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Type: Tese
Title: Avaliação e caracterização de bacteriófagos líticos e suas endolisinas recombinantes para controle de Staphylococcus aureus na cadeia produtiva do leite
Author: Pereira, Hyago Passe
First Advisor: Martins, Marta Fonseca
Co-Advisor: Arcuri, Edna Froeder
Referee Member: Diniz, Cláudio Gallupo
Referee Member: Almeida, Felipe Alves de
Referee Member: Húngaro, Humberto Moreira
Referee Member: Gaspar, Emanuelle Baldo
Resumo: A mastite bovina é uma infecção que afeta os rebanhos leiteiros. Esta doença está frequentemente associada com Staphylococcus aureus, resultando em prejuízos econômicos para a cadeia produtiva do leite. Além disso, essas bactérias podem produzir enterotoxinas e causar intoxicação alimentar em humanos. O uso indiscriminado de antibióticos para controlar patógenos na pecuária e em humanos traz consigo riscos, como a seleção de bactérias resistentes, o que pode reduzir a eficácia desses medicamentos. Além disso, tais práticas têm gerado preocupações com a segurança dos alimentos e o impacto ambiental. Diante disso, um número cada vez maior de estudos científicos tem se dedicado a investigar novas opções terapêuticas que possam ser utilizadas como alternativas ou complementar ao tratamento convencional. Uma alternativa promissora para o controle biológico do S. aureus é a utilização de fagos líticos e suas endolisinas, que possuem a capacidade de lise bacteriana. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar e caracterizar fagos líticos e suas endolisinas recombinantes quanto à atividade antimicrobiana contra S. aureus. Os fagos foram submetidos a caracterização morfológica e bioquímica, bem como testados contra diferentes linhagens bacterianas de S. aureus e outras espécies. Além disso, as endolisinas dos Fagos 2 e 4 foram expressas, purificadas e avaliadas quanto ao espectro lítico. Elas também foram caracterizadas in silico em relação aos aspectos morfológicos, bioquímicos e de alergenicidade. Ao analisar a morfologia dos Fagos 2 e 4, foi possível concluir que ambos pertencem à família Siphoviridae. Dentre as linhagens de S. aureus testadas, o Fago 2 lisou 62,22% delas, enquanto o Fago 4 lisou 51,11%. O Fago 2 manteve sua estabilidade em uma faixa de temperatura entre 4°C e 37°C, bem como em concentrações de NaCl entre 50 mM e 250 mM. Além disso, no presente estudo, foi identificado que as duas endolisinas, EndF2 e EndF4, possuem um domínio CHAP, um domínio Amidase2 e um domínio de ligação à parede celular SH3, e ambas não apresentaram aspectos críticos de alergenicidade. Foi demonstrado que as endolisinas recombinantes exibem alta atividade lítica em relação a linhagens estafilocócicas, no qual, a EndF2 lisou 71,43% e a EndF4 76,20% das linhagens testadas de S. aureus. Conclui-se que os Fagos 2 e 4 e as suas respectivas endolisinas recombinantes EndF2 e EndF4 demostraram ser ativos sobre linhagens de S. aureus e que podem constituir uma alternativa de controle deste patógeno.
Abstract: Bovine mastitis is an infection that affects dairy herds. This disease is often associated with Staphylococcus aureus, resulting in economic losses for the milk production chain. Furthermore, these bacteria can produce enterotoxins and cause food poisoning in humans. The indiscriminate use of antibiotics to control pathogens in livestock and humans carries with it risks, such as the selection of resistant bacteria, which can reduce the effectiveness of these drugs. In addition, such practices have raised concerns about food safety and environmental impact. Therefore, an increasing number of scientific studies have been dedicated to investigating new therapeutic options that can be used as alternatives to conventional treatment. A promising alternative for biological control of S. aureus is the use of lytic bacteriophages and their endolysins, which have the ability to lyse bacteria. Thus, the objective of this work was to evaluate and characterize lytic bacteriophages and their recombinant endolysins regarding their antimicrobial activity against S. aureus. The phages were submitted to morphological and biochemical characterization, as well as tested against different bacterial strains of S. aureus and other species. Furthermore, endolysins from Phage 2 and 4 were expressed, purified and evaluated for lytic spectrum. They were also characterized in silico in relation to morphological, biochemical and allergenicity aspects. By analyzing the morphology of Phages 2 and 4, it was possible to conclude that both belong to the Siphoviridae family. Among the strains tested, Phage 2 lysed 62.22% of them, while Phage 4 lysed 51.11%. Phage 2 maintained its stability in a temperature range between 4°C and 37°C, as well as in NaCl concentrations between 50 mM and 250 mM. Furthermore, in the present study, it was identified that the two endolysins, EndF2 and EndF4, have a CHAP domain, an Amidase2 domain and an SH3 cell wall binding domain, and both did not show critical aspects of allergenicity. It was demonstrated that recombinant endolysins exhibit high lytic activity against staphylococcal strains, in which EndF2 lysed 71.43% and EndF4 76.20% of the S. aureus strains tested. It is concluded that Phages 2 and 4 and their respective recombinant endolysins EndF2 and EndF4 proved to be active on S. aureus strains and that they may constitute an alternative to control this pathogen. To prove the results, in vivo tests are necessary.
Keywords: Fagoterapia
Bacteriófagos
Biofármaco
Staphylococcus aureus
Endolisina recombinante
Phage therapy
Bacteriophages
Biopharmaceutical
Staphylococcus aureus
Recombinant endolysin
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICB – Instituto de Ciências Biológicas
Program: Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas: Imunologia e Doenças Infecto-Parasitárias/Genética e Biotecnologia
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
DOI: https://doi.org/10.34019/ufjf/te/2023/00012
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/15748
Issue Date: 16-Jun-2023
Appears in Collections:Doutorado em Ciências Biológicas - Imunologia e Doenças Infecto - Parasitárias/Genética e Biotecnologia (Teses)



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