Relatório de Estágio e Monografia intitulada "Compostos contendo N-heterociclos e a sua atividade antibiofilme"

Abstract

Um biofilme consiste num conjunto de microrganismos envolvidos numa matriz de exopolissacarídeos que lhes permite viver numa atmosfera própria e ser extremamente resistentes a fatores de stress externos. Atualmente as infeções por biofilme são um problema grave de saúde pública, pois devido à sua capacidade de mutação e à complexidade dos seus mecanismos internos, não existem ainda fármacos aprovados que sejam capazes de erradicar os biofilmes a uma concentração não tóxica para o doente. O seu processo de desenvolvimento foi estudado com base no biofilme de Pseudomonas aeruginosa e descrito em cinco etapas principais: adsorção à superfície seguida de uma adesão robusta, agregação das células em microcolónias, crescimento e maturação e, por fim, a etapa de dispersão, que é responsável pela disseminação da infeção. Os biofilmes têm diversos mecanismos de resistência, como são exemplo a existência de diferentes fenótipos com necessidades nutricionais e níveis metabólicos distintos e o quorum sensing. Este é uma via de comunicação intra biofilme que é capaz de modular a resposta das bactérias em função de estímulos externos e internos e é um dos aspetos que lhes confere a tão elevada complexidade. Nas duas últimas décadas, o investimento em novas moléculas com atividade antibiofilme tem sido bastante elevado e existe uma infinidade de compostos em investigação. Os N-heterocíclicos têm apresentado atividades fisiológicas diversificadas e estão presentes numa ampla quantidade de fármacos, pelo que têm sido alvo de investigação quanto à sua atividade antibiofilme. Neste trabalho irei incidir sobre algumas classes dessas moléculas e a sua atividade, revendo a sua capacidade de inibir a formação de novos biofilmes ou mesmo modular a atividade dos já existentes.

Biofilm is a group of microorganisms attached to a surface and involved in a matrix of exopolysaccharides, this matrix allows them to live in a self-atmosphere and to be very resistant to external stress factors, such as high temperatures, high pH levels, UV radiation, among others.Nowadays infections caused by biofilms are a huge public health problem. Since they can mutate and their internal mechanisms are very complex, there are not yet approved drugs to eliminate biofilms in a non- toxic concentration for the patient. Their development process was studied considering Pseudomonas aeruginosa’s biofilm, this process has five main steps: initial adhesion, strong adhesion, microcolony formation, maturation and growth, and, ultimately, dispersion that is responsible for infection’s spreading.Biofilms have various resistance mechanisms, as the existence of different phenotypes with nutritional needs and metabolic levels very distinguished and the quorum sensing. This is a communication pathway inside the biofilm which modulates bacteria’s answer considering external and internal stimulus, this is one of the characteristics that makes them so complex. On the last two decades, the investment in new molecules with antibiofilm activity has been high and there is an infinitude of compounds currently under investigation. The N-heterocyclic compounds showed different biological activities, these are relevant because they take part in an elevated number of drugs, which is why they are under investigation for their antibiofilm activity. In this thesis, I will study in further detail some heterocyclic compounds and their activity, this will be useful to review if these compounds inhibit the growth of new biofilms or even if they can regulate the activity of the current ones.