Estabelecimento de modelo ex vivo de biofilmes fúngicos e bacterianos: uma estratégia para análise de fatores de virulência e sensibilidade antimicrobiana
Autor(es):
Thomaz, Lara De Aguiar
Palavras Chaves:
Dermatófitos; Malassezia pachydermatis; Staphylococcus pseudintermedius; Biofilme; Modelo ex vivo; Sensibilidade
Ano de Publicação:
2023
Resumo:
A pele possui uma barreira microbiológica constituída por fungos e bactérias, tendo esses microrganismos a predileção por se organizarem em biofilme. Estudos envolvendo animais vivos seriam os ideais para se ter uma verdadeira noção dessa interação; porém, a ética atual preconiza o desenvolvimento de modelos ex vivo como alternativa viável à sua substituição. Portanto, o objetivo desse estudo foi estabelecer modelos ex vivo de formação de biofilmes fúngicos e bacterianos, individuais e em co-cultura, para de fatores de virulência e sensibilidade antimicrobiana. No primeiro momento foi feito o estudo da sensibilidade à griseofulvina (GRI), itraconazol (ITC) e terbinafina (TER), por dermatófitos, na forma planctônica e em biofilmes in vitro (n=18), e ex vivo (n=4). No segundo momento, foi estabelecido um protocolo para formação de biofilme in vitro em co-cultura, por Malassezia pachydermatis (n=1) e Staphylococcus pseudointermedius (n=1). Já em um terceiro momento foi padronizado um modelo de biofilme ex vivo, individual e em co-cultura por M. pachydermatis e S. pseudointermedius, em pele porcina. Como resultados, os valores de concentração inibitória mínima para GRI (0,125-1 µg/ml), ITC e TER (0,000097-0,25 µg/ml) foram encontrados para os dermatófitos. Já no biofilme in vitro dos dermatófitos, os valores que causaram danos em 50% da atividade metabólica foram: M. canis, cepa 1 (256 µg/ml de GRI, 32 µg/ml de ITC e 64 µg/ml de TER); cepa 2 (128 µg/ml of GRI, 64 µg/ml of ITC and 32 µg/ml of TER. Já T. mentagrophytes obteve os seguintes valores: cepa 1 (128 µg/ml de GRI, 16 µg/ml de ITC e 16 µg/ml de TER); cepa 2 (32 µg/ml de GRI, 8 µg/ml de ITC e 4 µg/ml de TER). Observou-se ainda que os biofilmes ex vivo são mais tolerantes à GRI, ITC e TER que os biofilmes in vitro dos dermatófitos. O protocolo ideal para a formação do biofilme em co-cultura foi a utilização do meio YPD, com tempo de adesão de 24 horas para M. pachydermatis e período de maturação de 96 h para M. pachydermatis e 48 h para S. pseudintermedius. Os resultados obtidos demonstraram que o número de células/ml (1,65 x 108 vs. 6,98 x 107 para M. pachydermatis; 3,25 x 108 vs. 2,76 x 107 para S. pseudintermedius) aumentaram nos biofilmes em co-cultura versus biofilmes isolados. Esse mesmo protocolo também propiciou um melhor crescimento e adesão por M. pachydermatis na pele porcina como modelo ex vivo. Os achados reforçam a importância do desenvolvimento de modelos de infecção ex vivo como uma importante ferramenta para o estudo de fatores de virulência e sensibilidade aos antimicrobianos.
Abstract:
The skin has a microbiological barrier defined by fungi and bacteria, with these microorganisms having a predilection for organizing themselves in biofilms. Studies involving live animals would be ideal to get a true idea of this interaction; however, current ethics advocate the development of ex vivo models as a viable alternative to their replacement. Therefore, the aim of this study was to establish ex vivo models of fungal and bacterial biofilm formation, individuals and in co-culture, for virulence factors and antimicrobial sensitivity. In the first moment, the sensitivity to griseofulvin (GRI), itraconazole (ITC) and terbinafine (TER) by dermatophytes, in the planktonic form and in biofilms in vitro (n=18), and ex vivo (n=4) was studied. In the second moment, a protocol was established for in vitro biofilm formation in co-culture, by Malassezia pachydermatis (n=1) and Staphylococcus pseudointermedius (n=1). In a third moment, an ex vivo biofilm model was obtained, individually and in co-culture by M. pachydermatis and S. pseudointermedius, in porcine skin. As a result, the minimum inhibitory concentration values for GRI (0.125-1 µg/ml), ITC and TER (0.000097-0.25 µg/ml) were found for dermatophytes. In the in vitro biofilm of dermatophytes, the values that caused damage in 50% of the metabolic activity were: M. canis, strain 1 (256 µg/ml of GRI, 32 µg/ml of ITC and 64 µg/ml of TER); strain 2 (128 µg/ml of GRI, 64 µg/ml of ITC and 32 µg/ml of TER. T. mentagrophytes obtained the following values: strain 1 (128 µg/ml of GRI, 16 µg/ml of ITC and 16 µg/ml TER); strain 2 (32 µg/ml GRI, 8 µg/ml ITC and 4 µg/ml TER). Also note that ex vivo biofilms are more tolerant to GRI, ITC and TER than in vitro biofilms of dermatophytes. The ideal protocol for biofilm formation in co-culture was the use of YPD medium, with an adhesion time of 24 hours for M. pachydermatis and a maturation period of 96 hours for M. pachydermatis and 48 hours for S. pseudintermedius. The results showed that the number of cells/ml (1.65 x 108 vs. 6.98 x 107 for M. pachydermatis; 3.25 x 108 vs. 2.76 x 107 for S. pseudintermedius) increased in biofilms in co-culture versus isolated biofilms. This same protocol also provided better growth and adhesion by M. pachydermatis on porcine skin as an ex vivo model. The findings reinforce the importance of developing ex vivo infection models as an important tool for the study of virulence factors and sensitivity to antimicrobials.
Tipo do Trabalho:
Tese
Referência:
Thomaz, Lara De Aguiar. Estabelecimento de modelo ex vivo de biofilmes fúngicos e bacterianos: uma estratégia para análise de fatores de virulência e sensibilidade antimicrobiana . 2022. 95 f. Tese (Doutorado em 2022) - Universidade Estadual do Ceará, Fortaleza, 2022. Disponível em: Acesso em: 6 de abril de 2025
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