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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Avaliação da atividade antimicrobiana de resíduos agroindustriais sobre patógenos de doenças orais e sistêmicas = Evaluation of the antimicrobial activity of agroindustrial residues on oral and systemic pathogens
Title Alternative: Evaluation of the antimicrobial activity of agroindustrial residues on oral and systemic pathogens
Author: Rochelle, Sergio Luiz de Almeida, 1956-
Advisor: Rosalen, Pedro Luiz, 1960-
Abstract: Resumo: O Brasil é um dos maiores produtores de resíduos agroindustriais no mundo. O estudo e uso de compostos que existem nesses materiais são importantes para a redução da quantidade de poluentes na natureza, agregar valores e encontrar substâncias que tenham atividade biológica e potencial terapêutico. O objetivo deste trabalho foi o de avaliar o potencial antimicrobiano e antibiofilme de extratos hidroalcoólicos de resíduos agroindustriais, incluindo seus efeitos na formação, adesão e morfologia do biofilme. Resíduos de agroindústrias de diferentes partes de oito espécies de plantas (cacau, café, goiaba, laranja, maçã, geoprópolis, romã e tomate) foram obtidos de indústrias e submetidos à extração hidroalcoólica. Obteve-se 22 extratos que foram submetidos aos testes de Concentração Inibitória Mínima e Bactericida/Fungicida Mínimas (CIM e CBM/CFM) contra microrganismos de referência (onze cepas de bactérias e uma de levedura). Os extratos com maior atividade foram quimicamente caracterizados por Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (CG/EM) e testados quanto à sua habilidade de inibir a formação e a adesão do biofilme, de matar as células maduras do biofilme (Ensaio do XTT), e de alterar a sua morfologia (Microscopia Eletrônica de Varredura - MEV). Finalmente, os efeitos tóxicos agudos dos extratos bioativos de maior atividade foram testados no modelo sistêmico de Galleria mellonella. Dos 22 extratos, 8 mostraram atividade antimicrobiana com valores de CIM variando de 31,25 a 2000 µg/ml e CBM/CFM entre 62,50 a 4000 µg/ml. Os extratos de geoprópolis, romã 1, romã 2 e café foram capazes de inibir a adesão do biofilme e suas CIMs variaram de 23% a 80% dependendo da cepa. O extrato do resíduo da geoprópolis inibiu a adesão de Streptococcus parasanguinis, Staphylococcus aureus, S. aureus (MRSA), S. epidermidis e S. mutans a 31,25-250 µg/ml. A romã 1 somente teve ação em S. parasanguinis (125 µg/ml) e Candida albicans (62,5 µg/ml), enquanto a romã 2 inibiu a aderência dos biofilmes de Pseudomonas aeruginosa (125 µg/ml) e C. albicans (250 µg/ml). A borra do café inibiu a adesão do S. mutans (250 µg/ml). A 10x a CIM (2500 µg/ml), esses extratos (exceto o de café), também inibiram os biofilmes maduros de S. aureus, S. epidermidis e S. aureus (MRSA), e alterações morfológicas dos biofilmes tratados foram visualizados na análise do MEV. A CG/EM dos extratos bioativos revelaram a presença do éster ácido dietil 1,2-benzenodicarboxílico (Geoprópolis ¿ 10,73% e Romã 1 ¿ 31,23%), M=217 (Romã 2 ¿ 8,89%) como compostos majoritários. Os testes de toxicidade foram realizados in vivo com os extratos da geoprópolis, romãs 1 e 2 nas larvas de G. mellonella. Na dose de 50 mg/kg, correspondente a 2500 µg/ml (dose efetiva contra os biofilmes in vitro), os extratos não exerceram efeitos tóxicos agudos consideráveis nas larvas, no período de até 72 horas (P > 0.05). Os extratos de resíduos agroindustriais de geoprópolis e romã apresentaram atividades antibiofilmes promissoras contra patógenas oportunistas de relevância clínica no campo médico e odontológico. Os achados suportam o uso dos resíduos como candidatos potenciais para o desenvolvimento de drogas sob uma perspectiva de sustentabilidade

Abstract: Brazil is one of the largest producers of agro-industrial residues in the world. The study and use of the compounds existing in these materials are important to reduce the amount of pollutants input in the environment, as well as to aggregate value and find substances that have biological activity and therapeutic potential. The aim of the study was to evaluate the anti-biofilm potential of hydroalcoholic extracts from agro-industrial residues, including their effects on biofilm formation, adhesion and morphology. Agroindustrial residues from different parts of eight plant species (cocoa, coffee, guava, orange, apple, geopropolis, pomegranate and tomato) were obtained from companies and subjected to hydroalcoholic extraction. A total of 22 extracts were obtained and screened for their Minimum Inhibitory and Bactericidal/Fungicidal Concentrations (MIC/MFC) against reference microorganisms (eleven bacterial strains and one yeast strain). The most bioactive extracts were chemically characterized by Gas Chromatography couple to Mass Spectrometry (GC/MS) and tested for their ability to inhibit biofilm formation and adhesion, kill mature biofilm cells (XTT assay), and disrupt biofilm morphology (Scanning Electron Microscopy - SEM). Finally, the acute toxic effects of the most bioactive extracts were tested in Galleria mellonella systemic model. Of the 22 extracts, 8 showed antimicrobial activity with MIC values ranging from 31.25 to 2,000 µg/ml and MBC/MFC ranging from 62.50 to 4,000 µg/ml. The extracts of geopropolis, pomegranate 1 and pomegranate 2 and coffee were able to inhibit biofilm adhesion at their MICs by 23% to 80% depending on the strain. The geopropolis extract inhibited adhesion of Streptococcus parasanguinis, Staphylococcus aureus, S. aureus (MRSA), S. epidermidis and S. mutans at 31.25-250 µg/ml. Pomegranate 1 only had an effect on S. parasanguinis (125 µg/ml) and Candida albicans (62.5 µg/ml), whereas pomegranate 2 inhibited the adherence of Pseudomonas aeruginosa (125 µg/ml) and C. albicans (250 µg/ml) biofilms. The coffee dreg inhibited the adherence of S. mutans (250 µg/ml). At 10xMIC (2500 µg/ml), three extracts (except coffee dreg) also inhibited mature biofilm of S. aureus, S. epidermidis and S. aureus (MRSA), and morphological changes of treated biofilms were seen by SEM analysis. GC/MS of bioactive extracts revealed the presence of 1,2-benzenedicarboxylic acid, diethyl ester (Geopropolis - 10.73% and Pomegranate 1 ¿ 31.23%), M=217 (Pomegranate 2 ¿ 8.89%) as major compounds. Toxicity tests were performed in vivo with the extracts of geopropolis, pomegranate 1 and pomegranate 2 in G. mellonella larvae. At the dose of 50 mg/kg corresponding to 2,500 µg/ml (effective dose against the biofilms in vitro), the extracts did not exert considerable acute toxic effects in the larvae over a period of 72 h (P > 0.05). The extracts from agro-industrial residues of geopropolis and pomegranate have promising anti-biofilm activity against opportunistic pathogens of clinical relevance in the medical and dental settings. These findings support the use of these residues as potential candidates for drug development under a sustainable perspective
Subject: Adesão celular
Biofilme
Residuos agricolas
Resíduos industriais
Editor: [s.n.]
Citation: ROCHELLE, Sergio Luiz de Almeida. Avaliação da atividade antimicrobiana de resíduos agroindustriais sobre patógenos de doenças orais e sistêmicas = Evaluation of the antimicrobial activity of agroindustrial residues on oral and systemic pathogens. 2016. 1 recurso online (82 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba, Piracicaba, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/304962>. Acesso em: 30 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FOP - Tese e Dissertação

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