Fluorescence behaviour of two isogenic Staphylococcus aureus strains as an indicator of cell wall changes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Vieira, Ana Teresa Lacerda da Costa
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/60472
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)
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spelling Fluorescence behaviour of two isogenic Staphylococcus aureus strains as an indicator of cell wall changesAtomic Force Microscopy (AFM)S. aureus ATCC 12600GFPS. aureus ATCC 12600 Δpbp4GFPFluorescenceMicroscópio de Força Atómica (AFM)FluorescênciaEngenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasDissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)The misuse of antibiotics over the years has contributed to the current phenomenon known as antimicrobial resistance. The aim of this project was to evaluate if the fluorescence of the bacteria used, Staphylococcus aureus ATCC 12600GFP and Staphylococcus aureus ATCC 12600 Δpbp4GFP, exhibit a significant change as the result of being pressed against a given surface using a varied range forces. This fluorescence behaviour is important as it highlights the bacteria susceptibility to antimicrobials through the observation of their cell wall. In order to study the changes in the fluorescence of the bacteria, an atomic force microscopy was used to perform two distinct experiments. The first one consists in attaching the bacteria directly to the cantilever. In the second one, the bacteria is attached to the surface and then the cantilever exerts pressure on the bacteria. In general, it was possible to observe an increase in fluorescence when bacteria are pressed with increasing forces. It was also possible to observe that the fluorescence of S. aureus ATCC 12600 Δpbp4GFP exhibits a higher increase than the other strain. This phenomenon can be explained by the fact S. aureus ATCC 12600 Δpbp4GFP has a less rigid cell wall than S. aureus ATCC 12600GFP, since the former are deficient in receptors of penicillin-binding proteins, thus making it more susceptible to deformation. The second experiment was more accurate since it provides the possibility to know which bacterium is being pressed. In contrast, in the first one the cantilever can have more than one bacterium. This is a problem because with more than one bacterium it is not possible to know in which bacterium the force is being applied. The results herein obtained are promising and should be deepen in further studies to derive more robust conclusions and to overcome some constrains such us the initial decay of fluorescence without the application of any force and also the low concentration of fluorescent bacteria.O uso indevido de antibióticos ao longo dos anos contribuiu para o atual fenómeno conhecido como resistência antimicrobiana. O objetivo deste projeto foi perceber se a fluorescência das bactérias usadas, Staphylococcus aureus ATCC 12600GFP e Staphylococcus aureus ATCC 12600 Δpbp4GFP, exibem uma diferença significativa quando as mesmas são pressionadas contra uma superfície usando uma gama variada de forças. Este comportamento da fluorescência é importante pois destaca a suscetibilidade das bactérias aos antimicrobianos através da observação da sua parede celular. Para estudar as mudanças na fluorescência das bactérias, usou-se um microscópio de força atómica para realizar duas experiências distintas. A primeira consiste em ligar a bactéria diretamente ao cantilever. A segunda consiste na fixação da bactéria a uma superfície e, em seguida, o cantilever exerce pressão sobre a bactéria. Em geral, foi possível observar um aumento na fluorescência quando a bactéria é pressionada com forças crescentes. Adicionalmente, também foi possível observar que a fluorescência da estirpe S. aureus ATCC 12600 Δpbp4GFP exibe um aumento superior ao da outra estirpe. Este fenómeno pode ser explicado pelo facto da S. aureus ATCC 12600 Δpbp4GFP ter uma parede celular menos rígida que a S. aureus ATCC 12600GFP, uma vez que a primeira não tem recetores de proteínas de ligação à penicilina, tornando-a assim mais suscetível à deformação. A segunda experiência foi mais precisa, uma vez que providencia a possibilidade de saber que bactéria está a ser pressionada. Pelo contrário, na primeira, o cantilever pode ter mais de uma bactéria. Isto é um problema pois, com mais do que uma bactéria, não é possível saber em que bactéria a força está a ser aplicada. Os resultados gerados neste estudo são promissores e deverão ser aprofundados em estudos posteriores por forma a tornar as conclusões mais robustas e ultrapassar algumas das dificuldades observadas tais como o decaimento inicial da fluorescência sem aplicação de força e também a baixa concentração de bactérias fluorescentes.The present work as developed under the scope of Erasmus+ and with the support of the University Medical Center of Groningen (UMCG)Rodrigues, L. R.van der Mei, HennyUniversidade do MinhoVieira, Ana Teresa Lacerda da Costa20182018-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/60472eng202246949info: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:RCAAP2023-07-21T12:00:04Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/60472Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T18:49:53.821640Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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