Development of polymeric materials to inhibit bacterial quorum sensing

Bacterial infections are an increasing problem for human health. In fact, an increasing number of infections are caused by bacteria that are resistant to most antibiotics and their combinations. Therefore, the scientific community is currently searching for new solutions to fight bacteria and infectious diseases, without promoting antimicrobial resistance. One of the most promising strategies is the disruption or attenuation of bacterial Quorum Sensing (QS), a refined system that bacteria use to communicate. In a QS event, bacteria produce and release specific small chemicals, signal molecules - autoinducers (AIs) - into the environment. At the same time that bacterial population grows, the concentration of AIs in the bacterial environment increases. When a threshold concentration of AIs is reached, bacterial cells respond to it by altering their gene expression profile. AIs regulate gene expression as a function of cell population density. Phenotypes mediated by QS (QSphenotypes) include virulence factors, toxin production, antibiotic resistance and biofilm formation. In this work, two polymeric materials (linear polymers and molecularly imprinted nanoparticles) were developed and their ability to attenuate QS was evaluated. Both types of polymers should to be able to adsorb bacterial signal molecules, limiting their availability in the extracellular environment, with expected disruption of QS. Linear polymers were composed by one of two monomers (itaconic acid and methacrylic acid), which are known to possess strong interactions with the bacterial signal molecules. Molecularly imprinted polymer nanoparticles (MIP NPs) are particles with recognition capabilities for the analyte of interest. This ability is attained by including the target analyte at the synthesis stage. Vibrio fischeri and Aeromonas hydrophila were used as model species for the study. Both the linear polymers and MIP NPs, tested free in solutions and coated to surfaces, showed ability to disrupt QS by decreasing bioluminescence of V. fischeri and biofilm formation of A. hydrophila. No significant effect on bacterial growth was detected. The cytotoxicity of the two types of polymers to a fibroblast-like cell line (Vero cells) was also tested in order to evaluate their safety. The results showed that both the linear polymers and MIP NPs were not cytotoxic in the testing conditions. In conclusion, the results reported in this thesis, show that the polymers developed are a promising strategy to disrupt QS and reduce bacterial infection and resistance. In addition, due to their low toxicity, solubility and easy integration by surface coating, the polymers have potential for applications in scenarios where bacterial infection is a problem: medicine, pharmaceutical, food industry and in agriculture or aquaculture.

Development of new methodologies for C-H insertion

Tese de doutoramento, Farmácia (Química Farmacêutica e Terapêutica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Desenvolvimento de Métodos de Extração de Resíduos de Antimicrobianos e Quantificação em Amostras Alimentares

O leite é um alimento complexo, pela sua composição rico em água, proteínas, lípidos, vitaminas e minerais. Devido ao seu alto valor nutricional é fundamental para a amamentação de crianças e animais em crescimento, pois fornece componentes fundamentais para o desenvolvimento e manutenção da saúde. Os antimicrobianos são amplamente utilizados como uma medida terapêutica no tratamento de infeções bacterianas, profilaxia e como promotores de crescimento (aditivos). A presença de resíduos de antimicrobianos no leite pode representar riscos para a saúde humana, como reações alérgicas em indivíduos hipersensíveis e resistências. Os objetivos deste estudo são o desenvolvimento de novos métodos de limpeza e de pré-concentração para amostras de leite, por meio de extração em fase sólida (SPE), com a finalidade de realizar uma melhor identificação e quantificação de antimicrobiana por Cromatografia Líquida de Alta Performance (HPLC). Todos os métodos desenvolvidos são de fácil execução, com taxas de recuperação dos agentes antimicrobianos viáveis, com uma percentagem de recuperação a partir de 85%. O método cromatográfico utilizado para a deteção e quantificação (HPLC-DAD) têm os limites de deteção (LD) entre 2.43ng / mL e 1.62ng / mL e os limites de quantificação (LQ) entre 7,36 ng / mL e 4.92 ng / mL, o que significa este método vai de encontro às diretrizes estipuladas pela União Europeia para os agentes antimicrobianos estudados. A combinação dos métodos propostos de limpeza e pré-concentração por SPE e multirresíduo por HPLC-DAD permite, por conseguinte, a deteção e quantificação de resíduos de antibióticos no leite, tornando esta uma alternativa importante e útil no processo de controlo de qualidade para a indústria de alimentos e outras área.

Determinação de tetraciclinas em leite por cromatografia de camada fina

As tetraciclinas são compostos antibacterianos utilizados em bovinos de leite para tratamento de doenças infecciosas, como a mastite, mas também como aditivos em ração animal. O uso das tetraciclinas pode conduzir à presença de resíduos destes fármacos no leite, principalmente se não forem utilizados de acordo com as indicações, nem respeitado o período mínimo de eliminação dos antibióticos pelo leite. A presença de resíduos de antibióticos no leite interfere no processo industrial dos seus derivados, podendo inviabilizar a produção destes e, consequentemente, causar igualmente prejuízos económicos, como por exemplo, pela inibição de fermentos lácticos que são culturas de microorganismos utilizados na produção de iogurtes, queijos e outros produtos lácteos. Os resíduos de antibióticos no leite de consumo podem representar riscos à saúde humana, podendo causar reacções alérgicas em indivíduos sensíveis ou ter um efeito adverso na flora intestinal humana, prejudicando a sua acção protectora local, além de propiciar a selecção de populações bacterianas resistentes.(Denobile & Nascimento, 2004)

Estudo preliminar- descalcificação de tecido ósseo de origem animal em micro-ondas

A análise histopatológica de tecido ósseo exige uma etapa de descalcificação. O método usual consiste na imersão das amostras em ácidos, mas para além de provocarem danos tecidulares, o processo é prolongado. A utilização de micro-ondas acelera a descalcificação, mas não deve comprometer a imagem microscópica. Objetivo: Diminuir a duração da descalcificação, mantendo a qualidade da imagem microscópica. Metodologia: Foram testadas amostras de osso compacto e esponjoso. Realizou-se a descalcificação pelo método convencional e pelo método em micro-ondas, através da adaptação de um protocolo conhecido. Utilizou-se ácido nítrico a 5% e 10%. Resultados: Nos fragmentos de maiores dimensões, após 4 horas com ácido nítrico a 10% em micro-ondas, não se conseguiu uma descalcificação completa, apesar da imagem histológica ser razoável. Nos fragmentos de osso esponjoso, verificou-se uma redução de cerca de 25 horas relativamente ao método convencional. Nas biópsias, houve uma redução de aproximadamente 10 horas, utilizando ácido nítrico a 5%. Com ácido nítrico a 10% houve destruição tecidular. Nos casos em que se obteve uma descalcificação completa, a imagem microscópica apresenta fraca qualidade. Conclusão: A utilização de micro-ondas com ácido nítrico a 5%/10%, aplicando o protocolo deste estudo, reduz a duração da descalcificação, mas compromete a imagem microscópica.

Fagoterapia como alternativa ao uso dos antibióticos convencionais

Nas últimas décadas, a investigação de antibióticos com novos mecanismos de acção, tem vindo a ser motivada pela contínua emergência de estirpes bacterianas multirresistentes. No entanto, nos últimos anos esse desenvolvimento tem vindo a abrandar, o que representa um grave problema de saúde pública. Antes da era dos antibióticos a fagoterapia representava a terapêutica de primeira linha no tratamento de infecções bacterianas. Como a ausência de recursos impossibilitava a compreensão dos mecanismos de acção moleculares do fago, a fagoterapia era apenas sustentada pelo conhecimento empírico. A ausência de conhecimento associada ao início da era dos antibióticos foram condições suficientes para que a terapêutica fágica fosse posta de parte, à excepção de alguns países da Europa do Leste. De acordo com a literatura disponibilizada por estes países, vários têm sido os casos de sucesso no tratamento de infecções bacterianas, incluindo infecções causadas por estirpes multirresistentes aos antibióticos convencionais. No entanto, contrariamente aos ensaios clínicos, a maioria destes estudos omite informação crítica que impossibilita a interpretação dos respectivos resultados. Actualmente, as novas ferramentas oferecidas pelos avanços biotecnológicos possibilitam não só a compreensão do mecanismo de infecção bacteriana como também permitem compreender melhor a interacção entre os bacteriófagos e o organismo humano. Como tal, no futuro, a fagoterapia pode ser considerada uma alternativa efectiva para solucionar os casos críticos de multirresistência bacteriana aos antibióticos convencionais.

Eficácia da Terapia Combinada com Cefquinoma no Tratamento de Mastite Bovina

A Mastite é a afeção mais comum do úbere e consiste na reação inflamatória dos tecidos secretores da glândula mamária, como resposta a lesões traumáticas, infeções bacterianas e fúngicas. É uma das doenças mais observadas em explorações leiteiras, com grande impacto e perdas a nível económico. O objetivo do presente estudo foi a análise da eficácia da utilização de uma terapia combinada com Cefquinoma para o tratamento de mastites, comparando a terapêutica de Cefquinoma e outra terapêutica alternativa, o tempo de tratamento aplicado e a evolução do caso clínico. O estudo foi realizado num total de 80 vacas com mastite clínica em 3 explorações na área de grande Lisboa, tendo sido registados e analisados, para cada caso, qual o tratamento usado (a terapia combinada com Cefquinoma ou a terapêutica protocolar estabelecida pela exploração), o tempo de tratamento e a sua evolução clínica (se obteve cura, morte, refugo ou perda de ¼ mamário). O estudo da eficácia da terapia combinada com Cefquinoma pretende contribuir para um melhor conhecimento da eficácia das terapias existentes como coadjuvantes da melhoria da rentabilidade das explorações leiteiras. Os resultados obtidos permitem estabelecer uma relação positiva entre a taxa de cura e a terapêutica usada.

Impacto da utilização de ácido gálhico, ácido ferúlico e eugenol em modo contínuo na suscetibilidade de Pseudomonas aeruginosa

Dissertação de Mestrado, Biologia Molecular e Microbiana, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2016

Caracterização das infeções do trato urinário de origem microbiana : casuística de um Hospital Veterinário de Lisboa

As infeções do trato urinário (ITU’s) são doenças infeciosas frequentes na prática clínica veterinária, sendo fundamental uma correta antibioterapia, principalmente pelo crescente desenvolvimento de resistências bacterianas aos antibióticos. Realizou-se um estudo retrospetivo, englobando 86 animais admitidos no Hospital Veterinário do Restelo, submetidos a urocultura, com o objetivo de caracterizar as ITU’s microbianas neste hospital, avaliando a sua epidemiologia e suscetibilidade antibiótica das bactérias isoladas. Da totalidade das uroculturas realizadas (n=86), 28 foram positivas, 18 em canídeos e 10 em felídeos, sem predisposição racial, mais em fêmeas nos canídeos e em machos nos felídeos. A idade média dos animais com ITU foi 8 anos nos canídeos e 10 anos nos felídeos. Todas as ITU´s foram monobacterianas, sendo o microorganismo mais frequentemente isolado a Escherichia coli. Verificou-se multirresistência em 10 das 28 bactérias isoladas. A gentamicina foi o antibiótico com melhor perfil de sensibilidade global e o que apresentou mais resistências foi a tetraciclina. O antibiótico mais prescrito de forma empírica foi a enrofloxacina. Este estudo,especialmente se realizado de forma periódica, poderá ser um contributo para a elaboração de guias institucionais de antibioterapia adequada e minimização do aparecimento de resistências bacterianas.

Infeções associadas aos cuidados de saúde

Este trabalho aborda como principal tema as infecções associadas aos cuidados de saúde. As infecções associadas aos cuidados de saúde são um problema de saúde pública cuja incidência tem aumentando nos últimos anos. Em primeiro lugar é feita uma referência às IACS com maior prevalência em Portugal. As infecções mais frequentes são a pneumonia associada ao ventilador, a infecção do trato urinário associado ao cateter, a infecção do local cirúrgico e a infecção da corrente sanguinea associada a cateter. O aparecimento destas é favorecido pela utilização de dispositivos médicos, pelo facto de o doente apresentar co morbilidades, pela insuficiente lavagem das mãos por parte dos profissionais de saúde e através do grande consumo de AB. O consumo mundialmente excessivo de AB mundialmente nos últimos anos leva à pressão seletiva dos microrganismos favorecendo a multiplicação e disseminação de estirpes resistentes. O ECDC reporta que na europa morram 25 000 pessoas todos os anos devido às resistências bacterianas [1]. Desta forma deve ser feito um uso racional dos AB, deve-se usar AB cujo espetro de acção seja curto e deve, também, ser feita a identificação do microrganismo permitindo a adequação da terapêutica. Com a crescente preocupação do risco, que representam as estirpes resistentes, têm sido desenvolvidos programas de vigilância epidemiológica (VE). Estes têm como objectivo promover a boa prática e identificar áreas onde é possível intervir. Em Portugal foi desenvolvido um sistema nacional de VE pelo PNCI. Este engloba vários programas como a vigilância das infecções nosocomiais da corrente sanguinea, a vigilância das unidades de cuidados intensivos neonatais e Incidentes infeciosos em doentes submetidos a Diálise. Engloba também alguns programas adaptados do HELICS, destes destacam-se o HELICS-UCI e HELCIS-CIR. Para diminuir a transmissão de microrganismos devem ser adotadas diversas medidas, destas destacam-se a higiene das mãos antes dos procedimentos médicos, a higiene pessoal, a roupa, as mascaras e as luvas. Para cada procedimento em particular existem, também, medidas que devem ser adotadas como, é exemplo, o duche pré operatório no cateter vascular central totalmente implantado e na ILC e a limpeza do períneo com solução antisséptica antes da inserção na CAUTI. Este tema tem sido alvo de grande preocupação nos últimos anos, já que enfrentamos a combinação de dois problemas; a evolução dos microrganismos que os tornou extremamente resistentes aos AB existentes e a difícil descoberta de AB com novos mecanismos de acção. Passa assim por nós, profissionais de saúde fazer uma boa gestão dos recursos disponíveis.

Mortalidade, morbilidade e custo económico de infeções hospitalares resistentes a antibióticos na Europa

Dissertação para obtenção do grau de Mestre no Instituto Superior de Ciências da Saúde Egas Moniz

Epidemias bacterianas emergentes do século XXI

As doenças infeciosas distantes de serem um problema do passado têm aumentado drasticamente nestes últimos anos, causando epidemias emergentes, quer de origem bacteriana ou vírica ou de outros tipos de microrganismos. Esta dissertação tem como objetivo uma pesquisa atual bibliográfica sobre o estudo de algumas epidemias bacterianas emergentes do século XXI, como a Tuberculose, Cólera, Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) e Meningite Meningocócica, bem como os seus dados epidemiológicos. A Tuberculose é uma das doenças mais antigas, que apresenta uma elevada taxa de mortalidade e com o passar do tempo tem vindo a aumentar a nível mundial. A TB é causada por uma bactéria denominada Mycobacterium tuberculosis que normalmente afeta os pulmões e outros órgãos. O tratamento, a prevenção e o diagnóstico precoce são pontos essenciais, para ter um bom desfecho para o doente. A Cólera tem-se propagado pelo mundo desde o século XX. Esta doença caracteriza-se por uma diarreia aguda grave que é causada pela bactéria Vibrio cholerae. O seu tratamento se for realizado precocemente é tratado facilmente, com apenas hidratação com sais orais. A prevenção é uma medida essencial para ter um bom prognóstico, e evitar surtos emergentes desta infeção. Devido à sua virulência, Staphylococcus aureus é responsável por infeções graves adquiridas em hospital e na comunidade. Na maioria das vezes esta infeção é assintomática, mas pode causar infeções graves até mesmo fatais. Devido às resistências aos antibióticos β-lactâmicos e de outros tipos de antibióticos, e também devido ao aumento do número crescente de quadros infeciosos de MRSA, houve necessidade de novos antibióticos como o linezolide, as cefasloporinas de 5ª geração no combate a estas infeções. As medidas de prevenção são essenciais, visto que se não forem realizadas pode haver progressão da doença. Além de um estudo científico constante dos mecanismos de resistências desta bactéria, ser essencial. A meningite bacteriana é um grave problema de Saúde Pública devido à alta incidência em crianças. A meningite meningocócica é causada pela bactéria Neisseria meningitidis que origina um processo inflamatório das meninges. Há algum tempo atrás a mortalidade era elevada, mas com o advento da antibioterapia reduziu significativamente. As vacinas fizeram com que ocorresse uma mudança bastante significativa na epidemiologia desta patologia, e mais uma vez a prevenção é essencial.

Infeções Herpéticas

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

Infeções em Cateteres de Hemodialisados

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

Insuficiência renal crónica e infeções associadas aos diferentes tratamentos

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas