Avaliação da terapia fágica em biofilmes bacterianos presentes em feridas crónicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Andrade, Márcia Sofia Machado
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/1822/34097
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)
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spelling Avaliação da terapia fágica em biofilmes bacterianos presentes em feridas crónicasPhage therapy for biofilm bacteria found in chronic wounds578.347579.857.08616-002.44Engenharia e Tecnologia::Engenharia MédicaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)As feridas crónicas são lesões na pele que apresentam grande dificuldade de cicatrização, persistindo por longos períodos de tempo e que causam dor, stresse emocional e físico. Estas feridas afetam principalmente as pessoas que sofrem de doenças como, diabetes e obesidade e também idosos com limitações de movimento. A dificuldade de cicatrização deste tipo de feridas é devido à presença de comunidades polimicrobianas altamente persistentes e resistentes a antibióticos que causam graves infeções e que subsistem nas feridas em forma de biofilmes. Assim, torna-se premente o desenvolvimento de novas estratégias, alternativas aos antibióticos, que sejam eficazes no tratamento de feridas crónicas. A terapia fágica constitui numa abordagem muito promissora no controlo de populações microbianas. No trabalho descrito nesta dissertação foram utilizados bacteriófagos (fagos) pertencentes à coleção do Grupo de Biotecnologia de Bacteriófagos da Universidade do Minho e isolados novos fagos com o intuito de serem usados para controlo bacteriano de espécies que predominam em feridas crónicas. Os ensaios de caracterização da eficácia dos fagos foram realizados em biofilmes formados in vitro (em microplacas de poliestireno) e ex vivo (em pele de porco) tratados com fagos individualizados e em cocktail (2 a 3 fagos), durante 2 períodos de incubação (4 e 24 h). Os biofilmes formados nas diferentes superfícies foram inspecionados por microscopia de epifluorescência recorrendo à técnica de FISH utilizando sondas de LNA e PNA para a marcação das diferentes espécies bacterianas. De todos os fagos estudados, apenas os fagos Aba2 de Acinetobacter baumannii e EC7a de Escherichia coli foram capazes de lisar com eficácia (3 log) os respetivos hospedeiros presentes em biofilmes formados na pele de porco, no entanto, foram menos eficazes no controlo de biofilmes formados em superfícies de poliestireno (redução inferior a 1 log). Após um período de infeção mais alargado observou-se uma menor redução no número de células viáveis (1 log em A. baumannii e 1,5 log em E. coli) podendo este facto estar relacionado com a aquisição de resistência das bactérias aos respetivos fagos ou a características de replicação dos fagos às condições testadas. É no entanto importante realçar, que os fagos específicos para A. baumannii e um dos fagos de E. coli utilizados no cocktail possuem enzimas estruturais com atividade de depolimerase que tem a função de destruir a matriz dos biofilmes e assim obter acesso às células. Em suma, este trabalho evidencia que o sucesso da terapia fágica depende muito do tipo de fago, não sendo clara a vantagem da utilização de cocktails específicos para uma espécie no controlo de biofilmes de monoespécie em relação a fagos individualizados. Por outro lado, o modelo de formação do biofilme condiciona muito o resultado final, pelo que é necessário a utilização de modelos padronizados que mimetizam de forma adequada o consórcio microbiano de uma ferida crónica. Apesar da maioria dos fagos não ter sido eficaz, os fagos de A. baumannii e E. coli poderão, no futuro, ser bons agentes alternativos ou mesmo complementares à terapia antibiótica para controlar biofilmes causadores de feridas crónicas. De notar também que, o modelo ex vivo de pele de porco mostrou ser uma boa ferramenta para estudar o desenvolvimento de biofilmes, bem como as estratégias de tratamento.Chronic wounds are injuries on the skin that have great difficulty in healing and persist for long periods of time and which cause pain, and emotional and physical stress. These injuries affect mainly people which suffer from diseases such as diabetes and obesity and also elderly patients with movement limitations. The difficulty of this type of wounds to heal is due to the presence of persistent and highly antibiotic-resistant communities that cause severe infections. These polymicrobial communities persist in wounds in the form of biofilms. The development of alternatives effective strategies to antibiotics for the treatment of chronic wounds is highly desired. Phage therapy constitutes a very promising approach in the control of microbial populations. In the work described herein phages from the collection of the Group of Biotechnology of Bacteriophage University of Minho and newly isolated phages were tested for their efficacy to control bacterial species that predominate in chronic wounds. The effectiveness characterization tests of the phages were performed on biofilms in vitro (in polystyrene microplates) and ex vivo (in pig skin) treated with phage cocktails and individual phage during two incubation periods (4 and 24 h). Biofilms formed on different surfaces were inspected by epifluorescence microscopy using the technique of FISH using PNA and LNA probes for marking different bacterial species. Only the Aba2 phage of A. baumannii and the EC7a phage of E. coli were able to efficiently lyse (3 log) the respective hosts from biofilms formed on pig skin. However, they were less effective in controlling biofilms formed on the surfaces of polystyrene (less than 1 log reduction). After a longer period of infection, there was observed a lower reduction in the number of viable cells (in 1 log A. baumannii and 1.5 log E. coli). This may be related to the acquired resistance of bacteria to the respective phages or due to the phage replication parameters under the conditions tested. It is important to note however, that the specific phages for A. baumannii and one of the E. coli phage cocktail used in enzymes have structural depolymerase activity which destroy the polysaccharide matrix of the biofilm and allow phages to gain access to the cells. The results showed that the efficacy of treatment using individual phage or phage cocktails is strongly dependent on the type of phage used and also the formed biofilm itself. In short, this study shows that the success of phage therapy depends on the type of phage, and it is also not clear if the use of cocktails targeting a specific species is advantageous for monospecies biofilms control in relation to individual phage is advantageous. Moreover, the model of biofilm formation used conditions the final result, and the use of standard models, which mimic appropriately microbial consortium of a chronic wound, would be is clearly necessary. Although most phages were not effective, the A. baumannii, and E. coli phages may in the future be good alternatives or complementary treatment options to antibiotic agents to control biofilms on chronic wounds. Also it is worthy of noting that the ex vivo pig skin model proved to be a good tool to study the development of biofilms and their control.Sillankorva, SannaAzeredo, JoanaUniversidade do MinhoAndrade, Márcia Sofia Machado20142014-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/34097por201186217info: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:RCAAP2023-07-21T12:20:18Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/34097Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:13:24.587622Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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