Estratégias para liberação sustentada de antimicrobianos em biofilmes

• Processo: 15/17712-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2016
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2019
• Área do conhecimento: Ciências da Saúde - Farmácia - Farmacotecnia
• Pesquisador responsável: Carolina Patrícia Aires Garbellini
• Beneficiário: Carolina Patrícia Aires Garbellini
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Osvaldo de Freitas
• Assunto(s): Bactérias Liberação controlada de fármacos Anti-infecciosos Microbiologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Antimicrobianos | bactérias | liberação sustentada | Microbiologia

Resumo

Doenças causadas por biofilmes são um grande problema de saúde pública, sendo responsáveis pelo aumento de morbidade dos pacientes, bem como do período de internação e custos assistenciais. Dentre as doenças biofilmes-dependentes mais estudadas na atualidade estão as infecções do trato urinário e as doenças orais. Assim, a veiculação de fármacos que possam ter efeito prolongado em uma formulação farmacêutica de liberação controlada pode ser muito promissora, visto que doenças biofilme-dependentes apresentam sérias dificuldades na difusão de fármacos devido à estrutura organizada de sua matriz. Em acréscimo, a formulação poderá ser otimizada pois será idealizada e desenvolvida em condições próximas às condições biológicas. Assim, o objetivo do estudo será avaliar o efeito de um sistema semi-sólido de liberação sustentada de fármaco na presença de modelos de biofilme oral e biofilme relacionado à doenças do trato urinário. Assim, a primeira parte do estudo será destinada a obter um sistema semi-sólido liberador de fármaco que seja viável para as condições fisiológicas propostas, considerando presença de bactérias, seus produtos extracelulares e a dinâmica de permanecer em um meio líquido dinâmico. Um sistema de geleificação in situ a base de monolinoleato de glicerila será desenvolvido e estudos prévios serão realizados de forma a avaliar fatores relevantes para sua utilização nos modelos de biofilme como tempo de duração da fórmula farmacêutica e tempo de liberação do fármaco. Na segunda parte do estudo, serão formados os biofilmes. Para isto, bactérias representativas da colonização de biofilme patogênico oral e de biofilme patogênico do trato urinário serão cultivadas. O primeiro modelo de biofilme oral será formado por Streptococcus mutans, tipicamente relacionada com o desenvolvimento do biofilme supragengival. O segundo modelo, subgengival, será formado por Porphyromonas gingivalis, considerada periodontopatógena em potencial. Já o terceiro modelo, será formado por Escherichia coli, bactéria Gram negativa relacionada à infecções do trato urinário. Apesar de serem modelos de estudo in vitro, os mesmos simulam as condições fisiológicas que podem ser importantes para o desenvolvimento de um produto que supere os desafios de um ambiente biológico. Os biofilmes de S. mutans ou P. gingivalis serão formados em lâminas de vidro imersas em tubos cônicos contendo meio de cultura e um dos seguintes tratamentos: 1) Sem tratamento (controle do experimento); Sistema sem fármaco, como controle negativo; 2) Sistema contendo clorexidina 0,12%. Já o biofilme de E. coli será também formado em lâminas de vidro mas será exposto aos seguintes tratamentos: 1) Sem tratamento (controle do experimento); Sistema sem fármaco, como controle negativo; Sistema contendo extrato hidroetanólico de Baccharis dracunculifolia, um produto natural com efeitos promissores em biofilmes orais. A acidogenicidade dos biofilmes será mensurada diariamente assim como a quantidade de princípio ativo liberado no meio de cultura. Após o período experimental para crescimento de cada biofilme, os mesmos serão coletados e homogeneizados por sonicação. A viabilidade bacteriana será monitorada por contagem de bactérias em ágar sangue, os polissacarídeos extracelulares serão extraídos e quantificados e a quantidade de fármaco residual nos biofilmes será analisada por CLAE. A formulação será avaliada em relação à sua massa, mesofase cristalina e o princípio ativo residual. Para comparação entre os grupos, inicialmente será analisada a homogeneidade e variabilidade dos resultados. Sendo normal a distribuição dos valores, será usada ANOVA seguido de teste post-hoc para comparação entre grupos. Caso a distribuição não seja normal, será feita a comparação usando o teste de Kruskal-Wallis. O nível de significância aceito será de 5%. A partir dos resultados deste estudo, estudos clínicos começarão a ser elaborados. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

RE, ANA CAROLINA S.; BONJOVANNI, MARIA CAROLINA; FERREIRA, MAIRA P.; FREITAS, OSVALDO; AIRES, CAROLINA P.. Effect of an Experimental Formulation Containing Chlorhexidine on Pathogenic Biofilms and Drug Release Behavior in the Presence or Absence of Bacteria. PHARMACEUTICS, v. 11, n. 2, FEB 2019. (15/17712-9)

KAWAKITA, ERIKA R. H.; RE, ANA CAROLINA S.; PEIXOTO, MARIA PAULA G.; FERREIRA, MAIRA P.; RICOMINI-FILHO, ANTONIO P.; FREITAS, OSVALDO; AIRES, CAROLINA P.. Effect of Chitosan Dispersion and Microparticles on Older Streptococcus mutans Biofilms. Molecules, v. 24, n. 9, MAY 1 2019. (15/17712-9, 15/04363-6)

OSUNGUNNA, MICHAEL OLUWOLE; PITONDO-SILVA, ANDRE; SILVA, LETICIA BUENO; RE, ANA CAROLINA S.; MARCATO, PRISCYLA D.; MASSARO, TAIS NADER CHRYSOSTOMO; POLIZELLO, ANA CRISTINA M.; AIRES, CAROLINA PATRICIA. Effect of Chitosan-Coated Nanostructured Lipid Carrier on Escherichia coli Biofilms. BIONANOSCIENCE, v. 11, n. 3, p. 8-pg., 2021-05-05. (15/17712-9)