Desenvolvimento de hidrogéis à base de Carbopol 940® contendo sistemas de nanoprismas de prata/azul de metileno para inativação fotodinâmica de bactérias patogênicas

Abstract

A Terapia Fotodinâmica (TFD) é uma abordagem promissora contra infecções bacterianas, baseada na interação entre um fotossensibilizador (FS), luz e oxigênio molecular. A inativação fotodinâmica (IFD) é uma estratégia eficaz contra microrganismos patogênicos, diferenciando-se da TFD pelo contexto de aplicação. Entre os FSs destaca-se o azul de metileno (AM), um corante catiônico e lipofílico. Para aumentar a eficiência do efeito fotodinâmico dos FS, destacam-se as nanopartículas metálicas. As nanopartículas de prata (AgNPs) são conhecidas por sua ação antibacteriana e antifúngica, além da propriedade de ressonância de plásmons de superfície (RPS), que permite a intensificação de sinais ópticos na interface. A resistência a múltiplos medicamentos (MDR) em patógenos nosocomiais do grupo ESKAPE tem aumentado gradualmente. Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa são especialmente relevantes e persistentes em infecções bacterianas, com diversos mecanismos de resistência que dificultam o tratamento eficaz. O objetivo geral deste estudo foi desenvolver hidrogéis AM/AgNPr e avaliar seu uso na IFD de bactérias patogênicas. As AgNPr foram escolhidas por sua banda de plásmon em maior proximidade com o perfil espectral de absorbância do azul de metileno, a AgNPr1 possui λmáx em 642 nm, e a AgNPr2 possui λmáx em 671 nm. O potencial Zeta da AgNPr2 mostrou valores muito negativos, como ζ = - 46,7 ± 15 mV, indicando grande estabilidade coloidal. Através da microscopia eletrônica de transmissão foi possível determinar o diâmetro médio das AgNPr1 e AgNPr2, 18 ± 5 nm e 25 ± 10 nm respectivamente, e espessura média de 4 ± 1 nm. Os resultados da caracterização óptica das AM/AgNPr revelam diferenças significativas em comparação ao azul de metileno isolado. O FTIR demonstra a associação eficaz das moléculas de AM às AgNPr. Os hidrogéis desenvolvidos apresentaram estabilidade macroscópica ao longo do tempo, sem separação de fases, mesmo após a incorporação dos FSs. A maior produção de EROs pelo AM/AgNPr em comparação ao AM isolado destaca a importância da interação entre fotossensibilizadores e nanopartículas metálicas. Os hidrogéis com AM e AM/AgNPr inativam S. aureus eficazmente em concentrações de 25 e 50 μmol.L-1 com uma dose de luz de 2,08 J.cm−2 em 120 segundos. Especificamente, os hidrogéis de AM/AgNPr inativam P. aeruginosa nas mesmas condições. A combinação AM/AgNPr aumenta a produção de EROS e consegue inativar bactérias resistentes como P. aeruginosa, diferente do AM isolado que não foi efetivo, resultando em inativação mais eficiente.