Inativação fotodinâmica de micro-organismos patogênicos explorando nanopartículas de prata e riboflavina

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FACEPE

A Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana (TFDa) tem sido proposta como um método alternativo para o tratamento de infecções causadas por micro-organismos como bactérias e fungos. Tal técnica baseia-se na ação simultânea de uma fonte luminosa e um agente fotossensibilizador, que na presença de luz, geraa produção de oxigênio singleto e espécies reativas de oxigênio que ao interagirem com componentes celulares, promovem a morte celular desses micro-organismos. Esse estudo teve como objetivo avaliar a ação da TFDa explorando nanopartículas de prata (com tamanho médio de 13 nm) e moléculas de riboflavina(157 μM) em conjunto com um LED (Light Emitting Diode) com comprimento de onda no azul (λ=455 ± 20nm), sobre cepas de Streptococcus mutans, Pseudomonas aeruginosae Candida albicans. As cepas de S. mutans foram repicadas em BHI (Brain Infusion Heart) e incubadas em estufa bacteriológica a 37ºC, em atmosfera de 5% de CO2 por 48 he os inóculos de P. aeruginosa foram cultivados e estocados em TSA (Tryptic Soy Agar), em presença de O2, a 37º C, por 24 horas. Decorrido o tempo de incubação, colônias dos micro-organismos foram suspensas em Phosphate Buffered Saline (PBS) a uma densidade de1x107 Unidades Formadoras de Colônia (UFC)/mL.As culturas de Candida albicansforam cultivadas em meio SAB+Y (Agar Sabouraud Dextroseenriquecido com extrato de levedura). A incubação foi realizada à temperaturade 37ºC, durante período de 24 horas. Em seguida,foram preparadassuspensões com concentração de 5x106 células/mL,correspondente à turbidez de 0,5 na escala McFarland.O experimento foi dividido em doze grupos–o grupo controle, o grupo apenas com o tratamento com a luz (L), tratamento com a riboflavina (Rb), utilização da prata (Ag) e o sistema NPsAgRb+L. Posterior aotratamento, foi realizado diluição seriada e as placasincubadas a 37 ºC por 24 horas para bactérias e 48 hs para Candida sp. Ao final foi realizada a contagem de UFC/mLde ambos os micro-organismos. Os resultados foram submetidos à análise estatística descritiva. Na redução de UFC/mL foi estatisticamente significante em culturas de S. mutans com redução de 3 logs no número de células viáveis após 6 minutos de irradiação (p ˂0,05).A inativação fotodinâmica contra P. aeruginosa não foi observada estatística significativa após tratamento (p > 0,05). O mesmo foi observado nas culturas de C. albicans(p > 0,05), concluindo-se que a utilização de nanopartículas próximas ao fotossensibilizador foi eficiente contra bactérias Gram-positivas.

Antimicrobial Photodynamic Therapy (TFDA) has been proposed as an alternative method for treating infections caused by microrganisms such as bacteria and fungi. This technique is based on the simultaneous action of a light source and a photosensitizing agent, in the presence of light, generates the singlet oxygen and reactive oxygen species to interact with cellular components and promote cell death of these microrganisms. This study aimed to evaluate the action of TFDa exploring silver nanoparticles (with an average size of 13 nm) and riboflavin molecules (157 mM) in conjunction with an LED (Light Emitting Diode) with a wavelength in the blue (λ = 455 ± 20nm) on Streptococcus mutans, Pseudomonas aeruginosa and Candida albicans. The strains of S. mutans were subcultured in BHI (Brain Heart Infusion) and incubated in bacteriological incubator at 37 ° C in an atmosphere of 5% CO2 for 48 h and the inocula of P. aeruginosa were grown and stored in TSA (Tryptic Soy Agar) in the presence of O2 at 37ºC for 24 hours. After the incubation time, colonies of microrganisms were suspended in Phosphate Buffered Saline (PBS) at a density of 1x107 colony forming units (CFU)/mL. The Candida albicans cultures were grown in SAB + Y (Sabouraud Dextrose Agar enriched with yeast extract). Incubation was carried out at 37°C temperature for 24 hours. Then, suspensions were prepared with a concentration of 5x106 cells/mL, corresponding to 0.5 on the McFarland turbidity scale. The experiment was divided into twelve groups - a control group, the only group with treatment with light (L), treatment with riboflavin (Rb), use of silver (Ag) and NPsAgRb + L system. After the treatment was carried out serial dilutions and the plates incubated at 37°C for 24 hours for bacteria and 48 hours for Candida sp. At the end it was performed CFU counts / ml of both microrganisms. The results were submitted to descriptive statistical analysis. The reduction of CFU/mL was statistically significant in cultures of S. mutans to 3 logs reduction in the number of viable cells after 6 minutes of irradiation (p ˂ 0.05). The photodynamic inactivation against P. aeruginosa was no statistically significant after treatment (p> 0.05). The same was observed in cultures of C. albicans (p> 0.05), it was concluded that the use of nanoparticles next to the photosensitizer was effective against Gram-positive bacteria.