Universidade De Lisboa Faculdade De Medicina
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UNIVERSIDADE DE LISBOA FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA VIRULENCE CHARACTERIZATION AND ANTIMICROBIAL RESISTANCE OF MAJOR BACTERIAL GENERA FROM DIABETIC FOOT INFECTIONS CARLA MOTTOLA Orientadores: Professora Doutora Maria Manuela Castilho Monteiro de Oliveira Professora Doutora Patrícia Maria Cavaco Silva de Sá Montez Tese especialmente elaborada para obtenção do grau de Doutor em Ciências Veterinárias na Especialidade de Ciências Biológicas e Biomédicas 2017 UNIVERSIDADE DE LISBOA FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA VIRULENCE CHARACTERIZATION AND ANTIMICROBIAL RESISTANCE OF MAJOR BACTERIAL GENERA FROM DIABETIC FOOT INFECTIONS CARLA MOTTOLA Orientadores: Professora Doutora Maria Manuela Castilho Monteiro de Oliveira Professora Doutora Patrícia Maria Cavaco Silva de Sá Montez Tese especialmente elaborada para obtenção do grau de Doutor em Ciências Veterinárias na Especialidade de Ciências Biológicas e Biomédicas Júri: Presidente: Professor Doutor Rui Manuel de Vasconcelos e Horta Caldeira Vogais: - Professor Doutor Miguel Viveiros Bettencourt - Professor Doutor Luís Manuel Morgado Tavares - Professor Doutor Paulo Manuel Rodrigues Martins da Costa - Professora Doutora Maria Manuela Castilho Monteiro de Oliveira - Professor Doutor João João Duarte Alves Mendes 2017 “Look up at the stars and not down at your feet. Try to make sense of what you see, and wonder about what makes the universe exist. Be curious.” Stephen Hawking - In the memory of my uncle Roberto, You left us too early, we miss you everyday - In the memory of Professor Cristina Vilela, Who taught me to never give up AKNOWLEDGEMENTS This thesis is the harvest of a very long journey, full of will, sacrifices, good and less good moments, with some stones in the way. Nevertheless, it was hugely worth it. None of this would have been possible without the help and support of my family, my friends and the people who contributed to the ideas and knowledge on this work. I will always be grateful to all of you. I will bring with me a great baggage full of many professional and life teachings, many moments to remember and many people for life and that I will keep forever. To my parents, who always gave me so much love and let me follow my dreams. Mamma e papà, grazie per aver sempre creduto in me e per avermi sempre permesso di seguire i miei sogni. Siete il mio porto sicuro, vi amo di bene. To my sisters, that are my light and without whom I cannot imagine my life. Laura e Lory, siete la più grande certezza della mia vita, le mie migliori amiche e la mia vita senza di voi non avrebbe alcun senso. Vi amo all’infinito. Un grazie al resto della mia famiglia, per avermi sempre supportato durante questi anni e per avermi insegnato ad essere forte e non desistere mai. Sono fortunata ad avere una famiglia così. À Professora Cristina Vilela, que nos deixou demasiado cedo, o meu maior obrigada por ter acreditado em mim e não me ter deixado desistir quando achei que não tinha forças para continuar. A sua sabedoria, a sua garra, o seu carinho, o seu ser especial ficará sempre comigo. À Professora Manuela Oliveira, minha orientadora, o meu muito obrigada por ter aceite este inesperado desafio, pelos ensinamentos, pelos conhecimentos partilhados, pela paciência constante, por acreditar em mim e pela amizade. À Professora Patrícia Cavaco-Silva, minha orientadora, obrigada pelo apoio, pelas sugestões valiosas, pelo suporte e palavras amigas. Foi um prazer trabalhar consigo. Ao Professor Luís Tavares, um muito obrigada por me ter acolhido na sua equipa, pelo apoio e pelo carinho demonstrado ao longo deste percurso. Ao Dr João Mendes, a sua energia é contagiante. Obrigada por ter contribuído para que este trabalho tenha sido possível, pelas sugestões valiosas e pela confiança. Gostei muito de trabalhar consigo e espero voltar a fazê-lo no futuro. À Professora Teresa Semedo, pelos ensinamentos, pela ajuda e pelo apoio constante. À Carla Carneiro, por me ter orientado quando me iniciei no mundo da Bacteriologia, pela paciência, pelo apoio em todos os momentos, pelas longas conversas e pela amizade. Ao Dr Alexandre Leitão, por me ter apoiado sobretudo nos momentos mais difíceis, pelas palavras amigas e por me ter mostrado o que é ser uma pessoa justa e coerente. À Clara Leandro, obrigada por me ter feito conhecer o mundo dos fagos e me ter ajudado no trabalho. i Ao Professor Carlos Martins, obrigada por me ter acolhido na sua equipa quando me iniciei na Investigação e pelos conhecimentos partilhados. À Solange, obrigada pelos ensinamentos nos exórdios desta viagem e pelo apoio. Ao Professor José Melo-Cristino, pelos conhecimentos partilhados e pela confiança. Ao Rui C., sem o qual a minha vida não teria sido o que é hoje e sem o qual não teria seguido este caminho. Obrigada por teres sempre acreditado em mim, pelo apoio incondicional e pelo amor ao longo destes anos. Infelizmente decidiste abandonar o barco a breve distância da chegada, mas foste essencial para que eu atingisse a meta. Rui Seixas, esta viagem sem ti nunca teria sido a mesma coisa. Muito obrigada por tudo, pelo apoio profissional e emocional, pela troca de ideias e conhecimentos, por teres vivido isto comigo a cem por cento, por me teres aturado nos maus momentos, pelas experiências lindas que fomos partilhando nestes anos e por saber que estiveste e que estás lá sempre. Não podia ter desejado um melhor companheiro de viagem. És um amigo para a vida. Marga, desde o momento em que nos conhecemos nos corredores da FMV percebi que ias ser minha amiga para sempre. Até hoje muito caminho temos percorrido juntas, muitas coisas partilhadas, muitos momentos para recordar e ainda mais há de vir! Obrigada pela amizade, pelo apoio constante, por me dares sempre força, pelo teu optimismo contagioso. Adoro-te. Joana, ter vivido isto tudo contigo foi uma sorte, obrigada por seres uma ótima amiga. A tua sinceridade, a tua garra, as tuas palavras de conforto, o teu carinho e as nossas infinitas conversas foram preciosas ao longo deste percurso. Não tenho dúvidas de que irei poder contar contigo para sempre. Gosto mesmo muito de ti. A voi amici di una vita: Annalisa, Enrico M., Enrico A., Federica, Irma, Isidoro, Luca, Marco Rosalucia, Rossana. Sono davvero fortunata ad avervi nella mia vita, anche se spesso lontani vi porto sempre con me e so che potrò sempre contare su di voi. Mille parole non basterebbero per ringraziarvi di tutto, siete una costanza nella mia vita, un bene prezioso che terrò per sempre stretto a me. A Raffaele, esempio di forza e costanza. Sei e sarai sempre un grande amico, grazie di tutto. Cátia, és a minha minina. Um obrigada é pouco por agradecer o apoio constante, a força, a confiança, e o facto de me chamares geniazinha quando mais preciso. És uma amiga excecional, sei que estás lá sempre e isso não tem preço. Sara, és a minha Saretta. É como se te conhecesse há uma vida, e sabes que sou a irmã que nunca tiveste. Obrigada por me apoiares sempre, pelas palavras amigas, pelo teu riso contagioso e por acreditares em mim. Manuel, é nas alturas mais difíceis que nos apercebemos com quem podemos realmente contar. Não foi uma surpresa saber que és uma destas pessoas mas foi uma confirmação. Obrigada por todo o apoio, pelo carinho e por saber que não estou sozinha. Nunca hei de esquecer. ii Miguel, muito obrigada pela amizade ao longo destes anos, pelo apoio, pelos conselhos de vida e por me aturares quando faço perguntas sobre o português. Vocês são a minha família portuguesa e sempre serão. André, foste umas das melhores surpresas ao longo desta caminhada. Obrigada pela tua amizade, tive muita sorte em cruzar-me contigo e sei que fiz um amigo para a vida. Ao João C. e à Silvia, pelos ensinamentos preciosos, pela ajuda, por me terem apoiado nos momentos difíceis e pela amizade. Ao João e ao Hernâni, obrigada pelos bons momentos e por me apoiar sempre. Tenho a certeza de que muitos outros bons momentos iremos passar juntos; João obrigada por começares esta nova etapa comigo, a nossa amizade só poderá crescer ainda mais. Gosto muito de vocês. À Carina, pela vontade de aprender e boa energia. Obrigada por teres trabalhado comigo. À Clara, pela ternura e conselhos maternos, por todo o apoio ao longo destes anos. À Ju, ao Ferdinando, ao Gonçalo, ao Pedro, por todos os momentos partilhados, as brincadeiras e o suporte neste percurso. À FCT, pelo financiamento através da minha bolsa de Doutoramento e do projecto do pé diabético. À FMV e ao CIISA, por ter sido a minha segunda casa durante estes últimos sete anos, por me terem dado a oportunidade de me iniciar no mundo da Investigação e pela confiança. At last but not least, I would like to thank some people that tested my resilience in this path. I really learned a lot from this, made me stronger and ready to face what’s coming next. iii FUNDING The present work was funded by the PhD fellowship SFRH/BD/72872/2010, by project grant PTDC/SAU-MIC/122816/2010 - “Biofilms in diabetic foot: microbial virulence characterization and cross-talk of major isolates”, from the Fundação para a Ciência e Tecnologia – FCT Portugal, and by project UID/CVT/00276/2013 from “Centro de Investigação Interdisciplinar em Sanidade Animal” (CIISA) of Faculty of Veterinary Medicine, University of Lisbon, Portugal. iv Abstract Virulence characterization and antimicrobial resistance of major bacterial genera from diabetic foot infections Diabetes mellitus is a major chronic disease that continues to increase significantly. One of the most important and costly complications of diabetes is the development of foot ulcers, colonized by pathogenic and antimicrobial resistant bacteria, which may be responsible for impairing its successful treatment.