Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE / Staphylococcus aureus has been considered a major public health problem worldwide due
mainly to the ability to develop resistance to antibiotics. The prevalence of methicillin
resistant strains of S. aureus (MRSA) in both hospital and community settings has been
increasing, with cases of infections and deaths reported in healthy children and adults.
Bacteriocins have been identified as promising alternatives for the control of this pathogen.
However, besides the therapeutic use of these peptides still not approved, some studies
indicate the possibility of selection of resistant strains. Therefore, prior to the therapeutic use
of bacteriocins, studies must be carried out to understand the effect that bacteriocin may have
on the selection of resistant strains to avoid the current problem with lineages resistant to
traditional antibiotics. In view of the above, the objective of this study was to verify the
antimicrobial activity of nisin against strains of MRSA and MSSA isolated from the
oropharynx of health professionals and verify the selection of strains resistant to bacteriocin.
For the genotypic characterization of the MRSA and MSSA strains, the nucA, LuckPV, mecA
and mecC genes were tested. The MSSA lines were positive for amplification of the nucA
gene only, confirming the identification of genus and species of these strains. For MRSA
strains, the only gene that was not detected was mecC, confirming the methicillin resistance
phenotype and that these strains are of human origin and of community environments. The
results obtained by the agar diffusion test demonstrated that 80% of the MSSA strains (n = 30)
were inhibited by nisin and only one MRSA line (n = 6) showed no sensitivity to bacteriocin.
The MIC of MSSA strains ranged from 97.7 to 1250 IU / mL and from MRSA strains of
937.50 to 5000 IU / mL. The DBM for MSSA strains varied from 97.7 IU / mL to values
greater than 50,000 IU / mL, and for MRSA, this variation was between 5000 IU / mL at
values greater than 10,000 IU / mL depending on the lineage. For most lineages DBM was
higher than MIC, showing that the effect of bacteriocin depends on bacteriocin concentration:
low concentrations exert bacteriostatic effect and high concentrations bactericidal effect. The
addition of increasing concentrations of the bacteriocin to the BHI medium generally resulted
in the increase in the lag phase and decrease in the specific growth rate and maximal DO
reached by the MSSA and MRSA cultures. MSSA and MRSA strains were transferred for
approximately 30 generations in the presence of bacteriocin and a decrease in sensitivity was
observed with a consequent increase in nisin MIC for all strains tested. The bacteriocin
resistance phenotype has been shown to be a stable trait for these strains and may be
associated with a genetic factor. It has also been observed that the use of nisin may trigger
cross-resistance to some antibiotics. The results obtained demonstrated that nisin is efficient
in controlling the growth of MSSA and MRSA. However, the fact that these lines demonstrate
resistance to bacteriocin after transfer in the presence of the same indicates the need to
develop strategies to avoid in the future the current problem of resistance to antibiotics. The
best way to use bacteriocins therapeutically is to suggest that it is in combination with
traditional antibiotics. / Staphylococcus aureus têm sido considerado um dos maiores problemas de saúde pública a
nível mundial devido, principalmente, a habilidade de desenvolver resistência a antibióticos.
A prevalência de linhagens de S. aureus resistentes a meticilina (MRSA) tanto em ambiente
hospitalar quanto em ambientes comunitários têm aumentado, sendo descritos casos de
infecções e relatos de mortes em crianças e adultos saudáveis. Bacteriocinas tem sido
apontadas como alternativas promissoras para o controle deste patógeno. Entretanto, além do
uso terapêutico destes peptídeos ainda não ser aprovado, alguns estudos indicam a
possibilidade de seleção de linhagens resistentes. Portanto, antes do uso terapêutico de
bacteriocinas, estudos precisam ser realizados para o entendimento do efeito que a
bacteriocina possa ter na seleção de linhagens resistentes para evitar o problema da atualidade
com linhagens resistentes aos antibióticos tradicionais. Diante do exposto, o objetivo deste
trabalho foi verificar a atividade antimicrobiana da nisina contra cepas de MRSA e MSSA
isoladas da orofaringe de profissionais da área de saúde e verificar a seleção de linhagens
resistentes à bacteriocina. Para a caracterização genotípica das linhagens MRSA e MSSA,
foram testados os genes nucA, LuckPV, mecA e mecC. As linhagens MSSA foram positivas
para amplificação apenas do gene nucA, confirmando a identificação de gênero e espécie
destas linhagens. Para as linhagens MRSA, o único gene que não foi detectado foi o meC,
confirmando o fenótipo de resistência a meticilina e que estas linhagens são de origem
humana e de ambientes comunitários. Os resultados obtidos pelo teste de difusão em ágar
demonstraram que 80% das linhagens MSSA (n=30) foram inibidas pela nisina e apenas uma
linhagem MRSA (n=6) não apresentou sensibilidade à bacteriocina. A CIM das linhagens de
MSSA variou de 97,7 a 1250UI/mL e das linhagens MRSA de 937,50 a 5000 UI/mL. A DBM
para as linhagens de MSSA variou de 97,7 UI/mL a valores superiores a 50000 UI/mL, e para
MRSA esta variação ficou entre 5000 UI/mL a valores maiores que 10000 UI/mL dependendo
da linhagem. Para a maioria das linhagens a DBM foi maior que a CIM, mostrando que o
efeito da bacteriocina depende da concentração da mesma: baixas concentrações exercem
efeito bacteriostático e altas concentrações efeito bactericida. A adição de concentrações
crescentes da bacteriocina ao meio BHI resultaram, de maneira geral, no aumento da fase lag
e diminuição da velocidade específica de crescimento e DO máxima atingida pelas culturas
MSSA e MRSA. Linhagens de MSSA e MRSA foram transferidas por aproximadamente 30
gerações na presença da bacteriocina e foi observada diminuição na sensibilidade com
consequente aumento da CIM da nisina para todas as linhagens testadas. O fenótipo de
resistência à bacteriocina demonstrou ser uma característica estável para estas linhagens,
podendo estar associado a um fator genético. Foi observado também que a utilização da nisina
pode desencadear resistência cruzada a alguns antibióticos. Os resultados obtidos
demonstraram que a nisina é eficiente em controlar o crescimento de MSSA e MRSA.
Entretanto, o fato destas linhagens demonstrarem resistência a bacteriocina após transferência
na presença da mesma indica a necessidade de desenvolver estratégias para evitar no futuro o
problema atual de resistência a antibióticos. A melhor maneira de usar bacteriocinas
terapeuticamente sugere-se que seja em combinação com antibióticos tradicionais. / São Cristóvão, SE
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/9789 |
| Date | 07 February 2018 |
| Creators | Silva, César Matos Ribeiro da |
| Contributors | Barbosa, Ana Andrea Teixeira, Carneiro, Maria Regina Pires |
| Publisher | Pós-Graduação em Biologia Parasitária, Universidade Federal de Sergipe |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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