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Previous issue date: 2016-07-29 / FACEPE / Bactérias são organismos procariontes capazes de se adaptar aos mais variados tipos de habitat;
podem crescer e aderir a várias superfícies, formando comunidades complexas conhecidas
como biofilmes. O desenvolvimento de biofilme, na maioria dos casos, resulta em riscos para
a saúde em ambientes clínicos, devido a elevada patogênese, e causa perdas econômicas em
diferentes setores da indústria, sendo a principal causa da biocorrosão. Estratégias de controle
dos biofilmes envolve o uso de antibióticos e biocidas; entretanto, bactérias dentro de biofilmes
são mais resistentes a vários tipos de tratamentos. Diversos mecanismos de resistência
bacteriana aos antimicrobianos sintéticos são descritos. Pesquisas têm sido desenvolvidas com
o objetivo de identificar compostos naturais capazes de agir frente a microrganismos
planctônicos e em biofilmes visando aplicações médicas e industriais. As lectinas são proteínas
que se ligam especificamente a carboidratos e podem ter atividades biológicas importantes,
podendo atuar como agentes antibacterianos e antibiofilme. Este trabalho avaliou a atividade
antibacteriana da lectina solúvel em água de sementes de Moringa oleifera (WSMoL) contra
bactérias que podem estar envolvidas na biocorrosão e infecções humanas (Bacillus sp.,
Bacillus cereus, Bacillus pumillus, Bacillus megaterium, Micrococcus sp., Pseudomonas sp.,
Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas stutzeri e Serratia marcescens) investigando seu
efeito no crescimento, sobrevivência e permeabilidade celular. Em adição, também estudamos
a formação de biofilme por S. marcescens e Bacillus sp. (ambas bactérias sensíveis a WSMoL)
e avaliamos o efeito de WSMoL na formação de biofilme e sobre biofilmes pré-estabelecidos
para ambas as espécies. Um protótipo de revestimento de superfícies com WSMoL por técnica
de imersão (dipping coating) e a viabilidade das células dentro de biofilmes desenvolvidos sob
a superfície revestida com a lectina também foram determinados. WSMoL inibiu o crescimento
bacteriano, induziu a aglutinação e promoveu o extravasamento de proteínas de todas as
espécies bacterianas avaliadas. Efeito bactericida foi detectado contra Bacillus sp., B. pumillus,
B. megaterium, P. fluorescens e S. marcescens. Microscopia de fluorescência de células de S.
marcescens mostrou que WSMoL causou danos a sua estrutura. A lectina foi capaz de impedir
a formação de biofilmes de S. marcescens e Bacillus sp., principalmente para Bacillus sp. a 41,6
e 20,8 μg/mL; o mecanismo de antiformação pode estar associado com a perda da viabilidade
celular. WSMoL não destruiu a matriz de biofilmes pré-estabelecidos de S. marcescens,
entretanto, as células aderidas apresentaram-se presas e danificadas em estruturas envolvidas
pela lectina. Sobre biofilmes de Bacillus sp., a lectina a 208 μg/mL drasticamente reduziu o
número de células aderidas a superfície. WSMoL espontaneamente aderiu a superfície de vidro
produzindo uma superfície revestida com a área de 116 μg/cm2, sendo capaz de alterar a
viabilidade de células de S. marcescens que aderiram a essa superfície e prevenir a adesão de
células de Bacillus sp., impedindo a formação de biofilme, sem interferir na viabilidade. Esse
trabalho demonstra o potencial de WSMoL como uma ferramenta no controle de biofilmes
formados por bactérias corrosivas e patogênicas, que representam um desafio em ambientes
clínicos e industriais. / Bacteria are prokaryotic organisms able to adapting to the most varied types of habitat; can
grow and adhere to many surfaces, forming complex communities known as biofilms. Biofilm
development, in most cases, results in health risks in clinical environments and causes economic
losses in different industries sectors, being the main cause of biocorrosion. Control strategies
of biofilms involves the use of antibiotics and biocides; however, bacteria whitin biofilms are
more resistant to various treatments. Various mechanisms of bacterial resistance to
antimicrobial synthetic compounds are described. Researches have been developed in order to
identify natural compounds able to act against planktonic microorganisms and inside biofilms
for medical and industrial applications. Lectins are proteins that bind specifically to
carbohydrates and may have important biological activities, acting as antibacterial and
antibiofilm agents. This work evaluated the antibacterial activity of a water-soluble Moringa
oleifera seed lectin (WSMoL) against bacteria that could be involved in biocorrosion and
human infections (Bacillus sp., Bacillus cereus, Bacillus pumillus, Bacillus megaterium,
Micrococcus sp., Pseudomonas sp., Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas stutzeri and
Serratia marcescens) by evaluating its effect on growth, survival and cell permeability. In
addition, we also studied the formation of biofilm by S. marcescens and Bacillus sp. (both
bacteria sensitive to WSMoL) and evaluated the effect of WSMoL on biofilm formation and
under established biofilms for both strains. A prototype of WSMoL-coated surfaces by dipping
coating and the viability of cells within biofilm developed under the coated-surface were also
determinated. WSMoL inhibited the bacterial growth, induced agglutination and promoted the
leakage of proteins from cells of all strains. Bactericidal effect was detected against Bacillus
sp., B. pumillus, B. megaterium, P. fluorescens and S. marcescens. Fluorescence microscopy of
S. marcescens cells showed that WSMoL caused damage to its structure. The lectin was able to
impair biofilms formation of S. marcescens and Bacillus sp., mainly for Bacillus sp. at 41.6 and
20.8 μg/mL; the antibiofilm mechanism can be associated with the lost of cell viability.
WSMoL did not destroy preformed S. marcescens biofilms; despite the fact that attached cells
presented trapped and damaged in hollow structures made by lectin. On Bacillus sp. biofilm,
the lectin at 208 μg/mL drastically reduced the number of attached cells on surface. WSMoL
spontaneously adhere on glass surface producing a lectin-coated area at 116 μg/cm2 that was
able to alter the viability of S. marcescens cells, which adhered to the surface and preventing
Bacillus sp. attachment, impairing biofilm development, without interfering in cell viability.
This work propose the use of WSMoL as a potential tool to control biofilms formed by corrosive
and pathogenic bacteria, which pose a challenge in clinical and industrial settings.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/24692 |
| Date | 29 July 2016 |
| Creators | MOURA, Maiara Celine de |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/2944428818449047, COELHO, Luana Cassandra Breitenbach Barroso, PAIVA, Patrícia Maria Guedes |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Bioquimica e Fisiologia, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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