Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/25773
Title: Bacteria from sub-explored environments: potential to fight lung cancer and associated infections
Author: Pereira, Diana da Conceição Marinho
Advisor: Marques, Catarina Pires Ribeiro Ramos
Keywords: Bacteria
Natural compounds
Biotechnological potential
Antimicrobial activity
Anticancer activity
Industry
Environment
Health
Lung cancer
Bacterial infections of the respiratory-tract
MTT assay
Defense Date: 21-Dec-2018
Abstract: Lung cancer currently leads the cancer-related mortality rate worldwide. It is a highly incident, invasive and metastatic cancer. Cancer treatment is usually ensured by the combination of surgery, and adjuvant therapies (chemo- and radiotherapy). However, this approach presents problems in terms of efficacy, toxicity to peripheral tissues and resistance. These limitations associated with the occurrence of bacterial respiratory tract infections (IBTR) promote the ineffectiveness of cancer treatment, leading to high mortality and morbidity. In recent years there has been an effort to produce a new generation of compounds that fill these clinical gaps, but the results are still not satisfactory. Thus, the search for new natural compounds that evidence anticancer and/or antimicrobial activity is crucial. In this context, microorganisms constitute a rich source of bioactive compounds, due to their secondary metabolism developed in response to stress conditions, ensuring their survival/resilience. Extreme and/or under-exploited environments, such as caves, sustain microorganisms with high biotechnological potential. Thus, the objectives of this work were: (1) to make the state of the art on lung cancer, BTRI associated with it, available treatments and the discovery of new natural compounds with therapeutic value; (2) present an unprecedented review of calcareous karstic caves, the microbial habitats it sustain and the biotechnological power of these microorganisms for industrial, environmental and medical applications; (3) screening the antimicrobial and anticancer activity of bacteria isolated from under-exploited environmental niches. Archaea and Bacteria in karst caves underwent an evolution under selective pressures, thus developing a highly specialized biosynthetic metabolism and sustained by a peculiar genetic diversity. In particular, karst cave bacteria and archaea have the ability to synthesize enzymes adapted to low temperatures, as well as have a very attractive resistome and parvome for biotechnological applications. The screening for the bioactivity of bacteria isolated from limestone caves demonstrated its antimicrobial potential against BTRI-promoting bacteria (live colony and crude extract assays). In addition, some of the extracts from different fractions of bacterial culture (mostly Pseudomonas spp.) showed anticancer activity, since the cellular activity of lung cancer cells was decreased/inhibited. This study contributes to the search for natural compounds that may be useful in the fight against lung cancer in the futur
O cancro do pulmão lidera atualmente a taxa de mortalidade associada a cancro, à escala mundial. É um cancro altamente incidente, invasivo e metastizante. O tratamento do cancro é normalmente assegurado pela combinação de cirurgia, e terapias adjuvantes (quimio- e radioterapia). No entanto, esta abordagem apresenta problemas em termos de eficácia, toxicidade para tecidos periféricos e resistência. Estas limitações associadas à ocorrência de infeções bacterianas do trato respiratório (IBTR) fomentam a ineficácia do tratamento do cancro, conduzindo a elevada mortalidade e morbidade. Nos últimos anos tem havido um esforço para produzir uma nova geração de compostos que colmatem estas lacunas clínicas, mas os resultados ainda não são satisfatórios. Assim, a busca de novos compostos naturais que evidenciem atividade anticancerígena e/ou antimicrobiana é premente. Neste contexto, os microorganismos constituem uma rica fonte de compostos bioativos, graças ao seu metabolismo secundário desenvolvido em resposta a condições de stress, para garantir a sua sobrevivência/resiliência. Ambientes extremos e/ou sub-explorados, como as grutas, sustentam microorganismos com elevado potencial biotecnológico. Assim, os objetivos deste trabalho consistiram em: (1) fazer o estado da arte sobre o cancro do pulmão, IBTR a ele associadas, tratamentos disponíveis e a descoberta de novos compostos naturais com valor terapêutico; (2) apresentar uma inédita revisão acerca de grutas Cársicas calcárias, os habitats microbianos que sustentam e o poder biotecnológico desses microorganismos para aplicações industriais, ambientais e médicas; (3) realizar o rastreio da atividade antimicrobiana e anticancerígena de bactérias isoladas de nichos ambientais sub-explorados. Archaea e Bacteria em grutas Cársicas sofreram uma evolução sob pressões seletivas, desenvolvendo assim um metabolismo biossintético altamente especializado e sustentado por uma diversidade genética peculiar. Em particular, têm capacidade de sintetizar enzimas adaptadas a temperaturas baixas, assim como possuem um resistoma e parvoma muito atraentes para aplicações biotecnológicas. O rastreio da bioatividade de bactérias isoladas de grutas calcárias demonstrou o seu potencial antimicrobiano contra bactérias promotoras de IBTR (ensaios com colónia viva e extratos brutos). Além disso, alguns dos extratos de diferentes frações de cultura bacteriana (Pseudomonas spp.) apresentaram atividade anticancerígena, uma vez que a atividade de células de cancro do pulmão de rato (Lewis lung cancer) foi diminuída/inibida. Este estudo constitui um contributo na procura de compostos naturais que futuramente possam servir no combate ao cancro do pulmão.
URI: http://hdl.handle.net/10773/25773
Appears in Collections:DBio - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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