Bacteriófagos com potencial aplicabilidade em tubos endotraqueais: avaliação das atividades antibacteriana e antibiofilme

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Oliveira, Viviane de Cássia
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Artificial respiration; Bacteriófagos; Bacteriophages; Biofilmes; Biofilms; Pseudomonas aeruginosa; Pseudômonas aeruginosa; Respiração artificial
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/22/22132/tde-24082021-155007/

O objetivo deste estudo foi isolar bacteriófagos com potencial aplicabilidade no controle de biofilme de Pseudomonas aeruginosa em tubos endotraqueais. Os bacteriófagos isolados foram expandidos, titulados e caracterizados quanto ao perfil genômico, morfologia, tipo de material genético, especificidade de hospedeiros, eficiência de plaqueamento, atividade lítica, curva de crescimento e estabilidade às variações de pH e temperatura. A inibição do crescimento planctônico e a atividade antibiofilme, in vitro, foram avaliadas contra 15 cepas de P. aeruginosa. A atividade antibiofilme de tubos endotraqueais revestidos com os bacteriófagos foi avaliada em um modelo de biofilme em fluxo contínuo. A influência dos bacteriófagos sobre os fatores de virulência de P. aeruginosa foi avaliada pela inibição da formação de biofilme, produção de piocianina e proteases extracelulares e expressão dos genes pslA, lasl, lasB e phzH. Os dados referentes a área recoberta por biofilme após o tratamento com os bacteriófagos e a atividade antibiofilme de tubos endotraqueais revestidos apresentaram distribuição não normal e foram analisados em um Modelo Linear Generalizado (α=5%). A influência dos bacteriófagos sobre os fatores de virulência de P. aeruginosa também apresentou distribuição não normal e foi analisada pelo teste de Kruskal-Wallis (α=5%). Todas as demais variáveis apresentaram distribuição normal e variância homogênea e foram analisadas por ANOVA (α=5%). Vinte e cinco bacteriófagos foram isolados a partir de amostras do esgoto doméstico. Do total, 5 bacteriófagos foram selecionados para caracterização integral e avaliação das atividades antibacteriana e antibiofilme. Eles foram designados como vB_PaeM_USP_1, vB_PaeM_USP_2, vB_PaeM_USP_3, vB_PaeM_USP_18 e vB_PaeM_USP_25. Os bacteriófagos pertencem à ordem Caudovirales, família Myoviridae, com genoma constituído por DNA dupla fita (dsDNA), variando de ~62 a ~65 kb e codificam de 65 a 89 proteínas. Os bacteriófagos produziram de 27 a 46 partículas virais após 30 minutos de incubação e foram estáveis às variações de pH e temperatura. Os bacteriófagos exibiram um amplo espectro lítico e foram capazes de infectar P. aeruginosa, incluindo cepas multirresistentes. Eles também reduziram o crescimento de P. aeruginosa na forma planctônica, e a carga microbiana e atividade metabólica quando aplicados a biofilmes associados aos tubos endotraqueais. A área recoberta por biofilme foi significativamente reduzida após a exposição de biofilmes maduros aos bacteriófagos. A aplicação in situ dos bacteriófagos no revestimento de tubos endotraqueais mostrou que o coquetel composto por vB_PaeM_USP_2 e vB_PaeM_USP_18 alterou a colonização bacteriana e o desenvolvimento do biofilme de P. aeruginosa, sem afetar substancialmente a atividade metabólica. Avaliando os fatores de virulência de P. aeruginosa foi observado que os vírus promoveram mudanças no crescimento do biofilme apenas até 8 horas de cocultivo. Também, após 8 horas de cocultivo foi observado que vB_PaeM_USP_1, vB_PaeM_USP_2 e vB_PaeM_USP_3 promoveram filamentação da morfologia bacteriana. A presença de bacteriófagos não alterou a produção de piocianina e proteases extracelulares por P. aeruginosa. No entanto, alterações no nível de expressão de genes relacionados a fatores de virulência foram detectadas, principalmente, após 2 e 48 h de cocultivo. A atividade lítica no biofilme de P. aeruginosa formado por cepas multirresistentes indica que os bacteriófagos isolados neste estudo podem ser considerados bons candidatos para estudos terapêuticos.