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

A bactéria Pseudomonas aeruginosa é responsável por infeções associadas à cateterização de doentes hospitalizados tendo também uma elevada incidência em infeções em queimados. Devido à sua grande capacidade de aquisição de resistência aos antibióticos utilizados no seu tratamento esta tem sido alvo de preocupação por parte da comunidade médica e investigadores. Por este motivo existe uma necessidade de procura de novos compostos com atividade antibacteriana que possam substituir os antibióticos atualmente em uso ou atuar em sinergia com os mesmos. A tendência tem sido procurar/extrair compostos presentes na natureza e utilizá-los no tratamento de infeções bacterianas. O medronheiro (Arbutus unedo L.) é um arbusto com distribuição mediterrânica cujo fruto (medronho) tem sido essencialmente usado na produção de bebidas destiladas (aguardente de medronho). Também as suas folhas têm sido usadas, desde tempos antigos, na medicina tradicional e existem estudos que lhe conferem propriedades biológicas. Contudo são limitados os estudos que se debruçaram sobre a bioatividade do medronho. O principal objetivo deste trabalho consistiu em verificar a eficácia de dois componentes do extrato do medronho, o ácido gálhico e o ácido ferúlico, e de um componente maioritário naturalmente presente no óleo essencial do cravo-da-índia (Syzygium aromaticum (L.) Merrill & Perry), o eugenol, contra três estirpes de P. aeruginosa. Além disso pretendeu-se estudar a aquisição de respostas de tolerância desta bactéria a esses compostos. Os resultados obtidos demonstraram, para os três componentes, um efeito inibitório sobre as estirpes bacterianas estudadas. Verificado o seu efeito sobre o crescimento bacteriano, submeteu-se a bactéria à exposição contínua e sequencial a concentrações sub-letais dos componentes em estudo e avaliou-se o efeito desta adaptação sobre o perfil de suscetibilidade aos antibióticos e aos próprios componentes observando-se que a exposição repetida da bactéria aos componentes não conduziu a nenhum decréscimo na suscetibilidade aos mesmos, o que apoia a hipótese da não aquisição de resistência a componentes naturais. Contudo verificou-se a aquisição de resistência à ciprofloxacina e à eritromicina, após adaptação ao eugenol e ao ácido ferúlico, respetivamente. Avaliou-se também o efeito da adaptação ao eugenol sobre o sistema de perceção de quórum, tendo-se observado que a adaptação ao eugenol inibiu a síntese de homoserina em P. aeruginosa. Por último, estudou-se o efeito da adaptação ao eugenol (1313,6 μg/ml) no potencial de virulência no modelo Galleria mellonella, tendo-se observado que a adaptação ao eugenol não conduziu a alterações na mortalidade das larvas. Com este trabalho conclui-se que o ácido ferúlico e o eugenol são agentes antibacterianos eficazes contra P. aeruginosa e que a exposição contínua aos mesmos não induz resistência nem aos próprios componentes nem aos outros agentes antimicrobianos testados.

The Pseudomonas aeruginosa bacterium is responsible for infections associated with catheterization of hospitalized patients and also has a high incidence in infections in burn injuries. Due to its high capability of acquiring resistance to the antibiotics used in its treatment, this has been a big concern for the medical and investigation community. For this reason, there is a need for searching new compounds with antibacterial activity that may replace the antibiotics currently in use or act in synergy with them. The tendency has been to search/extract compounds from the environment and use them in the treatment of bacterial infections. The strawberry tree (Arbutus unedo L.) is an evergreen shrub native from the Mediterranean region whose fruit has been essentially used in the production of alcoholic beverages. Its leaves have also been used since old times in the traditional medicine and there are studies that grant them biological properties. However, the fruit itself has never been studied. The main purpose of this research was to verify the efficacy of two major components from the fruits’ extract, the gallic and ferulic acids, and another major component naturally present in the essential clove (Syzygium aromaticum (L.) Merrill & Perry) oil, the eugenol, against three strains of P. aeruginosa. Besides that we aimed to evaluate the acquisition of tolerance to these compounds. The results showed an inhibitory effect of the three components against the three strains. After verifying its effect on bacterial growth, we submitted the bacteria to a continuous and sequential exposure to sub lethal concentrations of the components in study and we evaluated the effect of this adaptation on the susceptibility profile to the antibiotics and to the components themselves. It was observed that the continuous exposure of the bacteria to the components did not lead to any decrease in its susceptibility, which supports the hypothesis that they do not acquire resistance to natural components. In spite of that, it was verified the acquisition of resistance to ciprofloxacin and erythromycin, after adapting to eugenol and ferulic acid, respectively. It was also evaluated the effect of the adaptation to eugenol in the quorum sensing system, revealing that the homoserine synthesis in P. aeruginosa was inhibited. No effect of adaptation to eugenol on the virulence potential using the Galleria mellonella was observed. With this research we could conclude that the ferulic acid and eugenol are effective antibacterial agents against P. aeruginosa and the continuous exposure to them does not induce resistance to the components themselves neither to the majority of the antimicrobial agents tested.