and Enterobacter spp. Resistant to carbapenems), represents an important group of multidrug-resistant (MDR) bacteria related to healthcare-associated infections (HAIs), whereas endemicity have been associated with selection and predominance of clones. Although the MR phenotype derives from the expression of mechanisms mediated by intrinsic and/or acquired genes, bacterial growth in the biofilm form contributes to an important physiological phenomenon of resistance, which is non-specific to the antimicrobial substrate. The present study aimed to evaluate the efficacy of physical and chemical agents against biofilms produced by clones of MDR bacteria of clinical and epidemiological importance, in Brazil. Polyamide bristles were used as adhesion surface model for the growth of biofilms, which were monitored by scanning electron microscopy (SEM). In vivo, the biofilm model was evaluated by the insertion of the bristles into the proleg of larvae of Galleria mellonella, while different treatments and physicochemical conditions were applied to inhibit biofilm formation. Additionally, the biofilm model produced by the P. aeruginosa PAO1/lecA::lux strain was evaluated in the presence of hypertonic solutions of sodium chloride (NaCl). In vitro, hypertonic solutions of sodium chloride presented a bacteriostatic effect (MIC90 = 1.7 M) against biofilm formation of all the isolates analyzed. Moreover, through the prophylactic use of hypertonic solutions of NaCl, it was possible to observe the inhibition of the motility of the isolates. On the other hand, the ammonium quaternary compounds (QACs) benzalkonium chloride (BAC) and cetylpyridinium chloride (CPC) had a bactericidal effect (CBM90 = 256 µg / mL) against previously formed biofilms in 24h. The activity of both QACs was potentiated in the presence of hypertonic saline solutions, as evaluated by the checkerboard methodology, having a synergistic effect against E. coli (ST10, ST101) MCR-1 (∑FIC = 0.5); (ST340) (∑FIC = 0.75), E. faecium VRE (ST478) and K. pneumoniae KPC-2 (ST340), E. cloacae CTX-M-8 (ST131); and indifferent effect against strains of P. aeruginosa SPM-1 (ST277) and S. aureus MRSA (ST5). Furthermore, the MIC of carbapenems, fluoroquinolones and aminoglycosides against biofilms of MDR Gram-negative bacteria was potentiated in the presence of hypertonic saline solution resulting in a decrease in MIC >=2-fold. Finally, for all MDR species studied, biofilms formed at 08, 12 and 24h resulted in 100% death of G. mellonella larvae within 96h post-infection. In fact, the same behavior was observed for the strain PAO1/lecA::lux, and it is possible to detect intense bioluminescence signals in the larvae infected with biofilms. However, for biofilms previously treated with hypertonic saline solution, bioluminescence signs decreased by up to 60%. As for biofilms formed at 24, 12 and 8h, pretreatment in hypertonic saline solution and later with antibiotics resulted in an increase of up to 40, 70 and 80% of the survival of G. mellonella, respectively.
 
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Data de Publicação
2018-10-16
 
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