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Campo DCValorIdioma
dc.contributor.advisor1Simionatto, Simonept_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4455429740861414pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Souza, Gleyce Hellen de Almeida dept_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8163519978837401pt_BR
dc.contributor.referee1Rossato, Luanapt_BR
dc.contributor.referee2Marques, Aline Andradept_BR
dc.contributor.referee3Cardoso, Marlon Henrique e Silvapt_BR
dc.contributor.referee4Marchioro, Silvana Beutingerpt_BR
dc.creatorSturaro , Mariana Carvalhopt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/3041100311056029pt_BR
dc.date.accessioned2025-06-04T21:12:31Zpt_BR
dc.date.available2025-03-10pt_BR
dc.date.available2025-06-04T21:12:31Zpt_BR
dc.date.issued2025-02-27pt_BR
dc.identifier.citationSTURARO, M.C. Investigation of cephalosporin-based antimicrobial combination strategies for targeting resistant bacterial infections. 2025. 97 f. Dissertação (Mestrado em Ciências da Saúde) – Faculdade de Ciências da Saúde, Universidade Federal da Grande Dourados, Dourados, MS, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/6430pt_BR
dc.description.abstractThe Gram-negative bacterium Klebsiella pneumoniae represents a major threat to global health due to its high rate of resistance to antimicrobials, leading to treatment limitations. Given this, the present study aimed to investigate the synergism between antibiotic combinations as a therapeutic alternative for infections caused by K. pneumoniae. For this purpose, a checkerboard test was performed with combinations of the following cephalosporins - Cefotaxime, Cefmenoxime, Ceftibuten, Cephalexin, Cefixime - with Polymyxin B and, from this, the fractional inhibitory concentration index (FICI) was calculated. In addition, survival curves were obtained, and analyses were performed with the Synergyfinder software for the studied combinations. The bacterial biofilm inhibition potential of the combinations was also explored. Scanning electron microscopy (SEM) images of K. pneumoniae treated with the combinations were obtained. In addition, the hemolysis test was performed to investigate the combinations hemolytic potential. The combinations, Cefotaxime-Polymyxin B and Cefmenoxime-Polymyxin B were explored in an in vivo model of Caenorhabditis elegans, where toxicity and antibacterial efficacy experiments were performed. In vitro pharmacokinetic/pharmacodynamic (PK/PD) was performed for Ceftibuten-Polymyxin B, using a modified Emax model to elucidate the combination antibacterial potential and efficacy. In vivo assay with Swiss mice was performed with Ceftibuten-Polymyxin B combination. Cefotaxime-Polymyxin B, Cefmenoxime-Polymyxin B and Ceftibuten-Polymyxin B exhibited low FICIs, ranging from 0.19 to 0.5, from 0.25 to 1.5 and from 0.15 to 0.37, respectively, with zero interaction potency (ZIP) scores of 37,484, 15,076 and 45,754, representing synergism. Plus, PK/PD study demonstrated that Ceftibuten-Polymyxin B had enhanced antibacterial activity comparing to treatments alone, based on a lower EC50 dose (the antibiotic concentration required to achieve 50% of the maximum effect) and a higher kmax (bacterial killing constant). The three studied combinations significantly reduced the growth and biofilm formation of carbapenem polymyxin resistant K. pneumoniae, without compromising the bacterial cell integrity, according to SEM images. Safety evaluations demonstrated low percentages of hemolysis for the treatments. In accordance, Cefotaxime-Polymyxin B and Cefmenoxime-Polymyxin B generated high survival rates in toxicity evaluations in C. elegans. In the K. pneumoniae infection in vivo model, Cefotaxime-Polymyxin B and Cefmenoxime Polymyxin B significantly increased the survival of C. elegans nematodes. Furthermore, in vivo studies revealed the efficacy of Ceftibuten-Polymyxin B in significantly reducing the bacterial load of the peritoneal lavage fluid of mice. These results highlight the potential of the combination between the studied cephalosporins and Polymyxin B for thetreatment of infections caused by K. pneumoniae resistant to carbapenems and polymyxins.en
dc.description.resumoA bactéria Gram-negativa Klebsiella pneumoniae representa uma grande ameaça à saúde global devido à sua alta taxa de resistência a antimicrobianos, o que limita as opções de tratamento. Diante disso, o presente estudo teve como objetivo investigar o sinergismo entre combinações de antibióticos como alternativa terapêutica para infecções causadas por K. pneumoniae. Para isso, foi realizado o teste de checkerboard com combinações das seguintes cefalosporinas - Cefotaxima, Cefmenoxima, Ceftibuteno, Cefalexina, Cefixima - com Polimixina B, e a partir disso, foi calculado o índice de concentração inibitória fracionada (ICIF). Além disso, foram obtidas curvas de sobrevivência e realizadas análises com o software Synergyfinder para as combinações estudadas. O potencial de inibição de biofilme bacteriano das combinações também foi explorado. Imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) de K. pneumoniae tratada com as combinações foram obtidas. Ademais, foi realizado o teste de hemólise para investigar o potencial hemolítico das combinações. As combinações Cefotaxima-Polimixina B e Cefmenoxima-Polimixina B foram exploradas em um modelo in vivo de Caenorhabditis elegans, onde experimentos de toxicidade e eficácia antibacteriana foram realizados. A farmacocinética/farmacodinâmica (PK/PD), baseada em experimentação in vitro, foi estudada para a combinação Ceftibuteno-Polimixina B, utilizando um modelo Emax modificado para elucidar o potencial antibacteriano e a eficácia da combinação. Um ensaio in vivo com camundongos foi realizado com a combinação Ceftibuteno-Polimixina B. Cefotaxima-Polimixina B, Cefmenoxima-Polimixina B e Ceftibuteno-Polimixina B apresentaram baixos ICIFs, variando de 0,19 a 0,5, de 0,25 a 1,5 e de 0,15 a 0,37, respectivamente, com pontuações de Potência de Interação Zero (ZIP) de 37.484, 15.076 e 45.754, representando sinergismo. Além disso, o estudo de PK/PD demonstrou que a combinação Ceftibuteno-Polimixina B teve maior atividade antibacteriana em comparação com os tratamentos isolados, com base em uma dose de EC50 (concentração do antibiótico necessária para alcançar 50% do efeito máximo) menor e um kmax (constante de morte bacteriana) maior. As três combinações estudadas reduziram significativamente o crescimento e a formação de biofilme de K. pneumoniae resistente a carbapenêmicos e polimixinas, sem comprometer a integridade da célula bacteriana, conforme imagens de MEV. As avaliações de segurança demonstraram baixos percentuais de hemólise para os tratamentos. Ainda, Cefotaxima-Polimixina B e Cefmenoxima-Polimixina B geraram altas taxas de sobrevivência nas avaliações de toxicidade em C. elegans. No modelo in vivo de infecção por K. pneumoniae, Cefotaxima Polimixina B e Cefmenoxima-Polimixina B aumentaram significativamente a sobrevivência dos nematoides C. elegans. Além disso, os estudos in vivo revelaram a eficácia de Ceftibuteno-Polimixina B na redução significativa da carga bacteriana no fluido de lavagem peritoneal de camundongos. Esses resultados destacam o potencial da combinação entre as cefalosporinas estudadas e Polimixina B para o tratamento de infecções causadas por K. pneumoniae resistente a carbapenêmicos e polimixinas.pt_BR
dc.description.provenanceSubmitted by Claudeir Guilhermino (claudeirguilhermino@ufgd.edu.br) on 2025-06-04T21:12:31Z No. of bitstreams: 1 MarianaCarvalhoSturaro.pdf: 6925602 bytes, checksum: 8b2af80ca8d6b57d210b252bb4423e43 (MD5)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2025-06-04T21:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarianaCarvalhoSturaro.pdf: 6925602 bytes, checksum: 8b2af80ca8d6b57d210b252bb4423e43 (MD5) Previous issue date: 2025-02-27en
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Grande Douradospt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentFaculdade de Ciências da Saúdept_BR
dc.publisher.programPrograma de pós-graduação em Ciências da Saúdept_BR
dc.publisher.initialsUFGDpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectResistênciapt_BR
dc.subjectResistanceen
dc.subjectKlebsiella pneumoniaept_BR
dc.subjectKlebsiella pneumoniaeen
dc.subjectTerapia combinadapt_BR
dc.subjectCombination therapyen
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS DA SAUDEpt_BR
dc.titleInvestigation of cephalosporin-based antimicrobial combination strategies for targeting resistant bacterial infectionspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
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