Riassunto analitico
L’antibiotico resistenza, i cui fattori eziologici sono identificabili nell’uso/abuso degli antibiotici, nelle automedicazioni improprie e nell’assunzione degli stessi per via alimentare, rappresenta un serio problema per la salute pubblica. Le evidenze scientifiche, suffragate da dati epidemiologici internazionali, hanno stimolato ulteriori ricerche mirate ad individuare terapie antimicrobiche alternative caratterizzate dall’assenza di sviluppo di resistenza. In questo contesto si inserisce la terapia fotodinamica (PDT) che consiste nell’uso di agenti antimicrobici luce-attivati con conseguente foto-sensitizzazione letale dei microrganismi. Questo lavoro di tesi ha avuto come obiettivo primario lo studio, nell’ambito delle infezioni topiche, di polimeri, leganti il TBO (toluidine blue o), capaci di migliorare l’efficacia del TBO puro contro differenti specie di batteri. Sono state sintetizzate e analizzate due serie di polimeri (A e C), con differenti strutture chimiche. Per ogni composto sono stati valutati i seguenti parametri: l’attività antimicrobica dopo irradiazione con luce laser (30 secondi, 1 e 2 minuti), l’uptake all’interno delle cellule batteriche, la quantità prodotta di specie reattive dell’ossigeno, la fluorescenza e l’assorbanza UV/VIS. I polimeri sono stati testati su batteri Gram-negativi (E.coli) e Gram-positivi (S.epidermidis). L’elaborazione dei dati ha documentato che i polimeri appartenenti alla serie A hanno un’attività antimicrobica superiore rispetto alla serie C, in particolare una specifica struttura polimerica (A3-1) ha fornito i migliori risultati antimicrobici. Tale evidenza ha indotto ad ulteriori studi condotti su altri quattro batteri (S.pyogenes, MRSA, P.aeruginosa and A.baumannii). I risultati hanno mostrato un’attività battericida del polimero A3-1 nei confronti di tre Gram-negativi (E.coli, P.aeruginosa, A. baumannii) e due Gram-positivi (S.epidermidis, S.pyogenes). Relativamente al MRSA (Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus), invece, il polimero A3-1, sebbene non abbia un completo effetto battericida, ha più efficacia rispetto al TBO puro. Le conclusioni dello studio hanno evidenziato pertanto che il polimero A3-1 è un buon candidato antimicrobico contro diversi tipi di batteri ed ha la potenzialità per poter essere considerato come una valida alternativa alla classica terapia antibiotica.
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Abstract
The antibiotic resistance, whose etiological factors are identified in the use/misuse of antibiotics, in self-administration of these and in the use in animal food, represents a serious public health problem.
Scientific evidence, supported by international epidemiological data, has led to further researches aimed at identifying alternative antimicrobial therapies to which, hypothetically, bacteria are extremely unlikely to develop resistance. An example is photodynamic therapy.
Photodynamic therapy (PDT) is the use of light-activated antimicrobial agents to achieve lethal photosensitization of an infected organism.
This investigation aimed to find polymers attached to TBO (toluidine blue o) capable of improving the effectiveness of pure TBO against different species of bacteria and to use them as a photosensitizer in topical infections.
For this purpose, two series of polymers (A and C) with different structures were synthetized and analysed. For each compound the antimicrobial activity after irradiation with laser light (30 seconds, 1 and 2 minutes), the cell uptake, the yield of reactive oxygen species, the fluorescence and the absorbance in UV/VIS were detected. For the screening of the compounds, polymers were tested on Gram-negative (E. coli) and Gram-positive bacteria (S. epidermidis).
In general, A-series showed better results than C-series. A3-1 had shown the best antimicrobial activity. This outcome has led to further studies against others 4 bacteria (S.pyogenes, MRSA, P.aeruginosa and A.baumannii). A3-1 was able to kill 3 Gram-negative bacteria (E.coli, P.aeruginosa, A. baumannii) and 2 Gram positive (S.epidermidis and S.pyogenes).
Regarding MRSA (Methicillin-Resistant Staphylococcus Aureus), results showed an improvement after 2 minutes but not a complete killing.
This thesis work has demonstrated that the A3-1 polymer is a good antimicrobial candidate against different types of bacteria and it has the potential to be an alternative to traditional antibiotics.
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