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Previous issue date: 2018-02-20 / Infecções bacterianas constituem uma ameaça à saúde humana e um sério problema para os sistemas de saúde, devido à uma crescente incidência de infecções causadas por bactérias multirresistentes. Entre importantes bactérias causadoras de infecções estão as Staphylococcus aureus, espécie de maior interesse médico, sendo a causadora mais comum de infecções nosocomiais e também comunitárias; Staphylococcus epidermidis, isolado mais frequente encontrada em epitélios humanos, sendo a principal responsável por infecções relacionadas a dispositivos médicos; e a Escherichia coli, dentre as bactérias gram-negativas é a causadora mais comum de infecções nosocomiais e adquiridas na comunidade. Peptídeos antimicrobianos (AMPs) são um grupo diverso e abundante de compostos produzidos por organismos multicelulares, tanto animais quanto vegetais, e são componentes principais da imunidade inata contra infecções e podem ser alternativas no tratamento de doenças infecciosas. Neste contexto, a associação entre AMPs e a nanotecnologia pode ser utilizada como estratégia no combate a infecções bacterianas. Entre os nanomateriais existentes estão as nanopartículas poliméricas, que são biodegradáveis e biocompatíveis. Esses nanomateriais podem participar de formulações contendo antibióticos usuais ou novas moléculas bioativas, como os AMPs, e podem ser alternativas promissoras para o tratamento de infecções bacterianas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial antimicrobiano do peptídeo Lrot3.6 nanoencapsulado frente à bactérias gram-positivas e gram-negativas, bem como os efeitos citotóxicos em cultura in vitro de células HEK293. Foram sintetizadas nanopartículas de quitosana livre e estruturadas com o peptídeo Lrot3.6 pelo método de gelificação iônica. As nanopartículas sintetizadas foram caracterizadas quanto ao tamanho, índice de polidispersão, potencial Zeta e foi determinada a eficiência de encapsulação do peptídeo. Após a síntese, foram realizados ensaios antimicrobianos por microdiluição em placa de 96 poços, utilizando cloranfenicol, o peptídeo livre e nanoencapsulado, e a nanopartícula livre nas concentrações de 8, 16, 32, 64 e 128 μg/mL, bem como ensaio para análise da ação bactericida ou bacteriostática dos tratamentos e avaliação da citotoxicidade dos tratamentos por MTT. As análises estatísticas foram realizadas pelo teste de Tukey (p<0,05). Os índices de polidispersão foram 0,356 (nanopartícula livre) e 0,398 (peptídeo nanoencapsulado). Os potenciais Zeta foram 36,5 ± 2,1 mV (nanopartícula livre) e 35,7 ± 2,2 mV (peptídeo nanoencapsulado). O peptídeo nanoencapsulado apresentou uma eficiência de encapsulação de 93,55%. Em relação aos ensaios antimicrobianos, o peptídeo livre apresentou MIC de 8 μg/mL para todas as bactérias testadas. A nanopartícula livre também apresentou efeito antimicrobiano, com MIC de 64 μg/mL para todas as bactérias. A nanoencapsulação do peptídeo favoreceu principalmente a inibição do crescimento de E. coli, bactéria em que o tratamento mais se destacou por possível efeito sinérgico entre a quitosana e o peptídeo Lrot3.6. No geral, observou-se também a liberação prolongada do peptídeo em até 48 horas. Além disso, o nanossistema na menor concentração, 8 μg/mL, não foi citotóxico em até 48 horas. / Bacterial infections are a threat to human health and a serious problem for health systems due to an increasing incidence of infections caused by multiresistant bacteria. Among important bacteria that cause infections are Staphylococcus aureus, a species of major medical interest, being the most common cause of nosocomial and community infections; Staphylococcus epidermidis, the most frequent isolate found in human epithelia, being the main responsible for infections related to medical devices; and Escherichia coli among gram-negative bacteria is the most common cause of nosocomial and community-acquired infections. Antimicrobial peptides (AMPs) are a diverse and abundant group of compounds produced by multicellular organisms, both animal and plant, and are major components of innate immunity against infections and may be alternatives in the treatment of infectious diseases. In this context, the association between AMPs and nanotechnology can be used as a strategy to combat bacterial infections. Among the existing nanomaterials are polymer nanoparticles, which are biodegradable and biocompatible. These nanomaterials may participate in formulations containing usual antibiotics or novel bioactive molecules, such as AMPs, and may be promising alternatives for the treatment of bacterial infections. The objective of this work was to evaluate the antimicrobial potential of the peptide Lrot3.6 nanoencapsulated against gram-positive and gram-negative bacteria, as well as the cytotoxic effects in vitro culture of HEK293 cells. Free chitosan nanoparticles were synthesized and structured with the Lrot3.6 peptide by the ionic gelation method. The synthesized nanoparticles were characterized by size, polydispersity index, Zeta potential and the peptide encapsulation efficiency was determined. After the synthesis, antimicrobial assays were performed by microdilution in a 96-well plate using chloramphenicol, the free and nanoencapsulated peptide, and the free nanoparticle at the concentrations of 8, 16, 32, 64 and 128 μg/mL, as well as assay for analysis of the bactericidal or bacteriostatic action of the treatments and evaluation of the cytotoxicity of the treatments by MTT. Statistical analyzes were performed using the Tukey test (p<0.05). The polydispersity indices were 0.356 (free nanoparticle) and 0.398 (nanoencapsulated peptide). Zeta potentials were 36.5 ± 2.1 mV (free nanoparticle) and 35.7 ± 2.2 mV (nanoencapsulated peptide). The nanoencapsulated peptide showed an encapsulation efficiency of 93.55%. Regarding the antimicrobial assays, the free peptide showed MIC of 8 μg/mL for all the bacteria tested. The free nanoparticle also showed antimicrobial effect, with MIC of 64 μg/mL for all bacteria. Nanoencapsulation of the peptide mainly favored the inhibition of the growth of E. coli, a bacterium in which the treatment was most highlighted by a possible synergistic effect between the chitosan and the peptide Lrot3.6. In general, prolonged release of the peptide was also observed within 48 hours. In addition, the nanosystem at the lowest concentration, 8 μg/mL, was not cytotoxic within 48 hours.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/6904 |
| Date | 20 February 2018 |
| Creators | Santos, Elisandra Maria dos |
| Contributors | Santos, Marcelo de Oliveira, Pereira, Michele Munk, Goliatt, Priscila Vanessa Zabala Capriles, Brandão, Humberto de Mello |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas: Imunologia e Doenças Infecto-Parasitárias/Genética e Biotecnologia, UFJF, Brasil, ICB – Instituto de Ciências Biológicas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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