andré filipe oliveira mendes de azevedo desenvolvimento de ... ?· vi - conclusão ... pneumonia...

Download André Filipe Oliveira Mendes de Azevedo Desenvolvimento de ... ?· VI - Conclusão ... pneumonia é…

Post on 11-Nov-2018

219 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Andr Filipe Oliveira Mendes de Azevedo

    Desenvolvimento de um sistema teraputico com bacterifagos para administrao por via inalatria, com

    recurso a nanoencapsulao, como modelo para tratamento de pneumonia bacteriana.

    Universidade Fernando Pessoa 2010

    UNIVERSIDADE FERNANDO PESSOA

    Faculdade de Cincias da Sade

  • Nanoencapsulao de bacterifagos para terapia fgica por via inalatria

    2

  • Nanoencapsulao de bacterifagos para terapia fgica por via inalatria

    3

    Andr Filipe Oliveira Mendes de Azevedo

    Desenvolvimento de um sistema teraputico com bacterifagos para administrao por via inalatria, com

    recurso a nanoencapsulao, como modelo para tratamento de pneumonia bacteriana.

    Universidade Fernando Pessoa 2010

    UNIVERSIDADE FERNANDO PESSOA

    Faculdade de Cincias da Sade

  • Nanoencapsulao de bacterifagos para terapia fgica por via inalatria

    4

    Autor: Andr Filipe Oliveira Mendes de Azevedo Orientador: Professor Doutor Victor M. Balco Co-orientador: Professora Doutora Carla Manuela Matos

    Desenvolvimento de um sistema teraputico com bacterifagos para administrao por via inalatria, com

    recurso a nanoencapsulao, como modelo para tratamento de pneumonia bacteriana.

    O aluno

    ______________________________________________________________________

    Trabalho apresentado Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obteno do grau de Mestre em Cincia Farmacuticas

  • Nanoencapsulao de bacterifagos para terapia fgica por via inalatria

    5

    Resumo

    A emergncia de estirpes bacterianas resistentes aos antibiticos e a fraca

    penetrao dos antibiticos em biofilmes bacterianos pe em nfase a necessidade de

    alternativas seguras e eficazes para o tratamento antimicrobiano. A aplicao de

    bacterifagos (ou fagos) estritamente lticos tem sido proposta como uma alternativa (ou

    complemento) aos antibiticos convencionais, permitindo a libertao dos predadores

    naturais das bactrias directamente no local de infeco. Provavelmente, a maior

    vantagem de terapias base de fagos reside no facto dos fagos se replicarem

    directamente no local de infeco, tornando-se profusamente disponveis onde so mais

    necessrios. Quando comparados aos antibiticos, os fagos apresentam diversas

    vantagens relevantes: (i) concentraes permanentemente elevadas no local de infeco,

    aumentando na presena de bactrias (viveis), sendo apenas eliminados aps

    erradicao; (ii) compatibilidade total com os antibiticos; (iii) especficos contra

    bactrias alvo; (iv) maior penetrao em biofilmes bacterianos, atravs da induo para

    produo de enzimas que hidrolizam a matriz polimrica dos biofilmes; e (v) enquanto

    as bactria podem desenvolver resistncia aos fagos, o isolamento e a produo em

    larga escala de novos fagos bastante mais simples e econmico do que desenvolver

    novos antibiticos. Emulses gua em leo em gua (A/O/A) so exemplos de emulses

    em que pequenas gotas de gua se encontram dispersas em partculas maiores de leo

    que por sua vez se encontram dispersas num fase aquosa continua. Devido sua

    estrutura interna compartimentalizada, estas emulses apresentam vantagens para

    encapsulao em relao a emulses simples O/A, como a capacidade para transportar

    molculas tanto polar como no polar, e permitem um melhor controlo na libertao de

    molculas teraputicas. Neste trabalho de pesquisa, foi investigado o potencial do

    encapsulamento de um fago (phi-PVP-SE1) de espectro alargado capaz de infectar

    Salmonella e E. coli. A caracterizao fisico-quimica da formulo encapsuladora dos

    fagos incluiu a determinao do tamanho de partcula, distribuio de partcula e carga

    das partculas atravs da anlise do Potncial Zeta, morfologia de superfcie via SEM,

    eficincia de encapsulao e anlise trmica via DSC. A actividade antimicrobiana das

    nanoemulses produzidas foi tambm testada in vitro.

  • Nanoencapsulao de bacterifagos para terapia fgica por via inalatria

    6

    Abstract

    The emergence of antibiotic-resistant bacterial strains and the week penetration of

    antibiotics in bacterial biofilms put an emphasis in the need for safe and effective

    alternatives for antimicrobial treatments. The application of strictly lytic bacteriophages

    (or phages) has been proposed as an alternative (or complement) to conventional

    antibiotics, allowing release of the natural predators of bacteria directly to the site of

    infection. Probably, the major advantage of phage-based therapy lies in the fact that

    phages replicate directly in the site of infection, becoming profusely available where

    they are most needed. When compared to antibiotics, phages present many relevant

    advantages: (i) permanently high concentrations at the infection site, increasing in the

    presence of (viable) bacterial host, with elimination occurring only after eradication of

    the later; (ii) total compatibility with antibiotics; (iii) specificity against target-bacteria;

    (iv) higher penetration in bacterial biofilms, by inducing production of enzymes that

    hydrolyze biofilm polymeric matrix; and (v) while bacteria can develop resistance to

    phages, isolation and large-scale production of new lytic phages is much simpler and

    economical than developing a new antibiotic. Water-in-oil-in-water (W/O/W) emulsions

    are examples of emulsions, in which dispersions of small water droplets within larger

    oil particles are themselves dispersed in a continuous aqueous phase. Due to their

    compartimentalized internal structure, this emulsions present advantages over simple

    O/W emulsions for encapsulation, such as the ability to carry both polar and non-polar

    molecules, and a better control over releasing of therapeutic molecules. In the present

    research work, the potential of encapsulating a broad lytic spectrum phage (phi-PVP-

    SE1) able to infect enteric Salmonella and E. coli has been investigated.

    Physicochemical characterization of the optimized phage-encasing particle formulations

    encompassed determination of particle size, size distribution and particle charge, via

    Zeta potential analysis, surface morphology via SEM, encapsulation efficiency, and

    thermal analysis via DSC. The antimicrobial activity of the emulsions produced was

    also assessed in vitro.

  • Nanoencapsulao de bacterifagos para terapia fgica por via inalatria

    7

    Agradecimentos

    Este trabalho monongrfico dita o fim deste meu percurso acadmico. Gostaria

    ento de agradecer a todas as pessoas que de alguma forma me ajudaram e

    incentivaram.

    Ao meu orientador Professor Doutor Victor Balco pela orientao e incentivo

    constante e incansvel, pela disponibilidade que sempre demonstrou e por todo o

    conhecimento que disponibilizou.

    Professora Doutora Carla Manuela Matos e Professora Doutora Carla Moutinho

    pela disponibilidade e aconselhamento.

    Doutora Joana Azeredo do Instituto de Biotecnologia e Bioengenharia da

    Universidade do Minho pela disponibilizao dos fagos utilizados e pelas anlises

    antimicrobianas realizadas.

    Eng Madalena Vieira do Instituto de Biotecnologia e Bioengenharia da

    Universidade do Minho pela disponibilizao dos aparelhos de medio do Potncial

    Zeta e tamanho de partcula e de anlise de Calorimetria Diferencial de varrimento.

    Ao Centro de Materiais da Universidade do Porto (CEMUP) pela

    disponibilazao do Microscpio Electrnico Criognico de Varrimento.

    Ao Luis Miguel Castro pelo companheirismo e amizade demonstrado dentro e fora do

    laboratrio.

    Aos meus pais por todo o apoio que demonstraram ao longo deste percurso acadmico.

    minha esposa Alexandra por todo o apoio e pacincia ao longo deste percurso

    acadmico.

  • Nanoencapsulao de bacterifagos para terapia fgica por via inalatria

    8

    ndice

    Resumo ............................................................................................................................5

    Abstract ..........................................................................................................................6

    Agradecimentos .........................................................................................................7

    I - Hiptese ........................................................................................................12

    II - Objectivos .......................................................................................................13

    III - Introduo ........................................................................................................14

    1 - Pneumonia de origem bacteriana ....................................................................14

    i - Definio ................................................................................................14

    ii - Fisiopatologia .........................................................................................15

    iii - Sintomatologia ......................................................................................16

    iv - Pneumonia adquirida na comunidade ....................................................16

    v - Pneumonia adquirida em ambiente hospitalar ........................................17

    3 - Bacterifagos ...................................................................................................18