Vztah struktury a účinku chemoterapeutik na bakteriálních filmech a screeningu dynamiky antimikrobiálního účinku

PharmDr. Šárka MASCARETTI

Doctoral thesis

Structure-activity relationships of chemoterapeutics on bacterial biofilms and screening of dynamics of antimicrobial activity

Abstract:

Rezistence mikroorganismů k antimikrobiálním látkám je přetrvávající problém v humánní a veterinární medicíně. Pro bakterie je přirozenou formou přežívání vytváření biofilmů, které je chrání před nepříznivým vlivem prostředí. Vzhledem k tomu, že biofilmy jsou mnohonásobně odolnější vůči antibakteriálním látkám, infekce spojené s biofilmy představují výraznou komplikaci v léčbě. Cílem této práce bylo shrnout poznatky o biofilmech, jejich hodnocení a látkách s potenciálním antibiofilmovým působením. Cílem praktické části práce je studium nových látek s potenciálním antibiofilmovým účinkem. Byla hodnocena komplexní antimikrobiální aktivita 87 nově připravených sloučenin, které byly podle chemické struktury rozděleny do 6 podskupin. Sloučeniny byly hodnoceny jako inhibitoru růstu grampozitivním patogenů, mykobakterií, kvasinek a vláknitých hub. U aktivních sloučenin byl popsán vztah struktury a aktivity. Řada sloučenin silně inhibovala růst mikroorganismů nebo formaci biofilmu, limitujícím faktorem pro jejich další studium a případné klinické použití byla jejich cytotoxicita. Jako nejslibnější se ukázaly deriváty kyseliny gallové a několik sloučenin ze skupiny cinnamamidů a nitrofenylpiperazinů.

Abstract:

Microorganism resistance to antimicrobial drugs is a persistent problem in human and veterinary medicine. Biofilm is the natural way of living for microorganism, because it protects them from the adverse environmental impact. Because of higher resistance of biofilms to antimicrobial drugs, biofilm-associated infections are significant complications in antibacterial treatment. The aim of this work was to sum up knowledge about biofilms, their treatment and new compounds with potential antibiofilm activity. The aim of the experimental part of the work was to study newly synthetized agents with antibiofilm effect. The complex antimicrobial activity of 87 newly prepared compounds, divided in to 6 groups based on ther chemical structures, was evaluated. The compounds were tested as growth inhibitors of Gram-positive pathogens, mycobacteria, yeasts and filamentous fungi. For active compounds the structure-activity relationship was described. Many of tested compounds strongly inhibited the growth of microorganisms or biofilm formation. Their cytotoxicity was a limiting factor for their further study and possible clinical use. Derivatives of gallic acid and several compounds from the group of cinnamamides and nitrophenylpiperazines were the most promising for further investigations.

Keywords

antibakteriální aktivita, biofilm, time-kill, synergie.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 3. 2022

Thesis defence

• Supervisor: prof. PharmDr. Josef Jampílek, Ph.D., prof. PharmDr. Josef Jampílek, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Molecular and Cell Biology / Molecular and Cell Biology