Publicação: Complexos de Paládio(II) e Platina(II) ligados a β-dicetonas como estratégia de controle Campylobacter jejuni na indústria avícola
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CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::MEDICINA VETERINARIA::MEDICINA VETERINARIA PREVENTIVA::SAUDE ANIMAL (PROGRAMAS SANITARIOS)
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Campylobacter jejuni é o principal agente etiológico responsável pela gastroenterite bacteriana
em todo o mundo. A campilobacteriose está frequentemente associada ao consumo de alimentos
contaminados, especialmente carne de frango. Fatores como a capacidade de colonizar
diferentes ambientes, formar biofilmes e apresentar crescente resistência a antibióticos são um
desafio para o controle desse patógeno na cadeia produtiva de alimentos e para a saúde pública.
Nesse contexto, a busca por novos agentes antimicrobianos tem se intensificado, com destaque
para compostos metálicos com potencial atividade biológica. Complexos metálicos contendo
ligantes β-dicetonas têm despertado interesse devido à sua estabilidade estrutural, versatilidade
química e potencial de interação com sistemas biológicos. Esta tese foi estruturada em três
capítulos, sendo o primeiro dedicado às considerações gerais e ao referencial teórico dos temas
abordados nos capítulos subsequentes. O segundo capítulo teve como objetivo avaliar a eficácia
de complexos metálicos de paládio ligados a β-dicetonatos e dimetilsulfóxido (DMSO), de
fórmula [Pd²⁺Cl2(4,4,4-trifluoro-1-(2-tienil)-1,3-butanodiona)(DMSO)] (PdDMSOTTA) e
[Pd²⁺Cl2(4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona)(DMSO)] (PdDMSOBTA). O terceiro
capítulo teve como objetivo investigar a ação de complexos de platina ligados a β-dicetonas, de
fórmula [Pt²⁺Cl2(4,4,4-trifluoro-1-(2-tienil)-1,3-butanodiona)(DMSO)] (PtDMSOTTA) e
[Pt²⁺Cl2(4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona)(DMSO)] (PtDMSOBTA). Os testes foram
conduzidos em seis cepas de C. jejuni resistentes à eritromicina e à ciprofloxacina, avaliadas
nas formas planctônica e séssil. A atividade bactericida dos complexos foi determinada por
meio da concentração bactericida mínima (CBM). Todas as cepas foram classificadas pelo
índice de formação de biofilme (IFB) em não formadoras, fracas, médias e fortes formadoras
de biofilme; enquanto a atividade antibiofilme foi avaliada por ensaios de controle de biofilmes
maduros mediante a determinação da redução do IFB. A ultraestrutura dos biofilmes foi
analisada por microscopia eletrônica de varredura, o perfil metabolômico por cromatografia
gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC–MS) e a citotoxicidade em células Caco-2
diferenciadas pelo ensaio de redução da resazurina. Os testes apresentados no capítulo dois
apresentam os resultados dos complexos de paládio coordenados a β-dicetonas. O complexo
PdDMSOBTA apresentou maior atividade bactericida contra células planctônicas, com CBM
média de 15,36 µg/mL, eliminando todas as cepas em concentrações < 50 µg/mL. Em
biofilmes, o PdDMSOBTA promoveu eliminação completa em concentrações < 400 µg/mL e
reduziu significativamente a biomassa aderida, com diminuição média de aproximadamente
75% no índice de formação de biofilme. A análise metabolômica revelou alterações em vias
relacionadas ao metabolismo de aminoácidos, purinas e resposta ao estresse celular. A
viabilidade das células Caco-2 permaneceu acima de 80–90% após exposição aos compostos,
indicando baixa citotoxicidade. No capítulo três foi investigado o potencial antimicrobiano de
complexos β-dicetonatos de platina(II), PtDMSOBTA e PtDMSOTTA, contra as mesmas seis
cepas resistentes de C. jejuni. O complexo PtDMSOBTA apresentou maior atividade
bactericida na forma planctônica, com CBM média de 12,76 µg/mL, enquanto o PtDMSOTTA
apresentou menor eficácia. Em biofilmes, o PtDMSOBTA eliminou todos os isolados em
concentrações < 200 µg/mL e reduziu significativamente (p=0,0075) a biomassa do biofilme,
enquanto o PtDMSOTTA apresentou efeito moderado. A microscopia eletrônica de varredura
revelou desorganização estrutural dos biofilmes e redução da matriz extracelular. A análise
metabolômica identificou alterações em vias relacionadas ao metabolismo de aminoácidos,
equilíbrio redox e do triptofano. Ambos os complexos apresentaram baixa citotoxicidade, com
viabilidade celular entre 80 e 100%. O estudo permitiu concluir que complexos β-dicetonatosde paládio(II) e platina(II), especialmente PdDMSOBTA e PtDMSOBTA, contendo o ligante
4,4,4-trifluoro-1-fenil-1,3-butanodiona, apresentam expressiva atividade antimicrobiana contra
C. jejuni nas formas planctônica e séssil. Para células planctônicas, concentrações de até 100
µg/mL mostraram-se suficientes para eliminar o microrganismo, possivelmente em decorrência
de alterações metabólicas associadas à indução de estresse celular. Além disso, os compostos
apresentaram baixa citotoxicidade em células eucarióticas, indicando um perfil inicial de
segurança biológica. Em relação à forma séssil, foram necessárias concentrações mais elevadas
para o controle dos biofilmes. Estudos adicionais de citotoxicidade ainda são necessários para
confirmar a segurança nessas condições. De modo geral, os resultados obtidos destacam o
potencial desses complexos metálicos como alternativas promissoras para o controle de C.
jejuni, especialmente em estratégias voltadas à redução da contaminação em ambientes
relacionados à produção e ao processamento de alimentos.
Abstract
Campylobacter jejuni is the main etiological agent responsible for bacterial gastroenteritis
worldwide. Campylobacteriosis is frequently associated with the consumption of contaminated
foods, especially chicken meat. Factors such as the ability to colonize different environments,
form biofilms, and exhibit increasing resistance to antibiotics represent a major challenge for
controlling this pathogen in the food production chain and for public health. In this context, the
search for new antimicrobial agents has intensified, with particular emphasis on metal-based
compounds with potential biological activity. Metal complexes containing β-diketone ligands
have attracted interest due to their structural stability, chemical versatility, and potential to
interact with biological systems. This thesis was structured into three chapters. The first chapter
is dedicated to general considerations and the theoretical background of the topics addressed in
the subsequent chapters. The second chapter aimed to evaluate the efficacy of palladium metal
complexes bound to β-diketonates and dimethyl sulfoxide (DMSO), with the formulas
[Pd²⁺Cl₂(4,4,4-trifluoro-1-(2-thienyl)-1,3-butanedione)(DMSO)] (PdDMSOTTA) and
[Pd²⁺Cl₂(4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione)(DMSO)] (PdDMSOBTA). The third
chapter aimed to investigate the activity of platinum complexes bound to β-diketones, with the
formulas [Pt²⁺Cl₂(4,4,4-trifluoro-1-(2-thienyl)-1,3-butanedione)(DMSO)] (PtDMSOTTA) and
[Pt²⁺Cl₂(4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione)(DMSO)] (PtDMSOBTA). The tests were
conducted on six C. jejuni strains resistant to erythromycin and ciprofloxacin, evaluated in both
planktonic and sessile forms. The bactericidal activity of the complexes was determined
through the minimum bactericidal concentration (MBC). All strains were classified according
to the biofilm formation index (BFI) as non-producers, weak, moderate, or strong biofilm
producers, while antibiofilm activity was evaluated through mature biofilm eradication assays.
The ultrastructure of the biofilms was analyzed by scanning electron microscopy, the
metabolomic profile by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC–MS), and
cytotoxicity in differentiated Caco-2 cells by the resazurin reduction assay. The tests presented
in Chapter Two show the results for palladium complexes coordinated to β-diketones. The
PdDMSOBTA complex exhibited greater bactericidal activity against planktonic cells, with an
average MBC of 15.36 µg/mL, eliminating all strains at concentrations < 50 µg/mL, whereas
PdDMSOTTA showed lower efficacy. In biofilms, PdDMSOBTA promoted complete
elimination at concentrations < 400 µg/mL and significantly reduced the adhered biomass, with
an average reduction of approximately 75% in the biofilm formation index. Metabolomic
analysis revealed alterations in metabolic pathways related to amino acid metabolism, purine
metabolism, and cellular stress response. The viability of Caco-2 cells remained above 80–90%
after exposure to the compounds, indicating low cytotoxicity. In Chapter Three, the
antimicrobial potential of platinum(II) β-diketonate complexes, PtDMSOBTA and
PtDMSOTTA, was investigated against the same six resistant strains of C. jejuni. The
PtDMSOBTA complex showed higher bactericidal activity in the planktonic form, with an
average MBC of 12.76 µg/mL, while PtDMSOTTA showed lower efficacy. In biofilms,
PtDMSOBTA eliminated all isolates at concentrations < 200 µg/mL and significantly reduced
biofilm biomass, whereas PtDMSOTTA showed a moderate effect. Scanning electron
microscopy revealed structural disorganization of the biofilms and reduction of the extracellular
matrix. Metabolomic analysis identified alterations in pathways related to amino acid
metabolism, redox balance, and tryptophan metabolism. Both complexes showed low
cytotoxicity, with cell viability between 80 and 100%. The study allowed the conclusion that
palladium(II) and platinum(II) β-diketonate complexes, especially PdDMSOBTA and
PtDMSOBTA, containing the ligand 4,4,4-trifluoro-1-phenyl-1,3-butanedione, exhibit
significant antimicrobial activity against C. jejuni in both planktonic and sessile forms. planktonic cells, concentrations up to 100 µg/mL were sufficient to eliminate the
microorganism, possibly due to metabolic alterations associated with the induction of cellular
stress. In addition, the compounds showed low cytotoxicity in eukaryotic cells, indicating an
initial profile of biological safety. Regarding the sessile form, higher concentrations were
required for biofilm eradication, and additional cytotoxicity studies are still necessary to
confirm safety under these conditions. Overall, the results obtained highlight the potential of
these metal complexes as promising alternatives for the control of C. jejuni, especially in
strategies aimed at reducing contamination in environments related to food production and
processing.
Palavras-chave
Avicultura, Poultry Farming, Biofilmes, Biofilm, Citotoxicidade, Cytotoxicity, Metabolômica, Metabolomics, Resistência bacteriana, Bacterial Resistance
Citação
DIAS, Sthefany da Cunha. Complexos de Paládio(II) e Platina(II) ligados a β-dicetonas como estratégia de controle Campylobacter jejuni na indústria avícola. 2026. 137 f. Tese (Doutorado em Ciências Veterinárias) -
Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.10011
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