FROM BEDSIDE TO BENCH AND BACK AGAIN: THE ROLE OF ESSENTIAL OILS AS POTENTIAL TREATMENT OF FUNGAL KERATITIS

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Akegbe, Oluwatoyosi Elijah
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/10316/115971
Resumo: Trabalho Final do Mestrado Integrado em Medicina apresentado à Faculdade de Medicina
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spelling FROM BEDSIDE TO BENCH AND BACK AGAIN: THE ROLE OF ESSENTIAL OILS AS POTENTIAL TREATMENT OF FUNGAL KERATITISDO DOENTE AO LABORATÓRIO E VICE-VERSA: O PAPEL DOS ÓLEOS ESSENCIAIS COMO POTENCIAL TRATAMENTO DE QUERATITES FÚNGICASFungal KeratitisAntimicrobial ResistanceEssential OilsCymbopogon citratusLavandula pedunculataQueratite FúngicaResistência AntimicrobianaÓleos EssenciaisCymbopogon citratusLavandula pedunculataTrabalho Final do Mestrado Integrado em Medicina apresentado à Faculdade de MedicinaBackgroundFungal keratitis (FK) poses a significant challenge in ophthalmology, primarily due to its association with severe visual impairment and the limitations of current antifungal therapies, including drug resistance, limited ocular penetration, and adverse side effects. This complexity, compounded by the diverse fungal etiology of FK, necessitates a search for novel, effective, and safer treatments for FK. AimsThe main goal of the current study was to evaluate the antifungal efficacy of essential oils (EOs) extracted from Côa Valley (Portugal) native medicinal plants, namely Cymbopogon citratus and Lavandula pedunculata, against FK pathogens, potentially paving way for the development of a novel, effective, and safer alternative to conventional treatments. The objectives included collecting ocular fungal infection samples from three Portuguese University hospitals— Centro Hospitalar Universitário de São João (CHSJ, Porto), Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (CHUC, Coimbra), and Centro Hospitalar Universitário de Lisboa Central (CHULC, Lisbon)—identifying and characterizing fungal agents, evaluating their sensitivity to conventional antifungals, and assessing their susceptibility to the selected EOs through solid-phase disk diffusion assays. MethodsThe research involved collecting ocular samples from patients suspected of fungal keratits, identifying and characterizing these isolates, and assessing the antifungal activity of the selected EOs. The EOs were tested at various concentrations, through in vitro assays, against the identified fungal pathogens, with a focus on determining their inhibitory and fungicidal properties.ResultsOur investigation identified a significant presence of Candida albicans and Candida parapsilosis among the pathogens identified in the ocular samples collected from patients suspected of FK. Regarding the antifungal assays of the selected EOs, Cymbopogon citratus EO demonstrated exceptional antifungal activity, with complete inhibition of Aspergillus fumigatus and Scedosporium apiospermum across all concentrations, maintaining inhibition zone diameters (IZDs) of 90 mm throughout the study period. Against Candida albicans, the IZD for Cymbopogon citratus increased over time, with the 100% concentration achieving an IZD from 68 mm on day 3 to 81.7 mm by day 14. Candida parapsilosis exhibited a more modest response, with the 100% concentration showing an increase from 51.7 mm to 71.3 mm over the same duration. Lavandula pedunculata EO displayed initial high activity against Aspergillus fumigatus, with a decrease in IZDs over time for lower concentrations. Its effectiveness against Scedosporium apiospermum and Candida species demonstrated a concentration and time-dependent variability, suggesting the importance of optimizing EO concentrations and exposure duration for maximum antifungal efficacy.ConclusionWe demonstrated that Cymbopogon citratus and Lavandula pedunculata EOs are potent antifungal agents against FK pathogens, thereby offering a foundation for developing new antifungal treatments. The remarkable efficacy of Cymbopogon citratus against a range of fungal pathogens supports its potential use in clinical applications, while Lavandula pedunculata requires further study to fully harness its antifungal properties.IntroduçãoA queratite fúngica (QF) representa um desafio significativo em Oftalmologia, principalmente devido à sua associação com perda de visão grave e às limitações das terapias antifúngicas atuais, incluindo resistência a medicamentos, penetração ocular limitada e efeitos colaterais adversos. Essa complexidade, agravada pela diversidade etiológica fúngica da QF, resulta na necessidade de encontrar tratamentos novos, eficazes e mais seguros para a QF.ObjetivosO principal objetivo do estudo atual foi avaliar a eficácia antifúngica dos óleos essenciais (OEs) extraídos de plantas medicinais nativas do Vale do Côa (Portugal), nomeadamente Cymbopogon citratus e Lavandula pedunculata, contra agentes patogénicos causadores de QF, potencialmente abrindo caminho para o desenvolvimento de uma nova alternativa, eficaz e mais segura aos tratamentos convencionais. Os objetivos incluíram recolher amostras de infeções fúngicas oculares de três hospitais universitários portugueses — Centro Hospitalar Universitário de São João (CHSJ, Porto), Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (CHUC, Coimbra) e Centro Hospitalar Universitário de Lisboa Central (CHULC, Lisboa) — identificar e caracterizar os agentes fúngicos, avaliar a sua sensibilidade aos antifúngicos convencionais e avaliar a sua suscetibilidade aos OEs selecionados por meio de ensaios de difusão em disco de fase sólida.MétodosO estudo envolveu a colheita de amostras oculares de pacientes suspeitos de QF, identificação e caracterização desses isolados, e avaliação da atividade antifúngica dos OEs selecionados. Os OEs foram testados em várias concentrações, por meio de ensaios in vitro, contra os agentes fúngicos identificados, com foco na determinação das suas propriedades inibitórias e fungicidas.ResultadosIdentificámos a presença prevalente de Candida albicans e Candida parapsilosis entre os agentes patogénicos presentes nas amostras oculares de pacientes suspeitos de QF. Em relação aos ensaios da atividade antifúngica dos OEs selecionados, o OE de Cymbopogon citratus demonstrou uma atividade antifúngica excepcional, com inibição completa de Aspergillus fumigatus e Scedosporium apiospermum em todas as concentrações, mantendo diâmetros de zona de inibição (DZIs) de 90 mm, durante todo o período de estudo. Contra Candida albicans, o DZI para Cymbopogon citratus aumentou com o tempo, com a concentração de 100%, alcançando um DZI de 68 mm no dia 3 para 81,7 mm até o dia 14. A Candida parapsilosis exibiu uma resposta mais modesta, com a concentração de 100%, mostrando um aumento de 51,7 mm para 71,3 mm no mesmo período. O OE de Lavandula pedunculata exibiu atividade inicial alta contra Aspergillus fumigatus, com uma diminuição nos DZIs ao longo do tempo para concentrações mais baixas. A sua eficácia contra Scedosporium apiospermum e espécies de Candida demonstrou uma variabilidade dependente da concentração e do tempo, sugerindo a importância de otimizar as concentrações de OE e a duração da exposição para máxima eficácia antifúngica.ConclusãoEste estudo mostrou que os OEs de Cymbopogon citratus e Lavandula pedunculata são agentes antifúngicos potentes contra agentes patogénicos causadores de QF, oferecendo assim uma base para o desenvolvimento de novos tratamentos antifúngicos. A eficácia notável de Cymbopogon citratus contra uma gama de agentes fúngicos apoia o seu potencial uso na prática clínica, enquanto o OE de Lavandula pedunculata mostrou requer ainda estudos adicionais para confirmar plenamente suas propriedades antifúngicas.Outro - Este trabalho foi financiado pela Sociedade Portuguesa de Oftalmologia (SPO), por meio da Bolsa de Apoio para Investigação Clínica 2022.2024-06-132026-06-13T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://hdl.handle.net/10316/115971https://hdl.handle.net/10316/115971TID:203674901engAkegbe, Oluwatoyosi Elijahinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2025-04-02T17:31:44Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/115971Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T06:09:25.565709Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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