Estudo das interações bacterianas do microbioma da pneumonia associada à ventilação sujeito a antibioterapia

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Tânia Alexandra Ferreira
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/34098
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)
id RCAP_134d235be42245732f60dfac3d7e85cb
oai_identifier_str oai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/34098
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository_id_str 7160
spelling Estudo das interações bacterianas do microbioma da pneumonia associada à ventilação sujeito a antibioterapiaStudy of bacterial interactions in the microbiome of ventilator associated pneumonia subjected to antibiotherapyBiofilmeCo-culturaIsoladosPAVPlantónicoTobBiofilmCo-cultureIsolatesVAPPlanktonic616.24-002Engenharia e Tecnologia::Engenharia MédicaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)A ventilação assistida é um método de suporte à vida que surge na necessidade de assegurar a respiração pulmonar e/ou como forma medicamentosa. Mas tal como em qualquer outra prática clínica, a ventilação assistida não está isenta de riscos e complicações, surgindo frequentemente a pneumonia associada à ventilação (PAV). No que respeita ao tratamento da PAV bacteriana, atualmente os fármacos mais prescritos ainda são antibióticos, que contribuem também como importantes agentes profiláticos. Contudo, a emergência da resistência aos antibacterianos tem levantado sérios e preocupantes paradigmas no que respeita ao sucesso do tratamento da PAV. Por conseguinte, só recentemente a prevalência de biofilmes mistos e o seu envolvimento nas formas mais graves da infeção têm sido considerados, pelo que as certezas sobre a influência de diferentes espécies microbianas na evolução e resolução clínica da PAV são ainda muito escassas e insuficientemente compreendidas. Em virtude disso, é clara a necessidade de explorar de forma mais criteriosa a associação polimicrobiana e a resposta a fatores de stresse. Nesse sentido, o principal objetivo deste trabalho foi observar o comportamento in vitro de diferentes comunidades bacterianas (culturas simples e polibacterianas de duas e três espécies), quando sujeitas ao tratamento com um antibiótico, a Tobramicina (Tob). As espécies usadas neste estudo são frequentemente detetadas em casos clínicos de PAV: Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii, e Klebsiella pneumoniae. Inicialmente foi observada a capacidade de formação de biofilmes isolados e em co-cultura, por análise da viabilidade celular (determinando UFCs) e da biomassa total (através o método do violeta cristal - CV). Com o objetivo de avaliar a prevalência de espécies nos biofilmes formados por P.aeruginosa, uma vez que se trata do microrganismo mais implicado na PAV, os biofilmes constituído pela bactéria foram observados por microscopia usando a técnica de PNA FISH. As interações bacterianas sujeitas a antibioterapia foram observadas na forma plantónica e em biofilme. Os biofilmes formados por P.aeruginosa foram sujeitos à Tob durante a fase de crescimento. Nos biofilmes resultantes da combinação de todas espécies, a Tob foi administrada só após o crescimento do biofilme por 24 h. Nas células plantónicas determinaram-se as concentrações mínimas de inibição (CMI) e bactericida (CMB) da Tob das culturas isoladas e co-culturas. Observou-se que as espécies têm diferentes capacidades de formação de biofilme, especialmente evidenciada na biomassa. Os biofilmes formados por S. aureus, A. baumannii, e o consórcio S. aureus com K. pneumoniae, apresentaram menores valores de biomassa que os restantes biofilmes. Em relação à prevalência entre espécies, a P. aeruginosa, com exceção da combinação com A. baumannii, foi detetada em maior número que a(s) demais espécie(s) em co-cultura. Nos biofilmes crescidos com Tob, a ação do antibiótico na redução da viabilidade e da biomasaa foi significativa (p<0,05) em todos os biofilmes mesmo nas menores concentrações de antibiótico. Além disso não se detetou viabilidade celular nos biofilmes de P. aeruginosa, P. aeruginosa com S. aureus e A. baumannii, e P. aeruginosa com S. aures e K. pneumoniae a partir de 32 μg/mL de Tob. Nos biofilmes pré-formados os consórcios de dupla espécie parecem revelar maior tolerância à Tob que as comunidades triplas e simples. Mas em todos os casos a Tob provocou reduções de biofilme (p<0,05) com diferentes concentrações, dependendo dos microrganismos na cultura. Também no estado plantónico, as culturas formadas por duas espécies parecem revelam maiores exigências, ao passo que as constituídas por uma só espécie e pela combinação de três espécies apresentaram maior sensibilidade. Após a conclusão deste trabalho laboratorial é agora mais claro que as interações entre diferentes microrganismos podem contribuir para o progresso da doença. Em geral, os resultados parecem apontar que os ambientes polibacterianos constituem um habitat favorável à sobrevivência dos microganismos, tanto no estado plantónico como em biofilme, pois as interações estabelecidas parecem ser mutuamente benéficas. A presença de um terceiro interveniente poderá alterar a virulência e o fenótipo de todo o microbioma, pelo que outros estudos seriam necessários para esclarecer e perceber quais os mecanismos despoletados pela presença de uma terceira bactéria.Assisted ventilation is a method for life support that emerged on the need to ensure the pulmonary respiration and/or as a drug form. However, as in any clinical practice, assisted ventilation is not free of risks and complications and, frequently, ventilator associated pneumonia appears (VAP). Regarding the treatment of bacterial VAP, antibiotics are still the most prescribed drugs, having also an important role as prophylactic agents. However the emergence of antimicrobial resistance has been raising serious and troubling paradigms in the successful treatment of VAP. Consequently, only recently, the prevalence of mixed biofilms and their involvement in the most severe forms of infection have been considered. Therefore, the certainties about the influence of different microbial species in the evolution and clinical resolution of VAP are still scarce and not sufficiently understood, hence it is noticed a clear need to explore more thoroughly the polymicrobial association and the response to stress factors. According, the main objective of this study was to observe the in vitro behaviour of different bacterial communities (single and polymicrobial cultures composed of two and three species) subjected to treatment with an antibiotic, Tobramycin (Tob). Species used in this study are frequently detected in clinical VAP: Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii and Klebsiella pneumoniae. In a first step, biofilm formation of single and polymicrobial biofilms was accessed for cellular viability (determining CFUs) and for total biomass production (by Cristal Violet Staining-CV). Since P.aeruginosa is the major responsible for PAV, prevalence of species in mixed biofilms composed of this pathogen was assessed by microscopy using PNA FISH technique. Bacterial interactions subjected to antibiotherapy were observed in planktonic form as well as in biofilm. P.aeruginosa biofilms were subjected to Tob during the growth phase. In biofilms resulting from the combination of all species, Tob was administered only after 24 h of biofilm growth. In case of planktonic cells, Minimal Inhibitory (MIC) and Minimal Bactericidal Concentrations (MBC) of Tob were accessed in single and polymicrobial cultures. Species presented different capacity of biofilm formation mainly in terms of biomass production. Biofilms produced by S. aureus, A. baumannii and S. aureus mixed with K. pneumoniae presented a reduced biomass production when compared to others. Regarding species prevalence, P. aeruginosa was always predominant, except in presence of A. baumannii. In biofilms grown in presence of Tob, antibiotic action was significantly effective in reducing viability and biomass production (p<0,05) in all biofilms even at the lower concentrations. Further, any viability was detected in P.aeruginosa, P.aeruginosa with S.aureus and A.baumannii; and P. aeruginosa with S. aureus and K. pneumoniae for values superior or equal to 32 μg/mL. In case of pre-formed biofilms, dual-species consortia seemed to reveal higher tolerance to Tob when compared to simple and triple communities. However, Tob was able to provoke biofilm reduction (p<0,05) in all cases, being the necessary concentrations dependent on the communities. Moreover, in planktonic state, cultures formed by two species revealed higher requirements, whereas the single and triple presented higher susceptibility. After the conclusion of the experiments, is now clearer that interactions between different microorganisms might contribute for disease progression. Generally, results seemed to indicate that polymicrobial environments constitute a prosperous habitat for microorganisms survival, both in planktonic and biofilm state, once the established interactions seem to be mutually favourable, also the presence of a third intervenient might change the virulence and phenotype of all microbiome. For this reason, other studies are necessary to understand which mechanisms are triggered by the presence of a third bacterium.Pereira, Maria OlíviaUniversidade do MinhoRodrigues, Tânia Alexandra Ferreira20142014-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/34098por201186446info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:10:18Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/34098Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:01:53.644231Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
dc.title.none.fl_str_mv Estudo das interações bacterianas do microbioma da pneumonia associada à ventilação sujeito a antibioterapia
Study of bacterial interactions in the microbiome of ventilator associated pneumonia subjected to antibiotherapy
title Estudo das interações bacterianas do microbioma da pneumonia associada à ventilação sujeito a antibioterapia
spellingShingle Estudo das interações bacterianas do microbioma da pneumonia associada à ventilação sujeito a antibioterapia
Rodrigues, Tânia Alexandra Ferreira
Biofilme
Co-cultura
Isolados
PAV
Plantónico
Tob
Biofilm
Co-culture
Isolates
VAP
Planktonic
616.24-002
Engenharia e Tecnologia::Engenharia Médica
title_short Estudo das interações bacterianas do microbioma da pneumonia associada à ventilação sujeito a antibioterapia
title_full Estudo das interações bacterianas do microbioma da pneumonia associada à ventilação sujeito a antibioterapia
title_fullStr Estudo das interações bacterianas do microbioma da pneumonia associada à ventilação sujeito a antibioterapia
title_full_unstemmed Estudo das interações bacterianas do microbioma da pneumonia associada à ventilação sujeito a antibioterapia
title_sort Estudo das interações bacterianas do microbioma da pneumonia associada à ventilação sujeito a antibioterapia
author Rodrigues, Tânia Alexandra Ferreira
author_facet Rodrigues, Tânia Alexandra Ferreira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Pereira, Maria Olívia
Universidade do Minho
dc.contributor.author.fl_str_mv Rodrigues, Tânia Alexandra Ferreira
dc.subject.por.fl_str_mv Biofilme
Co-cultura
Isolados
PAV
Plantónico
Tob
Biofilm
Co-culture
Isolates
VAP
Planktonic
616.24-002
Engenharia e Tecnologia::Engenharia Médica
topic Biofilme
Co-cultura
Isolados
PAV
Plantónico
Tob
Biofilm
Co-culture
Isolates
VAP
Planktonic
616.24-002
Engenharia e Tecnologia::Engenharia Médica
description Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014
2014-01-01T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1822/34098
url http://hdl.handle.net/1822/34098
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv 201186446
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron:RCAAP
instname_str Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
collection Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
repository.name.fl_str_mv Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informação
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1799132419227385856

Registros relacionados