Descoberta de antimicrobianos de amplo espectro contra diferentes formas de colonização de Staphylococcus epidermidis
| dc.contributor.advisor | Moraes, Carolina Borsoi [UNIFESP] | |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/2856012942943418 | |
| dc.contributor.author | Morgado, Priscylla Guimarães Migueres [UNIFESP] | |
| dc.coverage.spatial | São Paulo | |
| dc.date.accessioned | 2024-07-26T17:10:03Z | |
| dc.date.available | 2024-07-26T17:10:03Z | |
| dc.date.issued | 2023-11-14 | |
| dc.description.abstract | Apesar de presente na microbiota humana, a espécie Staphylococcus epidermidis é considerada um patógeno oportunista frequentemente associado às infecções crônicas e de difícil tratamento. A crescente falha terapêutica tem sido associada tanto à resistência, com mecanismos envolvendo o genoma bacteriano, quanto a variações fenotípicas de diferentes formas de colonização – biofilmes, fase planctônica e bactérias intracelulares. As diferenças celulares e moleculares desses fenótipos ainda são pouco entendidas e podem estar relacionados à falha no tratamento quimioterápico de infecções por S. epidermidis. Diante disso, torna-se necessário descobrir novos fármacos com atividade antibiofilme e nas outras formas de colonização para erradicação dessas infecções. Objetivo: O presente estudo teve como objetivos a descoberta de compostos com atividade antibiofilme e, idealmente, com amplo espectro de atividade contra diferentes fenótipos de S. epidermidis, assim como, o estudo do modo de ação dos compostos mais promissores. Métodos: Foi desenvolvida uma cascata de triagem para priorização de compostos com atividade desejada. Inicialmente, biofilmes de S. epidermidis foram analisados como modelo inicial para descoberta de fármacos. Ensaios de inibição da formação de biofilme e da fase planctônica foram otimizados e validados em diferentes meios de cultura e métodos de análise de metabolismo celular. Foi então realizada uma triagem primária com 2437 compostos (obtidos de fonte comercial ou colaborações acadêmicas) em biofilmes de S. epidermidis. Os resultados foram analisados e confirmados por dois métodos de leitura diferentes. Para identificar atividades já descritas dos compostos comerciais que obtiveram promissora atividade (denominados hits) comerciais, foram avaliados bases de dados com coleções de moléculas criadas e documentadas com sua principal atividade. Os hits com atividade inédita foram analisados em ensaios secundários com outros fenótipos de colonização de S. epidermidis. A citotoxicidade dos hits foi analisada nas linhagens celulares humanas THP-1 e U2OS. Resultados: Após otimização dos ensaios de formação de biofilme em meio BM e validação com o antibiótico linezolida, a triagem confirmatória de atividade avaliou compostos hits em curva concentração-resposta. Do total, 25 hits demonstraram atividade antibiofilme e, destes, oito hits comerciais com atividade farmacológica conhecida apresentaram atividade nunca antes descrita. Sete hits apresentaram atividade antiplanctônica, 13 hits apresentaram atividade de disrupção em biofilmes previamente formados e destes, nove hits apresentaram atividade em todos os fenótipos analisados. A citotoxicidade dos hits indicou que 17 hits apresentam índices de seletividade (IS) satisfatórios (IS ≥ 10) em relação aos biofilmes, considerando ambas as linhagens testadas. Conclusões: Foi possível demonstrar a robustez e confiabilidade do ensaio para diferentes formas de colonização de S. epidermidis, sendo identificados 25 hits com atividade antibiofilme inédita. Nove hits apresentaram amplo espectro de atividade em todos os fenótipos analisados. Futuramente, esses compostos podem tornar-se viáveis alternativas para identificação de novos alvos contra S. epidermidis, além de auxiliar no entendimento dos sistemas de virulência deste patógeno oportunista. | pt_BR |
| dc.description.abstract | Despite its presence in the human microbiota, Staphylococcus epidermidis is considered an opportunistic pathogen often associated with chronic and difficult-to-treat infections. Increasing therapeutic failure has been associated with both resistance, with mechanisms involved in the bacterial genome, and phenotypic variations in different forms of colonization - biofilms, planktonic phase and intracellular bacteria. The cellular and molecular differences between these phenotypes are not yet fully understood and may be related to the failure of chemotherapeutic treatment of S. epidermidis infections. Therefore, it is necessary to discover new drugs with antibiofilm activity and against other forms of colonization in order to eradicate these infections. Objective: This study aimed to discover compounds with antibiofilm activity and, ideally, with a broad spectrum of activity against different phenotypes of S. epidermidis, as well as the study of the mode of action of the most promising compounds. Methods: A screening cascade was developed to prioritize compounds with the desired activity. First, S. epidermidis biofilms were analyzed as an initial model for drug discovery. Inhibition assays for biofilm formation and the planktonic phase were optimized and validated in different culture media and cellular metabolism analysis methods. A primary screening of 2437 compounds (obtained commercially or through academic collaborations) was then performed on S. epidermidis biofilms. The results were analyzed and confirmed by two different reading methods. To identify previously described activities of the commercial compounds with promising activity (referred to as hits), databases with collections of molecules documented with their main activity were consulted. Hits with novel activities were analyzed in secondary assays with other S. epidermidis colonization phenotypes. The cytotoxicity of the hits was evaluated in the human cell lines THP-1 and U2OS. Results: After optimization of biofilm formation assays in BM medium and validation with the antibiotic linezolid, a confirmatory screening evaluated hits in concentration-response curves. Of the total, 25 hits showed antibiofilm activity and eight commercially available hits with known pharmacological activity showed previously undescribed activity. Seven hits showed antiplanktonic activity, 13 hits showed disruption activity in previously formed biofilms, and of these, nine hits showed activity in all phenotypes analyzed. Cytotoxicity evaluation revealed that 17 hits have satisfactory selectivity indices (SI ≥ 10) with respect to biofilms in bothcell lines tested. Conclusions: The robustness and reliability of the assay for different forms of S. epidermidis colonization was demonstrated, identifying 25 hits with novel antibiofilm activity. Nine hits showed a broad spectrum of activity across all phenotypes analyzed. In the future, these compounds may become viable alternatives for the identification of novel targets against S. epidermidis and contribute to the understanding of the virulence systems of this opportunistic pathogen. | en |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.emailadvisor.custom | cbmoraes@unifesp.br | |
| dc.format.extent | 139 f. | |
| dc.identifier.citation | MORGADO, Priscylla Guimarães Migueres. Descoberta de antimicrobianos de amplo espectro contra diferentes formas de colonização de staphylococcus epidermidis. 2024. 139 f. Tese (Doutorado emMicrobiologia e Imunologia) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, 2024. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11600/71465 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Paulo | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.subject | Staphylococcus epidermidis | pt_BR |
| dc.subject | Biofilme | pt_BR |
| dc.subject | Triagem fenotípica | pt_BR |
| dc.title | Descoberta de antimicrobianos de amplo espectro contra diferentes formas de colonização de Staphylococcus epidermidis | pt_BR |
| dc.title.alternative | Discovery of broad-spectrum antimicrobials against different forms of colonization Staphylococcus epidermidis | en |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | |
| unifesp.campus | Escola Paulista de Medicina (EPM) | |
| unifesp.graduateProgram | Microbiologia e Imunologia |
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