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.
Anotace v angličtině
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.
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.
Anotace v angličtině
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.
Vypracuje literární rešerši na téma aktuální trendy ve vývoji látek s antibakteriální aktivitou se zaměřením na mikrobiální biofilmy.
Ve spolupráci s pracovníky Oddělením biologicky aktivních komplexů a molekulárních magnetů RCPTM a Ústavem infekčních chorob a mikrobiologie FVL VFU Brno provede screening vlivu vybraných nových koordinačních sloučenin (resp. ligandů) na souboru klinických izolátů bakterií, zejména na rodech Staphylococcus, Enterococcus a Mycobacteria. Aktivní látky budou dále studovány z hlediska dynamiky jejich antibakteriálního účinku a schopnosti inhibovat a degradovat stafylokokový biofilm.
U vybraných látek bude studovat jejich interakce s komunikačním systémem bakterií quorum sensing.
U vybraných sloučenin s antibakteriální aktivitou se vhodnými metodami pokusí specifikovat jejich mechanismus účinku na bakteriální buňky.
Na základě zjištěných poznatků o biologických aktivitách studovaných látek se pokusí formulovat obecnější závěry o vztahu mezi složením/strukturou sloučenin a konkrétní biologickou aktivitou nebo konkrétním mechanizmem účinku látek.
Výsledky průběžně publikovat na mezinárodních konferencích formou posterů nebo přednášek zaměřených na farmaceutickou chemii, mikrobiologii a molekulární biologii (např. EFMC-ISMC, CtB, ICAR), reps. v rámci elektronických konferencí formou full-textových příspěvků, a v minimálně čtyřech farmaceuticko-chemických vědeckých časopisech primárně patřících do kvartilu Q1 příslušného klastru (dle Web of Science), kdy alespoň u jedné publikace bude vystupovat v pozici prvního autora.
Získané výsledky sumarizovat a obhájit v doktorské disertační práci.
Zásady pro vypracování
Vypracuje literární rešerši na téma aktuální trendy ve vývoji látek s antibakteriální aktivitou se zaměřením na mikrobiální biofilmy.
Ve spolupráci s pracovníky Oddělením biologicky aktivních komplexů a molekulárních magnetů RCPTM a Ústavem infekčních chorob a mikrobiologie FVL VFU Brno provede screening vlivu vybraných nových koordinačních sloučenin (resp. ligandů) na souboru klinických izolátů bakterií, zejména na rodech Staphylococcus, Enterococcus a Mycobacteria. Aktivní látky budou dále studovány z hlediska dynamiky jejich antibakteriálního účinku a schopnosti inhibovat a degradovat stafylokokový biofilm.
U vybraných látek bude studovat jejich interakce s komunikačním systémem bakterií quorum sensing.
U vybraných sloučenin s antibakteriální aktivitou se vhodnými metodami pokusí specifikovat jejich mechanismus účinku na bakteriální buňky.
Na základě zjištěných poznatků o biologických aktivitách studovaných látek se pokusí formulovat obecnější závěry o vztahu mezi složením/strukturou sloučenin a konkrétní biologickou aktivitou nebo konkrétním mechanizmem účinku látek.
Výsledky průběžně publikovat na mezinárodních konferencích formou posterů nebo přednášek zaměřených na farmaceutickou chemii, mikrobiologii a molekulární biologii (např. EFMC-ISMC, CtB, ICAR), reps. v rámci elektronických konferencí formou full-textových příspěvků, a v minimálně čtyřech farmaceuticko-chemických vědeckých časopisech primárně patřících do kvartilu Q1 příslušného klastru (dle Web of Science), kdy alespoň u jedné publikace bude vystupovat v pozici prvního autora.
Získané výsledky sumarizovat a obhájit v doktorské disertační práci.
Seznam doporučené literatury
V rámci Univerzity Palackého dostupné licencované a volně přístupné vědecké informační zdroje z oblasti chemie a biologie (vědecké časopisy, vědecké monografie). Případné další informační zdroje dle doporučení školitele.
Seznam doporučené literatury
V rámci Univerzity Palackého dostupné licencované a volně přístupné vědecké informační zdroje z oblasti chemie a biologie (vědecké časopisy, vědecké monografie). Případné další informační zdroje dle doporučení školitele.