Incorporação de zinco-porfirinas em hidrogéis para aplicação em inativação fotodinâmica antimicrobiana

Abstract

O aumento da resistência bacteriana às classes de antimicrobianos tem sido preocupante. Novas alternativas de tratamento vem sendo alvo de pesquisas, entre elas a inativação fotodinâmica, técnica mediada por luz em comprimento de onda adequado, fotossensibilizador (FS) e oxigênio molecular, que combinados levam a um estresse oxidativo e morte das células-alvo. Infecções cutâneas de grande relevância clínica podem ser ocasionadas por agentes infecciosos multirresistentes como Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA). Neste trabalho, zinco- porfirinas (ZnP) foram caracterizadas e incorporadas em géis poliméricos para serem utilizadas na inativação fotodinâmica de cepas de S. aureus resistentes. Foram utilizadas como FS, ZnPEtil e ZnPHexil, e como matriz polimérica testadas hidroxietilcelulose (HEC), carbopol e alginato, além de utilizar o propilenoglicol e ureia como agentes umectantes para as formulações tópicas. Apesar da geração de espécies reativas de oxigênio ( EROs) ter sido semelhante para ZnPEtil (79,9%) e ZnPHexil (78,2%) os resultados iniciais de inativação fotodinâmica para S. aureus isolada da mastite bubalina, nas concentrações de 1 e 5 μmol L-1 e no tempo de irradiação de 1min, demonstraram que a ZnPHexil foi mais efetiva nos testes in vitro, sendo a selecionada para o estudo. O gel de HEC1% (m/v) demonstrou maior compatibilidade com o FS, através da avaliação dos espectros de absorção, emissão e características organolépticas. A adição de agentes umectantes nos hidrogéis apresentou aumento da espalhabilidade, e o hidrogel com ureia apresentou maior produção de EROs (58,5%), quando comparado à formulação com propilenoglicol (48,7%). A irradiação no comprimento de onda de 410 nm (47,61 mW/cm2) apresentou resultados mais promissores que em 450 nm (48,7 mW/cm2) para um menor tempo de irradiação (1min), por isso foi o adotado para o estudo. Porém, na avaliação dos gráficos pode ser observado que ambos podem ser aplicados quando utilizado maior tempo (a partir de 2min). Mediante os ensaios com cepas de S. aureus ATCC e S. aureus resistente isolada da mastite, foi observado que a menor concentração e o menor tempo testado (1 μmol L-1/1min) foram suficientes para inativar os microrganismos estudados, mas também foi verificada uma possível toxicidade no escuro do FS em solução na concentração de 5 μmol L-1. Quando testados os hidrogéis com e sem ureia em cepas de S. aureus ATCC e MRSA, a efetividade do FS também foi observada na menor concentração (1 μmol L-1) que demonstrou total inativação em todas formulações e tempo de irradiação testado (3min), inclusive na cepa multirresistente. O gel sem FS não apresentou inativação, e na cepa MRSA não foi observada toxicidade no escuro em nenhuma amostra avaliada. Os hidrogéis desenvolvidos com a incorporação de ZnPHexil apresentaram-se como uma alternativa promissora para o tratamento fotodinâmico de infecções causadas por bactérias multirresistentes. As amostras com e sem ureia destacaram-se por apresentarem total efetividade em menor tempo de tratamento e utilizando baixas concentrações de FS.