Desenvolvimento, caracterização e avaliação da atividade de nanopartículas de zeína revestidas com quitosana encapsulando o 5-fluorouracil contra Escherichia coli produtora de colibactina

Abstract

O câncer colorretal (CCR) figura entre as neoplasias de maior relevância em saúde pública, e evidências recentes indicam que sua etiologia envolve não apenas fatores genéticos e ambientais, mas também a contribuição ativa da microbiota intestinal. Nesse cenário, Escherichia coli pks+ destaca-se por sua capacidade de secretar colibactina, causando danos ao DNA e favorecendo a progressão tumoral. Considerando essa interação microrganismo-hospedeiro, a formulação de nanopartículas de zeína revestidas com quitosana encapsulando 5-fluorouracil (5FU-ZNP-CH) surge como uma estratégia inovadora, ao combinar potencial antitumoral aprimorado com ação contra a bactéria indutora da carcinogênese. As nanopartículas foram obtidas pelo método de nanoprecipitação e caracterizadas quanto às suas propriedades físico-químicas, funcionais e biológicas. A 5FU-ZNP-CH apresentou tamanho médio de 301,7 ± 2,17 nm, PDI de 0,18 ± 0,02, potencial zeta de +55,3 ± 1,3 mV, eficiência de encapsulação de 93,58% e teor de 99,83%, parâmetros indicativos de estabilidade coloidal e encapsulação adequada. As análises de FTIR evidenciaram bandas atenuadas em 1645 cm⁻¹ e 993 cm⁻¹; DRX com picos em 2θ = 9,7°, 20,4° e 25,2°; na TG, estabilidade térmica até 240 °C; e no DSC, evento endotérmico a 166 °C. Do ponto de vista funcional, a formulação apresentou elevada mucoadesão, com 83,3% de adsorção à mucina, além de atividade antioxidante aprimorada nos ensaios de CAT, com IC50 de 454,33 ± 0,5 µg/mL, ABTS, com 606,5 ± 0,37 µg/mL, e DPPH, com 683,88 ± 0,35 µg/mL, caracterizada por valores de IC50 inferiores aos do fármaco livre, reforçando o potencial da nanoestrutura na proteção e no desempenho terapêutico. Nos ensaios microbiológicos, 5FU-ZNP-CH apresentou concentração inibitória mínima (CIM) de 31,25 µg/mL e concentração bactericida mínima (CBM) superior a 125 µg/mL. A atividade antibiofilme foi expressiva, com inibição de até 100% na CIM e erradicação entre 80% e 95% na CIM×4. Em relação à atividade antiproliferativa, a formulação apresentou CC50 de 12,02 µg/mL frente à linhagem T84, demonstrando maior atividade antitumoral que o 5-FU livre, com CC50 de 57,54 µg/mL. Por fim, o ensaio de hemocompatibilidade revelou taxa de hemólise inferior a 5% em 15 µg/mL, evidenciando segurança adequada para estudos in vivo. Assim, os resultados indicam que a 5FU-ZNP-CH apresenta características físico-químicas e funcionais favoráveis à administração oral, redução da hemotoxicidade e desempenho superior na atividade antioxidante, antibiofilme e antiproliferativa frente a linhagem de câncer colorretal. Os resultados obtidos neste estudo reforçam o valor da nanoencapsulação como estratégia promissora para ampliar a eficácia do 5-FU e integrar abordagens terapêuticas que contemplem tanto o tumor quanto microrganismos envolvidos na carcinogênese.