Littérature scientifique sur le sujet « Antibatterico »

FtsA is an essential cell division protein fairly conserved among Eubacteria. It is an actin-like protein that structurally differs from actin because it lacks one of the four subdomains that is replaced by an additional one located elsewhere in the structure. FtsA localizes early at the cell division site, together or immediately after FtsZ, where it is needed both to tether FtsZ to the membrane and also to recruit to midcell the other cell division proteins. In agreement with this, FtsA interacts, at least, with itself, FtsZ, ZapA and the septal PBP, FtsI. Despite the advances in understanding cell division in Streptococcus pneumoniae, little is known about the early stages of the process. Here I present the characterization of S. pneumoniae ftsA thermosensitive (Ts) mutants, obtained by error-prone random PCR, allelic replacement and subsequent screening for ability to grow at 28°C (permissive temperature) but not at 40°C (non permissive temperature). Out of 8000 transformants screened, three, named A19TS, A20TS and A21TS, were identified and shown to carry mutated ftsA alleles and express the corresponding mutated protein. The mutations mapped in different domains of the FtsA structure, thought to be involved in FtsA polymerization, interactions with FtsZ and/or with other cell division proteins. Temperature shifting experiments, carried out in rich medium, showed that in contrast to the Rx1 wild type, that grew well at both 28°C and 40°C, the FtsA Ts mutants stopped growing and started lysing about 60 to 90 minutes after shifting to the non permissive temperature, in a mutation specific manner. The lysis was greatly reduced when the shift to 40°C was performed in a chemically-defined medium or in a lytA- background. Detection of FtsAwt and FtsATS, in crude extracts, derived from cultures after shifting at 28°C and 40°C, revealed that all the FtsA Ts proteins are stable at both temperatures, indicating that protein degradation is not the cause of the Ts phenotype. Protein-protein interaction assays showed that all three FtsATS proteins lost their ability to self-interact but retained their ability to interact with the FtsAWT protein and FtsZ. Consistently, GFP-FtsAWT, expressed under the control of the PZn inducible promoter at the ectopic bga locus of the S. pneumoniae chromosome, fully complemented the Ts phenotype of two, A20TS and A21TS, mutants. Interestingly, the Ts phenotype of the A19TS mutant was only partially complemented by GFP-FtsAWT, which localized as multiple rings in the partially complemented elongated A19TS+PZn-GFP-FtsAWT cells, suggesting the FtsA19TS may be dominant over FtsAWT. Localization studies, using fluorescence microscopy, showed that CFP-FtsZ, DivIVA-GFP, GFP-StkP, GFP-GpsB and GFP-PBP2x exhibited proper localization in the Rx1WT at 28°C and 40°C, while in the FtsA Ts mutants these cell division markers were localized properly at 28°C but retained or lost their localization upon shifting to 40°C depending on the specific mutant. Notably, in all FtsA Ts mutants, FtsZ lost its septal localization after shifting to 40°C. The results are consistent with what was observed in a zinc dependent ftsA conditional lethal S. pneumoniae mutant, where the only source of FtsA was GFP-FtsA expressed under the control of the PZn inducible promoter, indicating that S. pneumoniae FtsA is required for efficient midcell localization of FtsZ and supporting the notion that in Gram-positives, which lack ZipA, FtsA may be absolutely necessary for anchoring FtsZ to the membrane. Together these results confirm that FtsA is essential in S. pneumoniae and further validate it as a target to develop novel inhibitors active on septation. Moreover, the data suggest that an early block in cell division in S. pneumoniae impairs both growth and division, supporting a model in which a single machinery, containing both complexes, one for peripheral elongation and one for septum formation, directed by FtsZ, and likely by FtsA, is present at the midcell of oval-shaped cocci.

Considerando che la prima definizione strutturata di biomateriali è stata formulata solo 50 anni fa, e che 100 anni fa i biomateriali come li conosciamo ora non esistevano nemmeno, possiamo affermare che rappresentano un punto cruciale del progresso scientifico, rivoluzionando la biomedicina. Molti aspetti della medicina clinica, compreso il trattamento di patologie croniche, il delivery di piccole molecole, la produzione di dispositivi medici e l’ingegneria tissutale non sarebbero gli stessi senza i recenti sviluppi di questa classe di materiali. L’ampia gamma di applicazioni per cui possono essere progettati, le caratteristiche uniche e la possibilità di adattare il costrutto finale ad un’ampia varietà di scopi garantiscono un interesse ancora molto elevato attorno al loro sviluppo. La possibilità di implementare nuovi aspetti e tecnologie e ottenere prodotti più complessi rende i biomateriali validi candidati per affrontare delle sfide aperte nel trattamento di molteplici condizioni patologiche ed espandere i confini della medicina moderna. In questa tesi, viene proposta, per molteplici applicazioni, la derivatizzazione chimica e la formulazione di polimeri sia di origine sintetica sia naturale. La combinazione di diverse classi di polimeri e le loro proprietà, oltre allo sfruttamento del concetto di multivalenza, sono alla base di tutti i progetti presentati. Viene descritto lo sviluppo di nanoparticelle polimeriche multimodali, basate su una combinazione di acido poli-γ-glutammico e chitosano, per la visualizzazione delle isole pancreatiche e delle cellule β derivate da cellule staminali pluripotenti indotte. Questo tipo di strumento potrebbe essere cruciale nella trasposizione in clinica di terapie rigenerative per il diabete di tipo 1, basate sull’utilizzo di pancreas bio-artificiali, dal momento che consente l’imaging di specifiche cellule ad alta sensibilità e quindi il monitoraggio della vitalità all’interno di questi tipi di dispositivi. Queste nanoparticelle sono versatili e, decorandole con diversi agenti di targeting e detecting, è possibile sviluppare nanomateriali adatti al monitoraggio della sopravvivenza, attecchimento, proliferazione e funzione di trapianti cellulari e lo sviluppo e validazione dell’applicazione di tecnologie di imaging all’avanguardia che facilitano l’impiego di nuove terapie rigenerative su modelli preclinici con animali di grandi dimensioni e su pazienti. Inoltre, è stata sviluppato uno scaffold polimerico lineare basata su un polimero sintetico coniugato con un analogo del naturale delle cellule β pancreatiche (exendina-4, Ex4), e può portare a nuovi agenti terapeutici o di diagnostica. Infatti, il polimero presenta più siti disponibili per successiva coniugazione di ulteriori oggetti. I prodotti sintetizzati possono essere utilizzati anche come vettori per il rilascio controllato di Ex4. Un altro coniugato polimerico è stato sviluppato e studiato, in concomitanza con una libreria di piccole molecole basate sul mannosio, per il trattamento del batterio Pseudomonas Aeruginosa. In questo caso, il chitosano è stato scelto come componente polimerica, sfruttando la sua tenue attività antibatterica e la possibilità di essere usato come scaffold, combinato con la capacità di interagire con LecB di solfonati e solfossimmine derivati dal mannosio, che sono stati coniugati al polimero. Infine, un idrogelo ibrido composto da acido ialuronico e gelatina è stato sviluppato per la biostampa 3D con cellule U87. L’idrogelo proposto è reticolato chimicamente e ricorda con le sue specificità la matrice extracellulare naturale cerebrale in composizione e caratteristiche. Questo tipo di materiale può servire come modello 3D di glioblastoma e può essere utilizzato per uno screening più affidabile e conveniente di farmaci antitumorali, anche considerando l’elevata malignità, resistenza verso trattamenti antitumorali e alto tasso di ricorrenza del tumore.
Considering that the first structured definition of biomaterials was given only 50 years ago and that 100 years ago biomaterials, as we think about them today, did not even exist, we could claim they have been a crucial point in scientific advances, as they revolutionized many aspects of biomedicine. Thinking about the state-of-the-art of many fields in medicine and biotechnologies, biomaterials are widely employed. Many aspects of clinical medicine, including chronic conditions treatment, drug delivery, medical device manufacturing, and tissue engineering would not be the same without all the recent advances in the development of this class of materials. The wide range of applications they can be designed for, the unique characteristics, and the possibility to tune them and adapt the final construct for an extended variety of cases and purposes ensure a still high hype around their development. Even though much progress has been made, the possibility to implement new aspects and technologies and obtain more smart and complex products makes biomaterials valid candidates to face opening challenges in the treatment of multiple pathological conditions and expand the boundaries of modern medicine. In this thesis, the chemical derivatization and formulation of polymers of both synthetic and natural origin for multiple applications are proposed. The combination of different classes of polymers and so of their properties, and the exploitation of the concept of multivalency, underlie all the presented projects. Hence, we show the development of multimodal polymeric nanoparticles, based on a combination of poly-γ-glutamic acid (γ-PGA) and chitosan, for the imaging of porcine pancreatic islet and induced pluripotent stem cell-derived β-cells. This kind of tool might be crucial in the clinical translation of type 1 diabetes regenerative therapies involving bio-artificial pancreas, since it allows the imaging of specific cell types with high sensitivity and therefore the monitoring of β cells viability inside this kind of device. The proposed nanoparticles are highly versatile, and by decorating different targeting and detecting agents it is possible to develop nanotools suitable for monitoring of survival, engraftment, proliferation, function, and whole-body distribution of the cellular transplants and the development and validation of the application of state-of-the-art imaging technologies facilitating the provision of new regenerative therapies to preclinical large animal models and patients. Furthermore, a linear polymeric scaffold based on a synthetic polymer conjugated to an analogue of natural ligand of pancreatic β-cells (exendin-4, Ex4) has been developed, and can lead to new therapeutics and diagnostics agents. Indeed, the polymer displays more available sites for subsequent conjugation of other entities. The synthesized compounds may function per se as Ex4 controlled release carriers. Another polymeric conjugate, together with a library of mannoside-based small molecules, has been designed and studied for the treatment of Pseudomonas Aeruginosa bacterium. In this case, chitosan has been selected as polymeric component, exploiting its mild antimicrobial activity and its capability to serve as a linear scaffold and combining it with the lectin B targeting capability of mannoside-derived sulfonates and sulfoximines. Lastly, a hybrid hydrogel made of hyaluronic acid and gelatin has been developed for 3D bioprinting with U87 cells. The proposed hydrogel is chemically crosslinked and resembles in its features the natural extracellular matrix (ECM) brain composition and characteristics This kind of material may serve as a model of glioblastoma for 3D cell culture and can be used for more reliable and convenient antitumoral drug screening routes, considering the high malignancy, resistance towards antitumoral treatments and the high recurrence rate.

Obiettivo Analisi di consumi e costi degli antibiotici sistemici negli ospedali dell’Emilia-Romagna dal 2004 al 2011, con attenzione alla variabilità interaziendale e al significato, in termini di resistenza batterica, dell’aumento di alcuni gruppi terapeutici; Sottoanalisi nei reparti pediatrici, individuando i gruppi terapeutici critici, e valutazione delle reazioni avverse pediatriche da antibiotici segnalate, per il periodo in esame. Metodi I dati di consumo e spesa degli antibiotici sistemici per il periodo 2004-2011 sono stati ottenuti dal database regionale AFO e le giornate di degenza per ogni reparto dal database regionale di dimissione ospedaliera SDO. Le segnalazioni di sospette reazioni avverse da antibiotici tra gennaio 2004 e dicembre 2011 sono state estratte dal database nazionale VigiSegn. Risultati Negli otto anni, il consumo di antibiotici negli ospedali dell’Emilia-Romagna è aumentato del 27% e la spesa del 3%. Il consumo è apparso nettamente superiore nei reparti chirurgici che medici. La prima classe per consumo e spesa sono le penicilline/inibitori delle beta lattamasi. Nei reparti pediatrici, sono stati utilizzati 65 principi attivi diversi e amoxicillina/acido clavulanico è stato il più usato (26% del totale del 2011). Tra gli antibiotici critici, le cefalosporine di terza generazione sono state le più consumate in tutti i reparti pediatrici nel 2011. Tra le molecole il cui uso ospedaliero è vincolato, spiccano il linezolid e la teicoplanina che, comunque, hanno inciso più di tutte nella spesa del 2011 (18% e 15%, rispettivamente). Per la farmacovigilanza, i bambini (3-13 anni) sono stati coinvolti in 23 casi, mentre gli infanti (≤2 anni) solo in 4. L’associazione amoxicillina/acido clavulanico è stata più frequentemente segnalata (n=7), e soltanto 2 casi erano gravi. Conclusioni I risultati mostrano un quadro critico sul massiccio uso delle cefalosporine di terza generazione e sull’incremento del linezolid, da approfondire se per inappropriatezza d’uso oppure per aumento delle resistenze batteriche.
Aim To assess antibiotic consumption and expenditure in all hospitals of Emilia-Romagna from 2004 to 2011, highlighting on variability and meaning, in terms of bacterial resistance, of the rise in some therapeutic groups; To analyze antibiotic use among the pediatric wards, identifying the critical therapeutic groups, and evaluation of antibiotic-associated adverse reactions in pediatric inpatients, in the period considered. Methods Consumption and expenditure data of antibacterial for systemic use in the period 2004-2011 were obtained from the regional database (AFO) and the number of bed-days was available for the single wards from the regional hospital discharge database (SDO). Adverse reaction reports associated to antibiotics and recorded between January 2004 and December 2011 have been extracted from the national database VigiSegn. Results In the eight years analyzed, the overall antibiotic consumption increased by 27% and expenditure by 3% in all hospitals of Emilia-Romagna. Antibiotic consumption appeared markedly higher in the wards of surgical wards than medical ones. Penicillins/beta-lactamase inhibitors ranked first in consumption and expenditure. Sixty-five different antibiotics were used among the pediatric wards and amoxicillin/clavulanic acid was the most used (26% of the total in 2011). Among the critical antibiotics identified, the third-generation cephalosporins were the most used in all pediatric wards in 2011. Among the antibiotics with a defined limited use, the data highlighted that linezolid and teicoplanin affected most of all expenditure in 2011 (18% and 15%, respectively). About pharmacovigilance data, children (3-13 years) were involved in 23 cases, whereas infants (≤2 years) just in 4. Amoxicillin/clavulanic acid was the antibiotic most frequently reported (n = 7), and 2 cases of them were serious. Conclusions Results show a critical picture on the marked use of third-generation cephalosporins and on increase of linezolid consumption, because of inappropriateness of use or rise of bacterial resistance.

Obiettivo Analisi di consumi e costi degli antibiotici sistemici negli ospedali dell’Emilia-Romagna dal 2004 al 2011, con attenzione alla variabilità interaziendale e al significato, in termini di resistenza batterica, dell’aumento di alcuni gruppi terapeutici; Sottoanalisi nei reparti pediatrici, individuando i gruppi terapeutici critici, e valutazione delle reazioni avverse pediatriche da antibiotici segnalate, per il periodo in esame. Metodi I dati di consumo e spesa degli antibiotici sistemici per il periodo 2004-2011 sono stati ottenuti dal database regionale AFO e le giornate di degenza per ogni reparto dal database regionale di dimissione ospedaliera SDO. Le segnalazioni di sospette reazioni avverse da antibiotici tra gennaio 2004 e dicembre 2011 sono state estratte dal database nazionale VigiSegn. Risultati Negli otto anni, il consumo di antibiotici negli ospedali dell’Emilia-Romagna è aumentato del 27% e la spesa del 3%. Il consumo è apparso nettamente superiore nei reparti chirurgici che medici. La prima classe per consumo e spesa sono le penicilline/inibitori delle beta lattamasi. Nei reparti pediatrici, sono stati utilizzati 65 principi attivi diversi e amoxicillina/acido clavulanico è stato il più usato (26% del totale del 2011). Tra gli antibiotici critici, le cefalosporine di terza generazione sono state le più consumate in tutti i reparti pediatrici nel 2011. Tra le molecole il cui uso ospedaliero è vincolato, spiccano il linezolid e la teicoplanina che, comunque, hanno inciso più di tutte nella spesa del 2011 (18% e 15%, rispettivamente). Per la farmacovigilanza, i bambini (3-13 anni) sono stati coinvolti in 23 casi, mentre gli infanti (≤2 anni) solo in 4. L’associazione amoxicillina/acido clavulanico è stata più frequentemente segnalata (n=7), e soltanto 2 casi erano gravi. Conclusioni I risultati mostrano un quadro critico sul massiccio uso delle cefalosporine di terza generazione e sull’incremento del linezolid, da approfondire se per inappropriatezza d’uso oppure per aumento delle resistenze batteriche.
Aim To assess antibiotic consumption and expenditure in all hospitals of Emilia-Romagna from 2004 to 2011, highlighting on variability and meaning, in terms of bacterial resistance, of the rise in some therapeutic groups; To analyze antibiotic use among the pediatric wards, identifying the critical therapeutic groups, and evaluation of antibiotic-associated adverse reactions in pediatric inpatients, in the period considered. Methods Consumption and expenditure data of antibacterial for systemic use in the period 2004-2011 were obtained from the regional database (AFO) and the number of bed-days was available for the single wards from the regional hospital discharge database (SDO). Adverse reaction reports associated to antibiotics and recorded between January 2004 and December 2011 have been extracted from the national database VigiSegn. Results In the eight years analyzed, the overall antibiotic consumption increased by 27% and expenditure by 3% in all hospitals of Emilia-Romagna. Antibiotic consumption appeared markedly higher in the wards of surgical wards than medical ones. Penicillins/beta-lactamase inhibitors ranked first in consumption and expenditure. Sixty-five different antibiotics were used among the pediatric wards and amoxicillin/clavulanic acid was the most used (26% of the total in 2011). Among the critical antibiotics identified, the third-generation cephalosporins were the most used in all pediatric wards in 2011. Among the antibiotics with a defined limited use, the data highlighted that linezolid and teicoplanin affected most of all expenditure in 2011 (18% and 15%, respectively). About pharmacovigilance data, children (3-13 years) were involved in 23 cases, whereas infants (≤2 years) just in 4. Amoxicillin/clavulanic acid was the antibiotic most frequently reported (n = 7), and 2 cases of them were serious. Conclusions Results show a critical picture on the marked use of third-generation cephalosporins and on increase of linezolid consumption, because of inappropriateness of use or rise of bacterial resistance.

Le infezioni post-operatorie in campo ortopedico sono un fenomeno che si verifica frequentemente e che causa dolore nel paziente che è costretto alla sostituzione della protesi con una seconda operazione. Diventa fondamentale riuscire a prevenire tali infezioni e ciò può essere fatto migliorando le proprietà antibatteriche delle protesi grazie all’applicazione di rivestimenti superficiali. In questo lavoro sono stati sviluppati dei rivestimenti nanocompositi con attività antibatterica a base di glicole polietilenico (PEG) silanizzato e nanoparticelle di ossido di zinco (ZnO) da applicare su protesi di titanio così da diminuire la possibilità di infezioni post-operatorie nei pazienti. I coating sono stati prodotti tramite la tecnica di spray-coating su superfici di titanio. Diversi step sono serviti per la preparazione delle sospensioni usate per creare il rivestimento. Nel primo è stata utilizzata una reazione di silanizzazione per ottenere un PEG termoindurente, poi un pre-curing con una soluzione acida e, infine, aggiunta di nanoparticelle di ZnO per addizionare la proprietà antibatterica. Dopo l’applicazione sulle superfici di titanio tramite uno spray-coater, i campioni sono posti in forno per attivare il processo di reticolazione termicamente. Durante la procedura sono state effettuate alcune caratterizzazioni: lo studio della cinetica della reazione di silanizzazione tramite la spettroscopia infrarossa (FT-IR) e la valutazione del grado di reticolazione raggiunto dopo il curing termico grazie a prove gravimetriche di frazione estraibile. I coating realizzati differiscono tra loro per il diverso contenuto percentuale di nanoparticelle presenti (0%, 1%, 5%, 10%, 20%) e per ognuno di questi sono state determinate le proprietà di resistenza, tramite Scratch Test, e le proprietà antibatteriche, grazie ai test di cinetica di Time-killing. Tutte le prove sono state effettuate nelle così dette “dark conditions”, ovvero senza l’attivazione dello ZnO tramite luce UV.

Antibacterials are widely used in avian medicine and they are frequently administered by oral route in drinking water. This route of administration is a non invasive procedure and allow to treat a large number of animals at the same time, reducing time and costs. By contrast it does not allow to control the individual drug intake, thus the therapy could not be administered in a relieved way to the whole animal group. The intake of adequate drug amount is influenced by several environmental factors modifying water consumption as photoperiod, temperature, humidity and also by drug solubility in water and drug concentration, that may alter water palatability. Environmental conditions, dosages and administration routes are strictly controlled during the experimental trials for efficacy evaluation; every changes adopted to treat infections at farms can cause different results of in field efficacy (Vermeulen et al., 2001). A wrong drug management is one of the main causes of the wide spread antimicrobial-resistance, all over the world, in both human and veterinary medicine, the diffusion of antibacterial resistant microrganisms needs to be continuously monitored (Cantón & Morosini, 2011; ECDC & EMEA, 2009). The spread of resistant bacterial sub-population in food-producing animals is not only a veterinary problem, but it is also a public health worry, and its surveillance is mandatory (Aarestrup & Wegener 1999). The goal of the present study, carried out in field conditions, was to update the antimicrobial efficacy of two active ingredients Enrofloxacin and Florfenicol by evaluating the resistance pattern of respiratory pathogens (E. coli and O. rhinotracheale) isolated from meat turkeys and their kinetic behaviour in turkey reared for meat production. The first study was to confirm the efficacy of Enrofloxacin, a fluoroquinolone authorised since 1990 for the treatment of turkey colibacillosis, and the second to study the efficacy of Florfenicol when used for the new therapy of O. rhinotracheale infections. I) The MIC values of 89 strains isolated in 2009 and 2010 were determined to measure the resistance level to Enrofloxacin of Avian Pathogenic Escherichia coli (APEC) population in Italian commercial turkey flocks. High-level resistance was observed in the 30.3% of tested strains, while the 40.5% was intermediate and the 29.2% susceptible; MIC50 and MIC90 values were 1 mg/L and 32 mg/L, respectively. Then to assess the efficacy of Enrofloxacin administered by pulsed medicated water to turkeys following the scheduled protocol adopted at farms a PK/PD approach was applied to the pharmacokinetic parameters obtained from kinetic studies. Ten healthy and 10 colisepticemic turkeys received 10 mg/kg of the drug dissolved in medicated water (at 89 μg/mL and 71 μg/mL, respectively), available for 10 h/day, for 5 days. On the last day of treatment blood samples were collected from all turkeys for 24 h, and serum was analyzed by HPLC with fluorimetric detection. No differences were observed between the two groups AUC values (7374.53 ± 1067.64 h•ng/mL and 7656.95 ± 1460.61 h•ng/mL) and Cmax values (673.09 ± 186.18 ng/mL and 543.50 ± 68.75 ng/mL) were obtained for healthy and ill turkeys, respectively. The PK/PD parameters Cmax/MIC50 (0.67 and 0.54 for healthy and sick turkeys respectively) and AUC/MIC50 (7.37 and 7.66) were by far lower than efficacy breakpoint adopted for fluoroquinolones (125). During the same study, seven healthy animals were sacrificed 3 days after the end of treatment to verify the accuracy of approved withdrawal time. Samples of the edible tissues stated by EU Regulation 2377/90 amended 470/2009 (muscle, skin plus fat, kidney and liver) were sampled to comply with MRL. In at least one of the sampled tissues, from five out of the seven animals had Enrofloxacin residues higher than the corresponding MRL. Thus the withdrawal time approved seems to be not adequate to the scheduled treatment via medicated water and a revaluation study is mandatory. The results of PK/PD study indicate that the authorised 10mg/kg dosage of Enrofloxacin via medicated water is ineffective against more than 70% of circulating APEC and supports the need of a revision of both dosage and treatment schedule. II) The goal of the second part of the project was to evaluate sensitivity of O. rhinotracheale to Florfenicol and to select the effective dosage by study Florfenicol pharmacokinetics after continuous administration in drinking water for 5 days at two different dosages 15 and 30 mg/kg and at different environmental conditions. Florfenicol is actually authorised in poultry for the treatment of infection caused by Actinobacillus spp., Pasteurella spp., Salmonella spp., and Streptococcus spp (Interchemie, 2011) The study was developed in three phases. The first one was the evaluation of in vitro efficacy of Florfenicol by determining the MICs of 39 O. rhinotracheale strains collected from turkey at farms and stored at Gent University; MIC50 and MIC90 were 1 mg/L and 1 mg/L, respectively. During the second phase the pharmacokinetic of Florfenicol administered at 15 mg/kg or 30 mg/kg to healthy turkeys continuously supplied via drinking water for 5 days, was studied, using different environmental conditions. During the kinetics at 15 mg/kg the turkeys were exposed to a photoperiod of 20h light and 4h dark and food ad libitum. The kinetic proof at 30 mg/kg was carried out with three animal groups each at different environmental conditions, two photoperiod (20h light and 4h dark or 16h light and 8h dark) and two feeding schemes (food ad libitum for the all day, food ad libitum starting 1h after the lighting) were tested. During the last day of treatment, turkeys were blood sampled and Florfenicol concentrations in plasma was determined by LC-MS. The analysis of time-concentration curves and kinetics parameters AUC (6778.23 ± 2275.67 h•ng/mL) and Cmax (818.03 ±214.13 ng/mL) revealed that Florfenicol concentrations in plasma never attained the minimum level required to be considered effective, the MIC value of 1 mg/mL. No significant differences were detected between the three groups treated at 30 mg/kg and exposed at different environmental conditions. AUC values (18583.65 ± 2962.02 h•ng/mL, 22883.64 ± 5305.72h•ng/mL and 21964.03 ± 2192.78 h•ng/mL) and Cmax values (1717.46 ± 34.99ng/mL, 1995.71 ± 631.45 ng/mL and 1680.89 ± 114.73 ng/mL) obtained treating turkeys at 30 mg/kg could be considered effective at all the condition but the concentrationtime curve of turkeys held with 20h light and 4h dark pointed out an erratic water and drug intake. The lack of breakpoints defined for florfenicol in the PK/PD model adopted required the confirmation of the dosage by an in vivo efficacy experiment. Thus the third phase was an in vivo study starting with the experimental infection of four groups of meat turkeys with O. rhinotracheale. One group was not treated and was considered as positive control, all the other three were treated at 30 mg/kg with the continuous administration of Florfenicol in drinking water for 5 days, and held at different environmental condition as in the pharmacokinetic study. The animals were scored daily on the basis of clinical examination, and tracheal swabs were collected periodically and titrated for O. rhinotracheale. Results of this study pointed out the dosage of 30 mg/kg of Florfenicol to be effective to hold back O. rhinotracheale infection, but not to eradicate the microorganism. The group held at 20h light 4h dark had a worse response to the therapy with higher bacterial title and higher clinical score likely due to irregular blood concentration of the drug as observed during the previous kinetic study.
Gli antibatterici nell’allevamento avicolo sono largamente utilizzati e vengono somministrati per via orale mediante solubilizzazione del principio attivo in acqua di abbeverata. Questo sistema non è invasivo e permette di trattare un elevato numero di animali contemporaneamente riducendo i costi, ma non prevede il controllo individuale delle quote di farmaco assunto, quindi la terapia potrebbe non essere somministrata in modo uniforme a tutto il gruppo. L’assunzione di adeguate quantità di farmaco è condizionata dalla solubilità in acqua del farmaco e dalla palatabilità dell’acqua, che può essere modificata dalle elevate concentrazioni del farmaco, e da quei fattori ambientali che possono modificare l’assunzione di acqua da parte degli animali. Tra questi il fotoperiodo, la temperatura e l’umidità del capannone. Le condizioni ambientali e le modalità di somministrazione utilizzate durante le prove sperimentali, possono differire notevolmente da quelle in allevamento e possono essere la causa discrepanze tra le valutazioni di efficacia effettuate durante le fasi sperimentali e l’efficacia in campo (Vermeulen et al., 2001). Una gestione non corretta del farmaco si riflette in una diffusione del fenomeno dell’antimicrobico-resistenza, oggetto di costante monitoraggio in ambito internazionale sia in medicina umana che veterinaria (Cantón & Morosini, 2011; ECDC & EMEA, 2009). La diffusione di sottopopolazioni batteriche resistenti nelle specie animali destinate al consumo umano è un problema non solo di salute animale, ma anche di salute pubblica, ed è indispensabile contenerlo il più possibile (Aarestrup & Wegener 1999). Lo scopo degli studi condotti nel triennio del dottorato di ricerca è stato quello di valutare l’efficacia di alcune terapie antibatteriche condotte nel tacchino in condizioni di campo. Nel primo studio è stata valutata efficacia di Enrofloxacina, un fluorochinolone molto utilizzato per la terapia della colibacillosi del tacchino, e nel secondo la nuova applicazione del Florfenicolo per la terapia dell’ infezione da O. rhinotracheale. In particolare sono state studiate la cinetica e le modificazioni della resistenza batterica nei microrganismi responsabili di patologie dell’apparato respiratorio nei confronti dei due principi attivi. I) Per valutare l’attuale diffusione di resistenza all’Enrofloxacina, nel 2009 e 2010, sono stati isolati 89 ceppi di APEC (Avian Pathogenic Escherichia coli) da allevamenti intensivi di tacchini da carne situati in Nord Italia, di cui è stata determinata la MIC. I ceppi resistenti erano il 30,3%, quelli intermedi il 40,5% e quelli sensibili il 29,2%, con valori di MIC50 e di MIC90 pari rispettivamente a 1 mg/L e a 32 mg/L. Dieci tacchini sani e dieci tacchini affetti da una forma sistemica di colibacillosi sono stati trattati con la posologia autorizzata di 10 mg/kg di Enrofloxacina somministrata per os previa dissoluzione in acqua di abbeverata per 10h al giorno per 5 giorni, lo schema di somministrazione maggiormente utilizzato in campo. Durante l’ultimo giorno di trattamento, dagli animali sono stati prelevati i campioni di sangue necessari per la determinazione della cinetica ematica, e le concentrazioni di Enrofloxacina sono state determinate mediante HPLC accoppiata ad un rilevatore di tipo fluorimetrico. L’analisi dei parametri cinetici ottenuti mediante lo studio delle curve concentrazione-tempo di tutti gli animali quali area sotto la curva (AUC 7374,53 ± 1067,64 h•ng/mL e 7656,95 ± 1460,61 h•ng/mL) e concentrazione massima (Cmax 673,09 ± 186,18 ng/mL e 543,50 ± 68,75 ng/mL) non ha rivelato differenze statisticamente significative tra i gruppi sano e malato. È stato poi applicato un modello PK/PD per valutare l’efficacia dell’Enrofloxacina dopo somministrazione pulsata in acqua di abbeverata. Il rapporto AUC/MIC50 (7,37 e 7,66) in entrambi i gruppi determina valori troppo piccoli, fortemente inferiori al breakpoint di efficacia adottato in medicina umana e veterinaria per i fluorochinoloni (125). I risultati ottenuti indicano che il dosaggio autorizzato di Enrofloxacina 10 mg/kg nel tacchino è inefficace nei confronti di più del 70% dei ceppi circolanti di APEC e sottolinea la necessità di un riesame non solo della posologia, ma anche della modalità di somministrazione. Durante lo stesso studio sette tacchini sani sono stati sacrificati a 3 giorni dal termine del trattamento per verificare l’adeguatezza del tempo di sospensione di 3 giorni previsto per la formulazione adottata. I tessuti edibili previsti per legge sono stati prelevati per la determinazione dei residui di farmaco (muscolo, cute più grasso, fegato e rene). Cinque animali su sette presentavano residui superiori al limite fissato per legge (MRL) in almeno uno dei tessuti analizzati, quindi il tempo di sospensione applicato sembra non essere adeguato alla posologia e alla via di somministrazione utilizzata. II) Nel secondo studio è stata valutata l’efficacia in vitro del Florfenicolo nei confronti di O. rhinotracheale, la cinetica ematica del Florfenicolo somministrato al tacchino, a 15 e 30 mg/kg con acqua di abbeverata per 5 giorni, e la sua efficacia in vivo in tacchini infetti. Nella prima fase sono state determinate le MIC di 39 ceppi di O. rhinotracheale isolati in campo e conservati presso la facoltà di Medicina veterinaria dell’Università di Gent nei confronti di Florfenicolo: i valori ottenuti per MIC50 e MIC90 erano rispettivamente pari a 1 mg/L e 1 mg/L. Nella seconda fase è stata selezionata la dose efficace con le prove di farmacocinetica condotte in tacchini da carne sani trattati con 15 o 30 mg/kg die di Florfenicolo a diverse condizioni ambientali con somministrazione continua del farmaco in acqua di abbeverata per 5 giorni. Durante l’ultimo giorno di trattamento, da tutti gli animali sono stati prelevati i campioni di sangue necessari per la determinazione delle concentrazioni ematiche di Florfenicolo mediante LC-MS. La prima prova di cinetica a 15 mg/kg è stata effettuata sottoponendo gli animali ad un fotoperiodo di 20h di luce e 4h ore di buio e cibo ad libitum. L’analisi delle curve concentrazione-tempo e i parametri ottenuti, AUC (6778,23 ± 2275,67 h•ng/mL) e Cmax (818,03 ±214,13 ng/mL), ha rivelato che la dose 15 mg/kg è insufficiente ad avere efficacia terapeutica. La prova di cinetica a 30 mg/kg è stata condotta su tre gruppi di animali sani sottoposti a due fotoperiodi diversi (20h luce e 4h di buio o 16 ore di luce e 8h di buio) con il cibo sempre a disposizione o con il cibo a disposizione dopo 1h dall’accensione della luce. I valori di AUC (18583,65 ± 2962,02 h•ng/mL 22883,64 ± 5305,72 h•ng/mL 21964,03 ± 2192,78 h•ng/mL) e Cmax (1717,46 ± 34,99 ng/mL 1995,71 ± 631,45 ng/mL 1680,89 ± 114,73 ng/mL) ottenuti con la dose 30 mg/kg si sono rivelati potenzialmente efficaci. Tra i tre gruppi trattati con 30 mg/kg di Florfenicolo a differenti condizioni ambientali, solo la curva concentrazionetempo del gruppo sottoposto al fotoperiodo 20h luce 4h buio ha evidenziato un’assunzione irregolare di alimento e quindi di farmaco.

Ci sono solo cinque composti boronici sul mercato, ma diversi boronati sono in fase clinica o preclinica. I più importanti campi di applicazione terapeutici sono l’antitumorale e l’antibatterico. Come antibatterici, i composti boronici sono adiuvanti degli antibiotici β-lattamici per evitare la resistenza batterica, compromettendo il meccanismo principale di quest’ultima che è la produzione di β-lattamasi (BL). Gli acidi boronici sono spesso chiamati inibitori dello stato di transizione (BATSI), perché inibiscono BL formando in modo reversibile un addotto tetraedrico che assomiglia all'intermedio ad alta energia della fase di acilazione-deacilazione. Il mio progetto di dottorato si è concentrato sulla progettazione e sintesi di inibitori attivi contro tutte le classi di ΒL: classe A e classe C BL (Serina BL), classe B (Metallo BL) e/o classe D (Serina BL). Partendo dalla struttura del BATSI S02030 precedentemente sintetizzato nel nostro laboratorio, sostituzioni bioisosteriche della catena ammidica con un triazolo o una sulfonammide hanno permesso di identificare scaffold promettenti. Ho ottenuto una libreria di 26 1,2,3-triazoli che mostrano una buona attività inibitoria contro due delle SBL clinicamente più rilevanti: Acinetobacter Derived Cephalosporinase ADC-7 (Kis da 0,090 μM a 33 μM) e Klebsiella pneumoniae carbapenemasi, KPC-2 (Kis da 1 nM a 1 μM). Questi composti sono in grado di ripristinare la suscettibilità alle cefalosporine a una concentrazione fissa di 4 μg/mL. Strutture cristalline a raggi X e studi di docking hanno mostrato che gli acidi α-triazolilboronici interagiscono con i residui conservati nel sito attivo degli enzimi ADC-7 e KPC-2. Per estendere l'attività di tali acidi α-triazolilboronici contro la classe B (metallo BL), ho decorato queste molecole con diversi gruppi leganti lo zinco. Infatti, le metallo BL possiedono uno o due ioni zinco nella tasca catalitica. Sono stati sintetizzati sette composti e test preliminari in vitro hanno evidenziato un'attività promettente su VIM-2 (IC50= 7,7 μM). A partire da questi inibitori, la struttura a raggi X di OXA-23, una β-lattamasi di classe D, ha permesso la progettazione di acidi β-triazolilboronici, che possiedono un gruppo metilenico extra tra il triazolo e l’acido boronico. Dieci molecole sono state sintetizzate e testate su OXA 23 e OXA 24/40. La sostituzione bioisosterica dell'ammide con una sulfonammide ha portato a sulphonamide- BATSI, tra i quali il composto 30b si è dimostrato un buon inibitore degli enzimi di classe C (Ki vs AmpC = 0.0013 μM; Ki vs ADC-7 = 0.160 μM), classe A (Ki vs SHV -1 = 0,430 μM; Ki vs KPC-2 = 0.200 μM) e classe D nell'intervallo nanomolare (OXA 24/40, Ki = 0.300 μM), rappresentando così uno dei pochi esempi di inibitore cross-classe A, C e D. Partendo dall'analisi della sua modalità di legame, è stata sintetizzata una serie di acidi sulfonammido-boronici chirali con una piccola catena idrofobica R2. Infine, ho affrontato l'ottimizzazione del BATSI S02030 mediante l'inserimento di diversi sostituenti sulla catena acilammidica R1. Il risultato è stata la scoperta di MB076, buon inibitore sia di β-lattamasi di classe A (KPC-2, IC50 = 0.132 μM) che di classe C (ADC-7, Ki = 0.020 μM). È stato testato in vitro (con CAZ 4 μg/mL, MIC diminuisce da 32 μg/mL a 0.12 μg/mL in ADC-7 e da 32 μg/mL a 0.5 μg/mL in ceppi che esprimono KPC-2) e, data la sua capacità di ripristinare l'attività antibiotica, ho messo a punto una sintesi su larga scala per test in vivo su modelli animali. Inoltre, sono stati sintetizzati diversi analoghi di questo composto allo scopo di migliorarne l'attività e di ottenere derivati biodisponibili per via orale. Gli obiettivi raggiunti dimostrano che i BATSI sono una soluzione efficace nella lotta alla resistenza antimicrobica e alcuni studi preliminari hanno evidenziato possibili applicazioni di questi composti in aree terapeutiche diverse.
There are only five boron-containing compounds on the market, but several boronates are in clinical or preclinical phases. The most important therapeutic fields of application are the anti-cancer and the anti-bacterial ones. As anti-bacterials, boronic compounds are adjuvants of commonly used β-lactam antibiotics to avoid bacterial resistance, impairing the main mechanism that is the production of β-lactamases (BL). Boronic Acids are often called Transition State Inhibitors (BATSIs), because they inhibit BL by reversibly forming a tetrahedral adduct that resembles the high-energy intermediate of acylation-deacylation step. My doctoral project was focused on the design and synthesis of inhibitors active against all classes of ΒL: class A and class C BL (Serine BL), class B (Metallo BL) and/or class D enzymes (Serine BL). Starting from the structure of an in house lead BATSI, S02030, bioisosteric replacements of the amide chain with either a triazole or a sulphonamide allowed the identification of promising scaffolds. I obtained a library of 26 1,2,3-triazoles BATSIs displaying a good inhibitory activity against two of the most clinically- relevant SBL: the Acinetobacter Derived Cephalosporinases ADC-7 (Kis from 0.090 μM to 33 μM) and the Klebsiella pneumoniae carbapenemase, KPC-2 (Kis from 1 nM to 1 μM). These compounds proved able to restore cephalosporin susceptibility at a fixed concentration of 4 μg/mL. X-Ray crystal structures and docking studies showed that α-triazolylboronic acids display some important interactions with conserved residues in the active site of ADC-7 and KPC-2 enzymes. To extend the activity of such α-triazolylboronic acids against class B, metallo BL, I decorated these molecules with several zinc binding groups. Indeed, metallo BL possess one or two zinc ions in their catalytic pocket. Seven compounds were synthesised and preliminary in vitro tests highlighted a promising activity on VIM-2 (IC50= 7.7 μM). Moving from these inhibitors, the X-Ray structure of OXA-23, a class D β-lactamases, allowed the rational design of β-triazolylboronic acids, possessing an extra methylene group between the triazole and the boronic moiety. A series of 10 molecules were synthesized and tested on OXA 23 and OXA 24/40. The bioisosteric replacement of the amide with sulphonamide led to sulphonamide BATSIs, where compound 30b proved to be a good inhibitor of class C enzymes (Ki vs AmpC = 0.0013 μM; Ki vs ADC-7 = 0.160 μM), class A (Ki vs SHV-1 = 0.430 μM; Ki vs KPC-2 = 0.200 μM) and class D β-lactamases in the nanomolar range (OXA 24/40, Ki = 0.300 μM), thus representing one of the few examples of cross class A, C and D β-lactamase inhibitor. Starting from the analysis of its binding mode, a series of chiral sulphonamide-boronic acids with a little R2 hydrophobic chain was synthesised. Finally, I faced the optimization of the lead BATSI S02030 by the insertion of different substituents on the R1 acylamido chain. The result was the discovery of MB076, good inhibitor of both class A (KPC-2, IC50 = 0.132 μM) and class C β- lactamases (ADC-7, Ki = 0.020 μM). It was tested in vitro (with CAZ 4 μg/mL, MIC decreased from 32 μg/mL to 0.12 μg/mL in ADC-7 and from 32 μg/mL to 0.5 μg/mL in KPC-2 expressing strains) and, given its ability of restoring antibiotic activity, I set up a large-scale synthesis for in vivo tests on animal models. Moreover, several analogues of this compound were synthesised aiming to improve activity and to obtain orally bioavailable derivatives. The aims we achieved demonstrate that BATSIs are an effective solution in the fight against antimicrobial resistance and some preliminary studies highlighted possible applications of these compounds in different therapeutic areas.

WHAT IS ALREADY KNOWN ABOUT THIS SUBJECT 1. Torsades de pointes (TdP) is a potentially fatal event caused by several drugs (some used as antiarrhythmics some for non-cardiovascular indications), which block hERG K+ channels. 2. During the last decade, a number of regulatory measures have regarded medicinal products carrying this pro-arrhythmic risk in humans (TdP liability). 3. Previous epidemiological studies showed significant exposure of the general population to drugs, with TdP liability, with similar consumption pattern in several European countries. WHAT THIS STUDY ADDS 1. A structured analysis of the existing literature documente TdP liability for several antibacterial agents. 2. Notwithstanding stringent regulatory measures taken over the past few years on these agents, population exposure to antibacterials with TdP-liability is still significant in several countries. 3. The magnitude of the problem is heterogeneous with remarkable diversity between Northern and Southern European countries (lower and higher exposure, respectively). 4. Data mining of the largest pharmacovigilance database (FDA_AERS) identified several antimicrobial agents with suspected TdP liability (i.e. signals) that deserve further investigations: linezolid, caspofungin, posaconazole, indinavir and nelfinavir. SUMMARY Drug-induced TdP associated with QT prolongation represents a matter of concern both for basic researchers and physicians. Currently, an integrated and multidimensional approach represents the best strategy for a correct risk-benefit assessment, not only during the drug development process, but also for already marketed drugs. Although TdP is usually a self-limiting arrhythmia, under certain circumstances, it may degenerate into ventricular fibrillation and sudden cardiac death. Thus, even a low risk is not justified for drugs with uncertain benefits, providing only symptomatic improvement of a mild disease or whenever safer therapeutic analogues are available. The aim of this thesis was to critically evaluate the risk of TdP associated with antibacterials using a pharmaco-epidemiological approach. This therapeutic class was chosen taking into account the impact and relevant implications deriving from proper use. Unfortunately, antibiotics are frequently abused or overused, thus several national and international authorities have recently implemented campaigns to promote awareness and appropriate prescription. In the first part of the thesis (Chapter 1. Introduction), pharmacological and regulatory aspects of drug-induced TdP will be overviewed. The need for a multidimensional strategy in the process of risk assessment will be especially emphasized. Comprehension of molecular mechanisms and complexity of factors subtending TdP is of primary importance to appreciate the rational basis of this research. In the second part of the thesis (Chapter 2. The magnitude of the problem), the impact of TdP in the general population will be studied by analyzing antibacterial exposure. Public literature has been collected, evaluated and classified on the basis of previous criteria, with the aim of creating a list of antibacterial drugs with a risk of TdP. Drug-utilization study has been performed to evaluate drug consumption over an 8-year period (1998-2005) in 14 European Countries that were enrolled in the ESAC (European Surveillance of Antibacterial Consumption) project. In the third part of the thesis (Chapter 3. The contribution of pharmacovigilance), international databases of spontaneous reports have been analyzed to test whether a significant consumption would reflect into significant number of TdP reports. Because the FDA Adverse Event Reporting System (AERS) is publicly accessible and is considered the largest source of pharmacovigilance data, it was used to identify spontaneous reports of TdP. We test the feasibility of an already validated method (the case/non case methodology) to early detect signals of TdP that deserve further investigation. In the fourth part of the thesis (Chapter 4. Signal refinement), the therapeutic class of anti-infectives has been focused and thoroughly investigated. A qualitative approach has been proposed to individually analyze spontaneous reports of TdP. Notably, this strategy has been integrated with the quantitative approach (case/non case method) in order to detect signals of TdP that have been discussed on the basis of current knowledge. In the final part of the thesis (General comment and perspectives), main results will be overviewed emphasizing potential implications and long-term perspectives of the project. Implementation of this research is mandatory, but certainly this pharmaco-epidemiological research represents the basis to refine integrated strategies of risk assessment and actually delineate the cardiac safety profile of each antibacterial agents.
SOMMARIO La Torsione di Punta (TdP) conseguente al prolungamento dell’intervallo QT dell’elettrocardiogramma è una delle reazioni avverse a farmaci di maggior interesse nel campo della ricerca clinica e di base. Un approccio multidimensionale volto ad integrare le diverse competenze è oramai riconosciuto e condiviso a livello internazionale per una corretta valutazione del rischio, sia per le molecole in fase di sviluppo che per i farmaci già in commercio. Nonostante la TdP sia in gene un fenomeno autolimitantesi, in talune circostanze, essa può sfociare in fibrillazione ventricolare e conseguente morte cardiaca improvvisa. Pertanto, anche un medicinale che abbia un rischio estremamente basso può non essere accettabile qualora i suoi benefici non siano ben studiati o esistano alternative terapeutiche più sicure. Considerate le premesse, il progetto di ricerca presentato in questa tesi si è prefisso l’obiettivo di valutare criticamente, tramite un approccio farmaco-epidemiologico, le dimensioni ed il rischio di TdP da farmaci antibatterici. La scelta di questa classe terapeutica nasce dalla rilevanza e dalle implicazioni pratiche di una classe farmacologica da tempo nota per un utilizzo non sempre corretto, sia a livello nazionale che internazionale. Recentemente l’Agenzia Italiana del FArmaco (AIFA) ha intrapreso una campagna di sensibilizzazione all’uso consapevole e razionale degli antibiotici. Inoltre, anche a livello Europeo, attività di sorveglianza e campagne mediatiche hanno raggiunto ampia diffusione. Nella prima parte della tesi (Capitolo 1. Introduzione), verranno descritti gli aspetti farmacologici e regolatori della TdP indotta da farmaci, delineando l’importanza di una strategia multidisciplinare nella valutazione globale del rischio. La comprensione dei meccanismi molecolari e della complessità di fattori che entrano in gioco nella genesi della TdP sono di fondamentale importanza per comprendere il razionale scientifico alla base del percorso di ricerca. Nella seconda parte della tesi (Capitolo 2. Le dimensioni del problema), verrà approfondito l’impatto della TdP nella popolazione generale, analizzando l’esposizione a farmaci antibatterici. La letteratura scientifica è stata raccolta, analizzata e strutturata sulla base di criteri predefiniti che hanno portato a stilare un elenco di composti a rischio. Tali farmaci sono stati successivamente oggetto di indagini di farmaco-utilizzazione, tramite l’impiego di metodiche ad hoc per confrontare il trend temporale nei consumi tra popolazioni numericamente differenti. Più precisamente, è stata analizzata la finestra temporale 1998-2005 in 14 paesi dell’Unione Europea partecipanti al progetto ESAC (European Surveillance of Antibacterial Consumption). Nella terza parte della tesi (Capitolo 3. Il contributo della farmacovigilanza), sono state analizzate le banche-dati internazionali contenenti segnalazioni spontanee di reazioni avverse a farmaci. Come fonte di informazioni è stato scelto il database dell’Agenzia Regolatoria Americana Food and Drug Administration (FDA). Tale archivio, noto come Adverse Event Reporting System (AERS), è pubblicamente accessibile e rappresenta, nel campo della farmacovigilanza, la fonte più ampia oggi disponibile. Inizialmente, è stata saggiata l’applicabilità alla banca-dati AERS di un metodo già validato in letteratura: il metodo caso/non-caso. Tale metodica ha consentito di identificare, da un punto di vista quantitativo, alcuni segnali precoci di rischio che devono necessariamente essere approfonditi ampliando la casistica ed i metodi di analisi. Una volta verificata l’applicabilità del metodo, nella quarta parte della tesi (Capitolo 4. Perfezionamento del segnale) ho focalizzato l’attenzione sulla classe farmacologica degli anti-infettivi. Per migliorare l’identificazione del segnale, è stato proposto un metodo qualitativo per l’analisi delle singole segnalazioni spontanee. L’integrazione dei due metodi ha portato a definire diversi segnali che sono stati discussi sulla base delle evidenze scientifiche disponibili. Nella parte conclusiva della tesi (Commento finale e prospettive), verranno sommariamente ripercorsi i principali risultati, discutendo le implicazioni e le prospettive a lungo termine del progetto di ricerca. L’approccio intrapreso e descritto nella tesi rappresenta, a sua volta, il punto di partenza per sviluppare modelli integrati di valutazione del rischio definendo, in ultima istanza, il profilo di sicurezza cardiaca dei diversi farmaci antibatterici.

In questo elaborato di tesi sono presentate due classi di complessi cationici di Ru(II), la prima è costituita da una nuova tipologia di complessi tris-omolettici con formulazione generale fac/mer-[Ru(N^N’)3][PF6]2 in cui (N^N’) rappresenta per la prima volta un legante 5-aril tetrazolico variamente funzionalizzato, ovvero PTz-(N2-Me) (2-(2-metil-tetrazol-5-il)piridina), PTz-(N2-tBu) (2-(2-(tert-butil)-tetrazol-5-il)piridina) o QTz-(N2-Me) (2-(2-metil-tetrazol-5-il)chinolina), e una serie di complessi eterolettici con formulazione generale [Ru(bpy)2(N^N’)][PF6]2 (N^N’ = PTz-(N2-Me) o QTz-(N2-Me)) o [RuTpy(N’^N^N’)][PF6]2 (N’^N^N’ = 2,6-BTP-N2-tBu, 2,6-bis(2-(tert-butil)-tetrazol-5-il)piridina. La progettazione dei complessi e la scelta dei derivati 5-aril tetrazolici alchilati, sono state rivolte allo studio della loro eventuale attività antibatterica nei confronti di batteri Gram-negativi e Gram-positivi, in questo caso Escherichia coli e Deinococcus radiodurans, rispettivamente. Tramite test di diffusione su piastre Petri e cinetiche di crescita in terreno liquido è stato verificato come i complessi sintetizzati siano in grado di provocare una diminuzione della crescita cellulare in termini di biomassa finale prodotta nei confronti di D. radiodurans.