Análise comparativa de sesquiterpenos isolados e em nanoformulação lipossomal na inibição de sistemas bacterianos de efluxo sobre cepas de Staphylococcus aureus

Abstract

A resistência bacteriana aos antibióticos tem sido um dos maiores obstáculos para o sucesso na terapia antimicrobiana convencional. As bactérias desenvolveram, ao longo do tempo, mecanismos capazes de reduzir ou inibir a atividade terapêutica antibacteriana através dos sistemas de efluxo ativos. As bombas de efluxo estão presentes em espécies de bactérias, tanto Gram-positivas quanto Gram-negativas e são capazes de extrusar antibióticos. Estudos já demonstraram que alguns compostos de origem natural como os sesquiterpenos têm atividade inibidora de bombas de efluxo em cepas resistentes de Staphylococcus aureus. O objetivo da pesquisa foi analisar a ação antibacteriana e inibidora de bombas de efluxo por lipossomas encapsulando os sesquiterpenos nerolidol, farnesol, α-bisabolol, trans-cariofileno e óxido de cariofileno, através de ensaios in vitro contra bactérias de S. aureus portadoras de bombas de efluxo. A atividade antibacteriana direta foi avaliada pela determinação da concentração inibitória mínima (CIM) de cada sesquiterpeno e das suas respectivas formulações lipossomais. Foram utilizadas as cepas de S. aureus 1199B, IS-58, RN4220 e K2068, portadoras das bombas de efluxo NorA, Tet(K), MsrA e MepA respectivamente. Os ensaios ocorreram através de microdiluição em caldo e a leitura realizada pela adição de resazurina. A avaliação da inibição de bombas de efluxo foi avaliada pelo método de microdiluição seriada em caldo, associando-se as substancias testes aos antibióticos e ao brometo de etídio. A redução das CIMs do antibiótico e do brometo indicou inibição da resistência bacteriana. Para cada cepa utilizou-se um antibiótico especifico substrato da bomba de efluxo de cada bactéria. Para 1199B utilizou-se o antibiótico norfloxacina; para IS- 58 utilizou-se tetraciclina; em RN4220 aplicou-se eritromicina. A inibição de bombas de efluxo também foi avaliada pela medição de emissão de fluorescência do brometo de etídio, onde um aumento da intensidade fluorescência indicou inibição do e aprisionamento do brometo de etídio. Quando isolado, o nerolidol exibiu atividade antibacteriana direta contra as cepas IS-58 e RN4220, apresentando uma CIM de 32 μg/mL e 128 μg/mL respectivamente. O farnesol, α-bisabolol e óxido de cariofileno isolados apresentaram atividade antibacteriana direta contra S. aureus 1199B, IS-58 e RN4220 com CIMs variando entre 16 μg/mL a 512 μg/mL. Contudo as nanoformulações lipossomais não apresentaram atividade antibacteriana direta com uma CIM de > 1024μg/mL. Em termos de inibição da bomba de efluxo, o lipossoma/farnesol, lipossoma/α-bisabolol e lipossoma/óxido de cariofileno atuaram como potenciais inibidores da NorA presente em S. aureus 1199B, reduzindo a CIM do brometo de etídio. Lipossoma/nerolidol e lipossoma/farnesol atuaram como potenciais inibidores de MsrA na cepa de S. aureus RN4220, reduzindo a CIM do brometo de etídio. Os sesquiterpenos isolados apresentaram ação significativa: o nerolidol, farnesol, trans- cariofileno e óxido de cariofileno atuaram como possíveis inibidores de NorA e MepA; O α- bisabolol, trans-cariofileno e óxido de cariofileno atuaram como possíveis inibidores de Tet(K), e o farnesol, trans-cariofileno e óxido de cariofileno isolados atuaram como inibidor de MsrA e MepA. Dentre todas as substâncias testadas, o nerolidol, trans-cariofileno e óxido de cariofileno isolados destacaram-se pela potente inibição da NorA. No entanto, são necessários para descrever os alvos moleculares envolvidos nestes mecanismos.