Bilha, Juliana Kafka2025-05-122025-05-122025-05-12https://dspace.unila.edu.br/handle/123456789/9097Tese 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 Doutora em Energia e Sustentabilidade.Os microrganismos podem ser fontes naturais de diversas moléculas com potencial biotecnológico para produção de compostos para aplicações clínicas e industriais trazendo soluções inovadoras e sustentáveis nessas áreas. A bacterioclorofila extraída de grupos de bactérias púrpuras não sulfurosas quando modificada estruturalmente pode originar o fotossensibilizador Bacterioclorina, que é utilizado em terapia fotodinâmica. A Terapia Fotodinâmica é uma reação fotoquímica que requer a presença de moléculas fotossensibilizadoras que, irradiadas com luz de um comprimento de onda específico, leva à geração de espécies reativas de oxigênio, através da excitação do oxigênio molecular e, consequentemente, resultam em morte celular. Tem sido utilizada para tratamento de infecções bacterianas e/ou fúngicas, exibindo vantagens se comparado a antibióticos, visto que diminui a resistência bacteriana neste tipo de terapia. Além disso, a terapia fotodinâmica tem mostrado eficiência tanto para bactérias Gram-positivas quanto para bactérias Gram-negativas. Para tanto, neste estudo, microrganismos pigmentados isolados de sedimentos de diferentes ambientes incluindo, chorume, fundo de lago e o ambiente Antártico, foram testados a fim de obter fotossensibilizadores naturais. Também foi produzida uma bacterioclorina catiônica (Bchl-Cat) obtida da extração da bacterioclorofila de Rhodopseudomonas faecalis. Bchl-Cat e uma bacterioclorina metóxi (Bchl-M) foram utilizadas para estudos de fotoinativação. Os resultados obtidos demonstram potencial biotecnológico de uma molécula extraída de bactéria de amostras de chorume. Além disso, a bacterioclorina catiônica (Bchl-Cat) inativou o microrganismo Grampositivo, Staphylococcus aureus. Para Pseudomonas aeruginosa a inibição alcançou cerca de 3 logs na concentração de 100 μM de Bchl-Cat e dose de luz de 45 J/cm2. Em Escherichia coli a inibição foi cerca de 4 logs na concentração de 250 μM de Bchl-Cat e dose de luz de 45 J/cm2. Em Salmonella typhimurium a inibição de 5 logs na concentração de 250 μM de Bchl-Cat e doses de luz de 20, 30 e 45 J/cm2. Para a levedura Candida albicans, Bchl-Cat inibiu cerca de 3 logs na concentração de 100 μM e dose de luz de 45 J/cm2. Bchl-M conseguiu inibir cerca de 3 logs na concentração de 250 μM e doses de luz de 20, 30 e 45 J/cm2 da levedura Candida albicans. Estes resultados são significativos e podem indicar inativação de bactérias Gram-negativas com fotossensibilizador catiônico. Estudos posteriores podem inserir mais grupamentos catiônicos na molécula a fim de aumentar sua capacidade de interação com a parede celular desses microrganismos. Resumen Los microorganismos pueden ser fuentes naturales de diversas moléculas con potencial biotecnológico para producir compuestos para aplicaciones clínicas e industriales, aportando soluciones innovadoras y sostenibles en estas áreas. La bacterioclorofila extraída de grupos de bacterias moradas sin azufre, cuando se modifica estructuralmente, puede dar lugar al fotosensibilizador bacterioclorina, que se utiliza en terapia fotodinámica. La Terapia Fotodinámica es una reacción fotoquímica que requiere la presencia de moléculas fotosensibilizantes que, al ser irradiadas con luz de una longitud de onda específica, conduce a la generación de especies reactivas de oxígeno, a través de la excitación del oxígeno molecular y, en consecuencia, resulta en la muerte celular. Se ha utilizado para tratar infecciones bacterianas y/o fúngicas, mostrando ventajas frente a los antibióticos, ya que en este tipo de terapia no se produce resistencia bacteriana. Además, se ha demostrado que la terapia fotodinámica es eficaz tanto para bacterias Grampositivas como Gramnegativas. Para ello, en este estudio se probaron microorganismos pigmentados aislados de sedimentos de ambientes cloacales, ambientes de fondo de lagos y ambiente antártico con el fin de obtener fotosensibilizadores naturales. También se produjo una bacterioclorina catiónica (Bchl-Cat) obtenida de la extracción de bacterioclorofila de Rhodopseudomonas faecalis. Se utilizaron Bchl-Cat y una bacterioclorina metoxi (Bchl-M) para estudios de fotoinactivación. Los resultados obtenidos demuestran el potencial biotecnológico de una molécula extraída de bacterias en muestras de lixiviados. Además, la bacterioclorina catiónica (Bchl-Cat) inactivó el microorganismo grampositivo Staphylococcus aureus. Para Pseudomonas aeruginosa, la inhibición alcanzó aproximadamente 3 log a una concentración de 100 µM de Bchl-Cat y una dosis de luz de 45 J/cm2 . En Escherichia coli la inhibición fue de aproximadamente 4 log a una concentración de 250 µM de Bchl-Cat y una dosis de luz de 45 J/cm2 . En Salmonella typhimurium la inhibición de 5 logs a una concentración de 250 µM de Bchl-Cat y dosis de luz de 20, 30 y 45 J/cm2 . Para la levadura Candida albicans, Bchl-Cat inhibió aproximadamente 3 logs a una concentración de 100 µM y una dosis de luz de 45 J/cm2 . Bchl-M fue capaz de inhibir alrededor de 3 logs a una concentración de 250 µM y dosis de luz de 20, 30 y 45 J/cm2 de la levadura Candida albicans. Estos resultados son significativos y pueden indicar la inactivación de bacterias Gramnegativas con un fotosensibilizador catiónico. Otros estudios pueden insertar más grupos catiónicos en la molécula para aumentar su capacidad de interactuar con la pared de estos microorganismos.viopenAccessterapia fotodinâmicamicrorganismosbactérias gram-negativasbiotecnologia