Avaliação de clorinas modificadas na fotoinativação de microrganismos
| dc.contributor.author | Acosta Acevedo, Andres Camilo | |
| dc.date.accessioned | 2026-04-01T15:28:54Z | |
| dc.date.available | 2026-04-01T15:28:54Z | |
| dc.date.issued | 2026-04-01 | |
| dc.description | Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Mestra em Energia e Sustentabilidade. | |
| dc.description.abstract | Os casos de resistência microbiana têm aumentado significativamente nos últimos anos, despertando alerta sobre o uso inadequado e a administração incorreta de medicamentos. Esses fatores contribuem para o surgimento de microrganismos cada vez mais resistentes, capazes de adquirir genes que dificultam sua inativação pelos tratamentos convencionais, como antibióticos, antifúngicos e antivirais. Nesse cenário, destaca-se a importância da biotecnologia na compreensão da ação microbiana e na busca por alternativas eficazes que ofereçam soluções práticas e sustentáveis. Entre essas alternativas, encontram-se os fotossensibilizadores, moléculas que podem ser de origem natural, como os derivados de clorofila extraídos da alga Spirulina maxima, utilizados na Terapia Fotodinâmica (TFD). A TFD combina fotossensibilizador, luz e oxigênio que geram espécies que causam a inativação de microrganismos patogênicos. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia de fotossensibilizadores catiônicos frente a bactérias Gramnegativas e Gram-positivas, comparando seu desempenho ao do azul de metileno em diferentes concentrações e doses de luz. Os fotossensibilizadores foram semisintetizados partindo da extração da clorofila da Spirulina máxima, seguida de transformações químicas seguidas pela caracterização dos mesmos. Na sequência os fotossensibilizadores do tipo clorina foram avaliados frente a inativação de microrganismos (Gram-positiva Staphylococcus aureus, Gram-negativas Salmonella, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa) usando a TFD com uma fonte de irradiação em 660 nm. As concentrações utilizadas foram de 1, 50, 100 e 250 μM e doses de luz de 30 e 45 J/cm². Para o Staphylococcus aureus, nas concentrações de 1 e 50 μM das clorinas testadas e nas doses de luz de 20 e 45J/cm² foram obtidos resultados satisfatórios. Para os microrganismos E. coli e P. aeruginosa nas concentrações 50 e 100 μM com doses de luz de 30 e 45J/cm² foram obtidos resultados promissores. No presente estudo foi possível observar que microrganismos Gram-negativos apresentam resistência àinativação fotodinâmica, reforçando a preocupação de que a aquisição de genes de resistência representa uma séria problemática global para a saúde pública. Por outro lado, o uso de fotossensibilizadores catiônicos mostrou-se altamente promissor frente a esse desafio, evidenciando seu potencial como alternativa eficaz para contornar essa barreira microbiológica. Essa abordagem reforça a busca por novas alternativas sustentáveis, alinhadas aos objetivos propostos pelas ODS, garantindo acesso a tratamentos inovadores e ressaltando sua importância econômica e clínica. Resumen Los casos de resistencia microbiana han aumentado significativamente en los últimos años, lo que ha generado una alerta sobre el uso inadecuado y la administración incorrecta de medicamentos. Estos factores contribuyen al surgimiento de microorganismos cada vez más resistentes, capaces de adquirir genes que dificultan su inactivación mediante tratamientos convencionales como antibióticos, antifúngicos y antivirales. En este escenario, se destaca la importancia de la biotecnología en la comprensión de la acción microbiana y en la búsqueda de alternativas eficaces que ofrezcan soluciones prácticas y sostenibles. Entre estas alternativas se encuentran los fotosensibilizadores, moléculas que pueden tener origen natural, como los derivados de clorofila extraídos del alga Spirulina maxima, utilizados en la Terapia Fotodinámica (TFD). La TFD combina fotosensibilizador, luz y oxígeno, generando especies que causan la inactivación de microorganismos patógenos. De esta manera, el objetivo de este estudio fue evaluar la eficacia de fotosensibilizadores catiónicos frente a bacterias Gram-negativas y Gram-positivas, comparando su desempeño con el del azul de metileno en diferentes concentraciones y dosis de luz. Los fotosensibilizadores fueron semisintetizados a partir de la extracción de clorofila de la Spirulina maxima, seguida de transformaciones químicas y posterior caracterización. A continuación, los fotosensibilizadores del tipo clorina fueron evaluados frente a la inactivación de microorganismos (Gram-positiva Staphylococcus aureus, Gram-negativas Salmonella, Escherichia coli y Pseudomonas aeruginosa) utilizando la terapia fotodinámica con una fuente de irradiación de 660 nm. Las concentraciones utilizadas fueron 1, 50, 100 y 250 μM, y las dosis de luz fueron 30 y 45 J/cm². Para Staphylococcus aureus, en las concentraciones de 1 y 50 μM de las clorinas evaluadas y con dosis de luz de 20 y 45 J/cm², se obtuvieron resultados satisfactorios. Para los microorganismos E. coli y P. aeruginosa, en las concentraciones de 50 y 100 μM con dosis de luz de 30 y 45 J/cm², se obtuvieron resultados prometedores. En el presente estudio fue posible observar que los microorganismos Gram-negativos presentan resistencia a la inactivación fotodinámica, reforzando la preocupación de que la adquisición de genes de resistencia representa una seria problemática global para la salud pública. Por otro lado, el uso de fotosensibilizadores catiónicos se mostró altamente prometedor frente a este desafío, evidenciando su potencial como alternativa eficaz para superar esta barrera microbiológica. Este enfoque refuerza la búsqueda de nuevas alternativas sostenibles, alineadas con los objetivos propuestos por los ODS, garantizando el acceso a tratamientos innovadores y resaltando su importancia económica y clínica. | |
| dc.identifier.uri | https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/9754 | |
| dc.language.iso | vi | |
| dc.rights | openAccess | |
| dc.subject | resistência microbiana | |
| dc.subject | clorinas catiônicas | |
| dc.subject | Biotecnologia | |
| dc.subject | terapia fotodinâmica | |
| dc.title | Avaliação de clorinas modificadas na fotoinativação de microrganismos | |
| dc.type | Article | |
| dcterms.abstract | Cases of microbial resistance have increased significantly in recent years, raising concerns about the improper use and incorrect administration of medications. These factors contribute to the emergence of increasingly resistant microorganisms capable of acquiring genes that hinder their inactivation by conventional treatments such as antibiotics, antifungals, and antivirals. In this scenario, biotechnology plays an important role in understanding microbial action and in the search for effective alternatives that offer practical and sustainable solutions. Among these alternatives are photosensitizers, molecules that may be of natural origin, such as chlorophyll derivatives extracted from the alga Spirulina maxima, used in Photodynamic Therapy (PDT). PDT combines a photosensitizer with light and oxygen, generating species that cause the inactivation of pathogenic microorganisms. Thus, the aim of this study was to evaluate the effectiveness of cationic photosensitizers against Gram-negative and Gram-positive bacteria, comparing their performance to that of methylene blue at different concentrations and light doses. The photosensitizers were semi-synthesized starting from the extraction of chlorophyll from Spirulina maxima, followed by chemical transformations and subsequent characterization. Next, chlorins photosensitizers were evaluated against the inactivation of microorganisms (Gram-positive Staphylococcus aureus and Gramnegative Salmonella, Escherichia coli, and Pseudomonas aeruginosa) using photodynamic therapy with a 660 nm irradiation source. The concentrations used were 1, 50, 100, and 250 μM, and the light doses were 30 and 45 J/cm². For Staphylococcus aureus, at concentrations of 1 and 50 μM of the tested chlorins and light doses of 20 and 45 J/cm², satisfactory results were obtained. For E. coli and P. aeruginosa, at concentrations of 50 and 100 μM and light doses of 30 and 45 J/cm², promising results were observed. In the present study, it was possible to observe that Gram-negative microorganisms exhibit resistance to photodynamic inactivation, reinforcing concerns that the acquisition of resistance genes represents a serious global issue for public health. On the other hand, the use of cationic photosensitizers proved highly promising in addressing this challenge, demonstrating their potential as an effective alternative to overcome this microbiological barrier. This approach supports the search for new sustainable alternatives aligned with the goals proposed by the SDGs, ensuring access to innovative treatments and highlighting their economic and clinical relevance. |
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