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Previous issue date: 2017-07-31 / Outra / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Infectious pneumonia is a major cause of morbidity/mortality, mainly due to the increasing rate of microorganisms resistant to antibiotics. Photodynamic Inactivation (PDI) is emerging as a promising approach, as effects are based on oxidative stress, preventing the emergence of resistant microorganism strains. In previous studies, the in vitro inactivation of Streptococcus pneumoniae using indocyanine green (ICG) and infrared light source was successful, and achieved reduction of 5 log10 colony-forming units (CFU/mL) with concentration as low as 10 μM ICG. In the present study, a proof-of-principle protocol was designed to treat lung infections by PDI using extracorporeal illumination with a 780 nm laser device and ICG as photosensitizer. In a first row of experiments, hairless mice were infected with S. pneumoniae and PDI was performed two days after infection. For control groups, CFU recovery ranged between 103-104 CFU/mL/mouse. For PDT group, however, no bacteria were recovered in 80% of the animals. Animal survival was evaluated separately over 50 days. No deaths occurred in PDT group, whereas 60% of the control did not survive. Lung injury analyses were performed in BALB/c mice, the bacteria reduction were 2 and 4 log10 in 2 mice (5 in total) and the wet-to-dry ratio showed that PDI did not increase the edema in lungs. The bronchoalveolar lavage data indicated a larger absolute number of cells (mononuclear and polymorphonuclear) in the PDI group in contrast to control group, meaning that the technique could increase the immune system response. In vitro results showed the irradiated ICG could generate aggregates or photoproducts that help PDI to inactivate the bacteria. Our results indicate that extracorporeal PDI has potential for pneumonia treatment, and pulmonary decontamination with PDI may be used as a single therapy or as an antibiotics adjuvant. / A pneumonia infecciosa é uma das principais causas de morbidade/mortalidade no mundo, principalmente devido à taxa crescente de micro-organismos resistentes a antibióticos. A inativação fotodinâmica (IFD) está emergindo como uma abordagem promissora, cujos efeitos são baseados no estresse oxidativo, impedindo o surgimento de cepas de micro-organismos resistentes. Em estudos anteriores, a inativação in vitro de Streptococcus pneumoniae utilizando indocianina verde (ICV) e fonte de luz de infravermelho foi efetiva, inativando 5 log10 (UFC/mL) com apenas 10 μM ICV. Neste estudo, foi avaliado protocolo de prova de princípio para tratar infecções pulmonares por IFD usando irradiação extracorpórea com dispositivo a laser emitindo em 780 nm e ICV como fotossensibilizador (FS). Em uma primeira série de experimentos, camundongos hairless SKH-1 foram infectados com S. pneumoniae e a IFD foi realizada dois dias após a infecção. Para os grupos de controles, a recuperação de UFC variou entre 103-104 UFC/mL/animal. Para o grupo IFD, no entanto, nenhuma bactéria foi recuperada em 80% dos animais. A sobrevivência animal foi avaliada durante 50 dias. Não ocorreram mortes no grupo IFD, enquanto 60% do grupo controle foi a óbito. Foram realizadas análises de lesões pulmonares em camundongos BALB/c, onde a redução bacteriana foi de 2 e 4 log10 em dois animais (total 5) em comparação com o grupo controle, e a proporção de peso úmido e seco mostrou que a IFD não aumentou o edema nos pulmões. Os dados de lavagem broncoalveolar indicaram um aumento no número absoluto de células (mononucleares e polimorfonucleares) no grupo IFD, o que indica que a técnica pode aumentar a resposta do sistema imunológico. Os resultados in vitro mostraram que a ICV irradiada pode gerar agregados ou fotoprodutos que auxiliam a IFD a inativar a bactéria. Os resultados deste estudo indicam que a IFD com irradiação extracorpórea tem potencial para o tratamento de pneumonia, e a descontaminação pulmonar com IFD pode ser usada como terapia ou como adjuvante aos antibióticos. / CAPES: 99999.003154/2015-07
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/9108 |
| Date | 31 July 2017 |
| Creators | Geralde, Mariana Carreira |
| Contributors | Bagnato, Vanderlei Salvador, Kurachi, Cristina |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Biotecnologia, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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