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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48673| ORCID: | http://orcid.org/0000-0001-8316-6724 |
| Document type: | Tese |
| Access type: | Acesso Embargado |
| Embargo Date: | 2028-02-26 |
| Title: | Exploring Copper (II) and Nickel (II) complexes for the control of antimicrobial-resistant Campylobacter jejuni and Escherichia coli |
| Alternate title (s): | Explorando complexos de cobre (II) e níquel (II) para o controle de Campylobacter jejuni e Escherichia coli resistentes a antimicrobianos |
| Author: | Costa, Letícia Roberta Martins |
| First Advisor: | Melo, Roberta Torres de |
| Second Counselor: | Andam, Cheryl |
| First member of the Committee: | Melo, Roberta Torres |
| Second member of the Committee: | Cossi, Marcus Vinícius Coutinho |
| Third member of the Committee: | Yamatogi, Ricardo Seiti |
| Fourth member of the Committee: | Buiatte, Ana Beatriz Garcez |
| Fifth member of the Committee: | Rossi, Daise Aparecida |
| Summary: | Campylobacter jejuni e Escherichia coli estão entre os principais patógenos associados a doenças transmitidas por alimentos, especialmente aqueles de origem avícola. A disseminação de cepas multirresistentes e a capacidade de formação de biofilmes favorecem a persistência desses microrganismos no ambiente industrial e reduzem a eficácia de antimicrobianos e sanitizantes convencionais. Nesse contexto, esta tese teve como objetivo avaliar o potencial de dois complexos metálicos de cobre(II) [Cu(tta)(bipy)NO₃] e [Cu(tta)(phen)NO₃], e dois de níquel(II) [Ni(η²-NO₃)(bta)(phen)] e [Ni(η²-NO₃)(btacl)(phen)] como alternativas para o controle de C. jejuni e E. coli resistentes a antimicrobianos, integrando abordagens fenotípicas, genômicas e estruturais. A tese foi organizada em três capítulos, sendo o Capítulo 1 destinado ao referencial teórico e os Capítulos 2 e 3 estruturados no formato de artigos científicos. No Capítulo 2, foram avaliados quatro complexos metálicos frente a cinco isolados resistentes de Campylobacter jejuni. Todos os isolados foram classificados como fortes formadores de biofilme e apresentaram amplo repertório genômico, incluindo 134 genes de virulência e múltiplos determinantes associados à resistência a antimicrobianos, metais e biocidas. Os complexos reduziram significativamente a viabilidade bacteriana e a formação de biofilme, com destaque para o complexo [Ni(η²NO₃)(bta)(phen)], que apresentou a menor concentração bactericida mínima (6,25 µg/mL) e promoveu acentuada desorganização da matriz extracelular. A análise metabolômica identificou 408 compostos pertencentes a 14 classes químicas, evidenciando alterações compatíveis com estresse oxidativo, desequilíbrio metabólico e comprometimento da integridade celular. No Capítulo 3, foram avaliados dez isolados de Escherichia coli provenientes da cadeia avícola. Quatro isolados (40%) foram classificados como fortes formadores de biofilme, e todos apresentaram perfil multirresistente, com sete fenótipos distintos de resistência. A caracterização genômica revelou 28 determinantes de resistência antimicrobiana, 280 genes de virulência, 168 genes associados à resistência a metais e biocidas, além de 13 replicons plasmidiais. Os complexos apresentaram atividade bactericida tanto frente a células planctônicas (1,56–100 µg/mL) quanto sésseis (25–400 µg/mL), novamente com melhor desempenho do complexo [Ni(η²NO₃)(bta)(phen)]. De forma integrada, os resultados demonstram que complexos metálicos, especialmente os de níquel(II), apresentam elevado potencial para o controle de bactérias resistentes associadas a biofilmes, contribuindo para o desenvolvimento de estratégias inovadoras no contexto da saúde única. |
| Abstract: | Campylobacter jejuni and Escherichia coli are among the main pathogens associated with foodborne diseases, particularly those originating from poultry. The dissemination of multidrug-resistant strains and their ability to form biofilms favor the persistence of these microorganisms in industrial environments and reduce the effectiveness of conventional antimicrobials and sanitizers. In this context, this thesis aimed to evaluate the potential of two copper(II) complexes, [Cu(tta)(bipy)NO₃] and [Cu(tta)(phen)NO₃], and two nickel(II) complexes, [Ni(η²-NO₃)(bta)(phen)] and [Ni(η²-NO₃)(btacl)(phen)], as alternatives for the control of antimicrobial-resistant C. jejuni and E. coli, integrating phenotypic, genomic, and structural approaches. The thesis was organized into three chapters, with Chapter 1 dedicated to the theoretical framework and Chapters 2 and 3 structured as scientific articles. In Chapter 2, four metal complexes were evaluated against five resistant Campylobacter jejuni isolates. All isolates were classified as strong biofilm formers and exhibited a broad genomic repertoire, including 134 virulence genes and multiple determinants associated with resistance to antimicrobials, metals, and biocides. The complexes significantly reduced bacterial viability and biofilm formation, with particular emphasis on the [Ni(η²NO₃)(bta)(phen)] complex, which showed the lowest minimum bactericidal concentration (6.25 µg/mL) and promoted pronounced disruption of the extracellular matrix. Metabolomic analysis identified 408 compounds belonging to 14 chemical classes, revealing alterations consistent with oxidative stress, metabolic imbalance, and impairment of cellular integrity. In Chapter 3, ten Escherichia coli isolates from the poultry production chain were evaluated. Four isolates (40%) were classified as strong biofilm formers, and all exhibited a multidrug-resistant profile, with seven distinct resistance phenotypes. Genomic characterization revealed 28 antimicrobial resistance determinants, 280 virulence genes, 168 genes associated with resistance to metals and biocides, as well as 13 plasmid replicons. The complexes showed bactericidal activity against both planktonic (1.56–100 µg/mL) and sessile cells (25–400 µg/mL), again with superior performance of the [Ni(η²NO₃)(bta)(phen)] complex. Overall, the results demonstrate that metal complexes, particularly nickel(II)-based compounds, have high potential for the control of resistant bacteria associated with biofilms, contributing to the development of innovative strategies within the One Health framework. |
| Keywords: | Metal resistance Bacterial biofilm Virulence determinants Poultry production chain Mobile Genetic Elements Elementos Genéticos Móveis Resistência a metais Determinantes de virulência Elementos genéticos móveis Biofilmes bacterianos Cadeia avícola |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS |
| Subject: | Veterinária Campylobacter jejuni Escherichia coli Contaminação de Alimentos |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Program: | Programa de Pós-graduação em Ciências Veterinárias |
| Quote: | COSTA, Letícia Roberta Martins. Exploring Copper (II) and Nickel (II) complexes for the control of antimicrobial-resistant Campylobacter jejuni and Escherichia coli. 2026. 161 f. Tese (Doutorado em Veterinária) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.227. |
| Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2026.227. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48673 |
| Date of defense: | 26-Feb-2026 |
| Sustainable Development Goals SDGs: | ODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades. |
| Appears in Collections: | TESE - Ciências Veterinárias |
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| Exploring Copper.pdf Until 2028-02-26 | 4.95 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
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