Exploring Copper (II) and Nickel (II) complexes for the control of antimicrobial-resistant Campylobacter jejuni and Escherichia coli

Tese de Doutorado
por Cinthia Consuelo Pereira e Silva
Publicado: 11/02/2026 - 09:23
Última modificação: 11/02/2026 - 09:23

Convidamos a todos para a Defesa da Tese de Doutorado da discente do nosso programa, Letícia Roberta Martins Costa.

A defesa pública ocorrerá no dia 25/02/2026 às 09h:00, no formato híbrido, presencial no Anfiteatro do Hospital Veterinário/UFU, Campus Umuarama e por videoconferência com acesso através do link: 

https://teams.microsoft.com/meet/269139608216?p=JBYihPJunKZZ7kbUOR

Será apresentado o trabalho com o título: Exploring Copper (II) and Nickel (II) complexes for the control of antimicrobial-resistant Campylobacter jejuni and Escherichia coli

Resumo: 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 dois
capítulos experimentais. No Capítulo 1, foram avaliados quatro complexos metálicos frente a
cinco isolados resistentes de C. jejuni. Cinco isolados (83,3%) foram classificados como fortes
formadores de biofilme e apresentaram amplo repertório genômico, com 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 2, foram avaliados dez
isolados de E. 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 associados à resistência a metais e
biocidas, além de 13 replicons plasmidiais. Os complexos apresentaram atividade bactericida
frente a células planctônicas (1,56–100 μg/mL) e 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
estratégias inovadoras no contexto da saúde única.

Palavras-chave: Resistência a metais, determinantes de virulência, elementos genéticos
móveis, biofilmes bacterianos, cadeia avícola.

Abstract: Campylobacter jejuni and Escherichia coli are among the main pathogens associated
with foodborne diseases, particularly those linked to poultry products. 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 sanitizing agents. In this context, this thesis aimed to evaluate the potential
of two copper(II) metal 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 two experimental chapters. In Chapter 1,
four metal complexes were evaluated against five resistant C. jejuni isolates. Five isolates
(83.3%) 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 complex [Ni(η²NO₃)(bta)(phen)], which
exhibited the lowest minimum bactericidal concentration (6.25 μg/mL) and promoted marked
disorganization 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 2, ten E. coli isolates from
the poultry production chain were evaluated. Four isolates (40%) were classified as strong
biofilm formers, and all displayed 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 exhibited bactericidal activity against planktonic (1.56–100
μg/mL) and sessile cells (25–400 μg/mL), again with superior performance of the complex
[Ni(η²NO₃)(bta)(phen)]. Overall, the results demonstrate that metal complexes, particularly
nickel(II) complexes, have high potential for the control of biofilm-associated resistant bacteria,
contributing to innovative strategies within the One Health context.

Keywords: Metal resistance, virulence determinants, mobile genetic elements,
bacterial biofilms, poultry production chain.

Banca Examinadora: 
Roberta Torres de Melo - Universidade Federal de Uberlândia - UFU/FMVZ
Daise Aparecida Rossi - Universidade Federal de Uberlândia - UFU/FMVZ
Marcus Vinicius Coutinho Cossi - Universidade Federal de Uberlândia - UFU/FMVZ
Ana Beatriz Garcez Buiatte - SUNY - The State University of New York
Ricardo Seiti Yamatogi - Universidade Federal de Viçosa - UFV
Data e Horário: 
26/02/2026 - 14:00
Av. Mato Grosso, 3289 , 3289
Uberlândia, Minas Gerais, Brasil
38405-314
Campus Umuarama - Bloco Bloco 2S - Sala Anfiteatro do Hospital Veterinário (UFU)