Publicação: Propriedades antimicrobianas de um novo material inorgânico: Octahedral-pentahedral-tetrahedral frameworks (OPT)
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Data
Autores
Orientador
Almeida, Margarete Teresa Gottardo de 
Coorientador
Pós-graduação
Microbiologia - IBILCE
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O aumento de casos de infecções por microrganismos multirresistentes é um problema cada vez mais presente. As opções atuais de tratamento são limitadas, pela resistência intrínseca e adquirida, além dos efeitos colaterais, portanto novas opções se mostram atrativas. Opções de agentes antimicrobianos emergentes são os materiais inorgânicos, como nanopartículas, especialmente quanto combinados a íons metálicos. Um material ainda não estudado neste contexto é o Octahedral-Pentahedral-Tetrahedral framework (OPT), sendo promissor pela sua capacidade de ser composto por metais antimicrobianos e por conseguir armazenar íons metálicos. Os objetivos deste trabalho foram analisar, quantificar, e comparar a ação antimicrobiana de um OPT silicato de bismuto (denominado no trabalho OPTBi) e um OPT silicato de bismuto com íons de cobre (denominado no trabalho de OPTCu) contra Candida albicans, Candida parapsilosis, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. Além disso, foi comparada a susceptibilidade antimicrobiana de cepas referência ATCC e isolados clínicos e avaliada a toxicidade dos OPTs em modelo vivo de Galleria mellonella. Os métodos empregados foram a microdiluição para determinar a concentração inibitória mínima (CIM), a cinética de morte utilizando 2x a CIM obtida, e injeção desta concentração em G. mellonella. Quanto aos resultados, o OPTBi possui ação contra as leveduras, porém sua ação é limitada contra bactérias. Em contrapartida, o OPTCu inibe leveduras e bactérias. No experimento de microdiluição, a CIM variou de 2000 a 500 µg/ml para leveduras com OPTBi, de 1000 a 250 µg/ml para leveduras com OPTCu; de >4000 a 2000 µg/ml para bactérias com OPTBi, e de >4000 a 250 µg/ml para bactérias com OPTCu. No experimento de cinética de morte, a redução do número de unidades formadoras de colônia de bactérias foi superior a 50% após 2 horas de exposição, e superior a 80% após 24 horas de exposição para todos os microrganismos. No experimento com o modelo vivo, nenhuma morte foi provocada pelos OPTs em larvas de G. mellonella nas concentrações específicas testadas, logo, tais concentrações não foram tóxicas. Estes resultados não só comprovam a ação antimicrobiana dos OPTs, como também abrem as portas para novos estudos usando estes materiais como alternativas terapêuticas. Mais estudos são necessários, levando em consideração interações com medicamentos e as interações físico-químicas do material com os microrganismos
Resumo (inglês)
The increasing rate of infections caused by multi-resistant microorganisms is a growing concern. Current treatment options are limited by intrinsic and acquired resistance, as well as side effects, so new options are appealing. Emerging antimicrobial agent options are inorganic materials such as nanoparticles, especially when combined with metal ions. A material that has not yet been studied in this context is the Octahedral-Pentahedral-Tetrahedral framework (OPT), which is promising for its ability to be composed of antimicrobial metals and for being able to carry metal ions. The objectives of this study were to analyze, quantify and compare the antimicrobial action of an OPT bismuth silicate (referred to as OPTBi in this study) and an OPT bismuth silicate with copper ions (referred to as OPTCu in this study) against Candida albicans, Candida parapsilosis, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. In addition, the antimicrobial susceptibility of ATCC reference strains and clinical isolates was compared and the toxicity of OPTs was evaluated in a live model of Galleria mellonella. The methods used were microdilution assay, to determine the minimum inhibitory concentration (MIC), time-kill assay, using 2x the MIC obtained, and injection of this concentration into G. mellonella. As for the results, OPTBi was shown to be effective against yeasts, but its effectiveness against bacteria is limited. In contrast, OPTCu inhibits both yeasts and bacteria. In the microdilution assay, the MIC ranged from 2000 to 500 µg/ml for yeasts with OPTBi, from 1000 to 250 µg/ml for yeasts with OPTCu; from >4000 to 2000 µg/ml for bacteria with OPTBi, and from >4000 to 250 µg/ml for bacteria with OPTCu. In the time-kill assay, the reduction in the number of bacterial colony-forming units was greater than 50% after 2 hours of exposure, and greater than 80% after 24 hours of exposure for all microorganisms. In the live model experiment, no deaths were caused by the OPTs in G. mellonella larvae at the specific concentrations tested, so these concentrations were not toxic. These results not only prove the antimicrobial action of OPTs, but also open the door to new studies using these materials as therapeutic alternatives. More studies are needed, considering interactions with drugs and the physicochemical interactions of the material with microorganisms.
Descrição
Palavras-chave
Antibacterianos, Antifúngicos, Galleria mellonella, Octahedral-pentahedral-tetrahedral frameworks, Silicato de Bismuto, Antibacterial, Antifungal, Bismuth silicate
Idioma
Português
Como citar
BARBOSA, Arthur Lima. Propriedades antimicrobianas de um novo material inorgânico: Octahedral-pentahedral-tetrahedral frameworks (OPT). Dissertação (Mestrado em Microbiologia). 2025 – Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas (Ibilce), São José do Rio Preto, 2025.
