Efeitos da inativação fotodinâmica e sua combinação com antibióticos contra Streptococcus spp

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Gonçalves, Isabella Salgado
Orientador(a): Bagnato, Vanderlei Salvador lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGBiotec
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.14289/21546
Resumo: Antimicrobial resistance is an escalating concern in global health, undermining the effectiveness of conventional treatments and necessitating the development of new therapeutic strategies. In this context, photodynamic inactivation (PDI) emerges as a promising technique due to its high microbial elimination capacity. This study aimed to evaluate PDI protocols for inactivating bacteria of the Streptococcus genus mediated by curcumin (CUR), as well as to investigate the effects of combining it with different antibiotics (ATBs), and to assess the technique’s ability to alter bacterial susceptibility to ATBs. The effect of PDI on both sensitive and resistant strains was analyzed using different CUR concentrations. The minimum inhibitory concentration (MIC) was determined for amoxicillin (AMO), ceftriaxone (CEF), and erythromycin (ERI). A time-kill curve was performed with these three ATBs, followed by the subsequent application of PDI after 3h, 6h, 9h, and 12h of incubation with the ATBs, at different CUR concentrations. Finally, consecutive cycles of PDI were applied to the bacteria to identify changes in MIC values. The results showed that CUR-mediated PDI is an effective technique against Streptococcus, capable of eliminating even resistant strains. Subsequent application of PDI after incubation with ATBs enhanced the antimicrobial effect of AMO and CEF against S. pneumoniae after 9 hours of incubation, increasing the antimicrobial activity by up to 2.8 log CFU/mL relative to CEF alone. Consecutive application of PDI reduced the MIC of AMO by half for S. pneumoniae and by a factor of 128 for S. pyogenes. Although parameters should be further investigated, the findings of this research suggest that CUR-mediated PDI can enhance the efficacy of existing antimicrobial treatments, standing out as an effective alternative or adjunctive strategy against major pathogens and potentially contributing to the fight against antimicrobial resistance.
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This study aimed to evaluate PDI protocols for inactivating bacteria of the Streptococcus genus mediated by curcumin (CUR), as well as to investigate the effects of combining it with different antibiotics (ATBs), and to assess the technique’s ability to alter bacterial susceptibility to ATBs. The effect of PDI on both sensitive and resistant strains was analyzed using different CUR concentrations. The minimum inhibitory concentration (MIC) was determined for amoxicillin (AMO), ceftriaxone (CEF), and erythromycin (ERI). A time-kill curve was performed with these three ATBs, followed by the subsequent application of PDI after 3h, 6h, 9h, and 12h of incubation with the ATBs, at different CUR concentrations. Finally, consecutive cycles of PDI were applied to the bacteria to identify changes in MIC values. The results showed that CUR-mediated PDI is an effective technique against Streptococcus, capable of eliminating even resistant strains. Subsequent application of PDI after incubation with ATBs enhanced the antimicrobial effect of AMO and CEF against S. pneumoniae after 9 hours of incubation, increasing the antimicrobial activity by up to 2.8 log CFU/mL relative to CEF alone. Consecutive application of PDI reduced the MIC of AMO by half for S. pneumoniae and by a factor of 128 for S. pyogenes. Although parameters should be further investigated, the findings of this research suggest that CUR-mediated PDI can enhance the efficacy of existing antimicrobial treatments, standing out as an effective alternative or adjunctive strategy against major pathogens and potentially contributing to the fight against antimicrobial resistance.A resistência antimicrobiana é uma crescente preocupação na saúde global, que compromete a eficácia de tratamentos convencionais, levando à necessidade de desenvolver novas estratégias terapêuticas. Neste contexto, a inativação fotodinâmica (IFD) surge como uma técnica promissora, por sua elevada capacidade de eliminação de microrganismos. O presente estudo teve como objetivo avaliar protocolos de inativação de bactérias do gênero Streptococcus através da IFD mediada por curcumina (CUR), bem como investigar os efeitos de sua combinação com diferentes antibióticos (ATBs), além de avaliar a capacidade da técnica em alterar a suscetibilidade das bactérias aos ATBs. Foi analisado o efeito da IFD sobre cepas sensíveis e resistentes, utilizando diferentes concentrações de CUR. A concentração inibitória mínima (CIM) foi definida para a amoxicilina (AMO), ceftriaxona (CEF) e eritromicina (ERI). Foi realizada uma curva de tempo de morte com os três ATBs isolados e também com a subsequente aplicação de IFD após 3h, 6h, 9h e 12h após a incubação com os ATBs, em diferentes concentrações de CUR. Por fim, foram aplicados ciclos consecutivos de IFD sobre as bactérias, com o objetivo de identificar alterações nos valores de CIM. Os resultados mostraram que a IFD mediada por CUR é uma técnica eficaz contra Streptococcus, sendo capaz de eliminar inclusive cepas resistentes. A aplicação posterior de IFD à incubação com ATBs potencializou o efeito antimicrobiano de AMO e CEF contra S. pneumoniae após 9 horas de incubação, aumentando até em 2,8 log UFC/mL a atividade antimicrobiana em relação à CEF isolada. A aplicação consecutiva de IFD reduziu o valor de CIM de AMO em 2 vezes para S. pneumoniae e em 128 vezes para S. pyogenes. Ainda que parâmetros devam ser mais profundamente investigados, os achados desta pesquisa sugerem que a IFD mediada por CUR pode potencializar a eficácia dos tratamentos antimicrobianos existentes, destacando-se como uma estratégia alternativa ou adjuvante eficaz contra importantes patógenos, podendo contribuir no combate à resistência antimicrobiana.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)88887.663608/2022-001porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGBiotecUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA::MICROBIOLOGIA APLICADAResistência antimicrobianaInativação fotodinâmicaStreptococcusSuscetibilidade antimicrobianaEfeitos da inativação fotodinâmica e sua combinação com antibióticos contra Streptococcus sppEffects of photodynamic inactivation and its combination with antibiotics against Streptococcus sppinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTese-Doutorado-Isabella-Salgado-Gonçalves-final.pdfTese-Doutorado-Isabella-Salgado-Gonçalves-final.pdfapplication/pdf1724581https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/b955cb0b-4bc9-4165-aad1-767525be3ce0/download62d89aa41be7e1ad1cbcd6defdacd8acMD51trueAnonymousREADTEXTTese-Doutorado-Isabella-Salgado-Gonçalves-final.pdf.txtTese-Doutorado-Isabella-Salgado-Gonçalves-final.pdf.txtExtracted texttext/plain103048https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/274c9eca-a8da-4dae-9877-9b6991396215/download93b33594e10ac7a8ba696277fbc12bd2MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILTese-Doutorado-Isabella-Salgado-Gonçalves-final.pdf.jpgTese-Doutorado-Isabella-Salgado-Gonçalves-final.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6173https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/b0541cd9-f771-4638-b2de-846ebf4bc307/download9827f7a780cb99febb6dbf3801d08148MD54falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8905https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/e76d8ebf-458b-4d38-8e6f-20b18c99528b/download57e258e544f104f04afb1d5e5b4e53c0MD52falseAnonymousREAD20.500.14289/215462025-03-13 00:14:52.495http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/21546https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-03-13T03:14:52Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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