Sinergismo entre antibiótico e migalina como estratégia para a prevenção da formação de biofilme em Escherichia coli enteroagregativa (EAEC)


Abstract
In nature most bacteria are adhered to surfaces and are embedded in biofilm structures. Biofilms are communities with complex structures formed by microorganisms that are adhered to some solid or semi-solid surface and are surrounded by a matrix of exopolysaccharides (EPS). Biofilms are important in various human activities such as: in water treatment plants; in some bioprocesses; pharmaceutical applications and metal extraction. But undesirable growth has a negative impact on activities and human health. Infectious diseases such as cystic fibrosis; infections caused by the use of catheters in a hospital environment and some cases of gastroenteritis are related to the presence of biofilms. In addition, the polymer matrix (EPS) surrounding biofilms is related to antibiotic resistance. Studies show that bacteria contained in biofilms are more resistant to antibiotics than planktonic bacteria. Because of this strategies of prevention or inhibition of biofilm formation are important therapeutic targets. Polyamines are natural molecules, Putrescine, spermidine and spermine are the polyamines frequently found in living beings, these contribute to numerous cellular functions in eukaryotes and prokaryotes. In prokaryotes it controls bacterial growth and biofilm formation. Mygalim is a polyamine present in the haemolymph of the spider Aconthoscurria gomensiana. The antifungal and antimicrobial action of mygalin was investigated, and it was active against E.coli, with the minimum inhibitory concentration (MIC) equal to 85 uM Migaline. The objective of this study was to verify the potential effect of mygalin as well as the synergism between this antibiotic compound in the biofilm formation of EAEC 042. Our studies demonstrated that migalin inhibits growth and biofilm formation, and there is a synergistic effect between antibiotic and but the synergism is more pronounced in the inhibition of biofilm formation. Additional studies were done with nanoparticles of mygalim, where it does not hear positive effect. Confocal microscopy confirmed the result of synergism between migaline and antibiotic. These data suggest that migalin could be used in combination with antibiotics for the treatment of tail infections by biofilm formation.
Abstract in Portuguese
Na natureza a maior parte das bactérias encontram-se aderidas a superfícies e estão inseridas nas estruturas de biofilmes. Biofilmes são comunidades com estrutura complexa formada por microrganismos que estão aderidos a alguma superfície sólida ou semi-sólida e estão envolvidas por uma matriz de exopolissacarídeos (EPS). Os biofilmes têm importância em várias atividades humanas tais como: nas estações de tratamento de água; em alguns bioprocessos; aplicações farmacêuticas e extrações de metais. Porém o crescimento indesejável gera um impacto negativo nas atividades e na saúde humana. Doenças infecciosas como fibrose cística, infecções causadas pelo uso de cateteres em ambiente hospitalar e alguns casos de gastroenterites estão relacionadas à presença de biofilmes. Além disso, a matriz polimérica (EPS) que envolve os biofilmes está relacionada à resistência a antibióticos. Estudos mostram que bactérias contidas em biofilmes são mais resistentes aos antibióticos do que as bactérias planctônicas. Devido a isto estratégias de prevenção ou inibição da formação de biofilme são importantes alvos terapêuticos. As poliaminas são moléculas naturais onde putrescina, espermidina e espermina são as poliaminas encontradas com frequência nos seres vivos, estas contribuem para inúmeras funções celulares em eucariotos e procariotos. Nos procariotos controla o crescimento bacteriano e a formação de biofilmes. A Migalina é uma poliamina presente na hemolinfa da aranha Aconthoscurria gomensiana, foi investigada a ação antifúngica e antimicrobiana da Migalina, e esta foi ativa contra E.coli, sendo a concentração mínima inibitória (MIC) igual a 85uM de Migalina. O objetivo deste estudo foi verificar o potencial efeito de Migalina, assim como o sinergismo entre este composto e antibiótico na formação de biofilme de EAEC 042. Nossos estudos demostraram que Migalina inibe o crescimento e a formação de biofilme, e há efeito sinérgico entre antibiótico e Migalina, porémo sinergismo é mais acentuado na inibição da formação de biofilme. Estudos adicionais foram feitos com nanopartículas de Migalina, onde não houve efeito positivo. A microscopia confocal confirmou o resultado do sinergismo entre Migalina e antibiótico. Estes dados sugerem que Migalina poderia ser utilizada conjugada a antibióticos para o tratamento de infecções crônicas causadas pela formação de biofilme.
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https://repositorio.butantan.gov.br/handle/butantan/3839
Issue Date
2019


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