Fitossíntese de nanopartículas de prata a partir de extrato de cascas de romã e desenvolvimento de formulação para tratamento de feridas: avaliação antimicrobiana, citotóxica e potencial cicatrizante em um modelo in vivo

Autor(es)

Renan Aparecido Fernandes

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Araçatuba. 2017-10-26.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Odontologia. Araçatuba
• Data de defesa: 2017-10-16
• Orientador: Debora Barros Barbosa; Andresa Aparecida Berretta e Silva

Resumo

O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de produção de nanopartículas de prata através do extrato da casca de romã, e produzir formulações contendo estas nanopartículas para uso em feridas. Elas foram testadas quanto à ação antimicrobiana, citotóxica e potencial cicatrizante. Para a produção das nanopartículas de prata propôs-se uma síntese utilizando-se como base duas metodologias já estabelecidas na literatura, utilizando-se para reação carboximetilcelulose, propilenoglicol, nitrato de prata, água e extrato da casca de romã como agente redutor. O extrato da casca de romã foi caracterizado em parâmetros como pH, massa seca e quantidade de taninos bioativos (ácido elágico e totais fenólicos expressos em ácido gálico). Os totais fenólicos do extrato foram também dosados após seu aquecimento nas diferentes condições de tempo e temperatura propostos para as sínteses das nanopartículas de prata (12 minutos, 1 hora e 2 horas, à 50ºC e 100ºC). As nanopartículas de prata produzidas foram, então, adicionadas a uma solução contendo compostos para produção de formulações para serem utilizadas no tratamento de feridas. Elas foram caracterizadas através de espectroscopia UV-Visível, microscopia eletrônica de varredura (MEV), potencial zeta e dosagem de íons remanescentes após as reações. A atividade antimicrobiana tanto das nanopartículas como de suas formulações contra Candida albicans SC 5314 e Staphylococcus aureus ATCC 25923 foi avaliada por meio do método da microdiluição. Na avaliação dos extratos, apesar de ocorrer um aumento na concentração de totais fenólicos com o aumento da temperatura, a concentração inibitória mínima (CIM) manteve-se estável com valores de 391 µg/ml e 781 µg/ml para S. aureus e C. albicans. A formação das nanopartículas de prata foi confirmada com a formação de picos característicos na espectroscopia UV-Visível e pelas imagens de MEV, onde verificou-se que a síntese com tempo de reação de 12 minutos e aquecimento a 50ºC gerou nanopartículas mais uniformes e melhor distribuídas na formulação. As sínteses propostas promoveram a redução iônica da prata de aproximadamente 100%, independente do tempo temperatura utilizados na reação. Valores de CIM para as nanopartículas de prata foram de 67,50 µg/ml e 68,75 µg/ml respectivamente para S. aureus e C. albicans independente das variações das condições de síntese. Após a seleção da síntese das nanopartículas de prata por 12 min à 50ºC, estas partículas foram também caracterizadas por difração de raios-X e microscopia eletrônica de transmissão (TEM), e as respectivas formulações por meio de espalhamento de luz dinâmica, dosagem de íons livres, potencial zeta, MEV e TEM. Para essas formulações foi também realizado um teste de estabilidade variando-se umidade e temperatura. Além da atividade antimicrobiana contra Candida albicans SC 5314 e Staphylococcus aureus ATCC 25923, a citotoxicidade em fibroblastos (L929) das nanopartículas de prata e das formulações destas partículas e do extrato da casca de romã foram também avaliadas. Para os extratos foram observados valores de 3,13, 86,39±0,96% m/m, 3,64±0,03 mg/g, 392,0±9 mg/g respectivamente para pH, massa seca, ácido elágico e totais fenólicos. Como controle, foram produzidas nanopartículas de prata sintetizadas convencionalmente (AgNP química), e observou-se potencial redutor de 99,89% e 99,51% para as sínteses utilizando-se extrato de romã (AgNP green) e um agente redutor químico convencional (AgNP química). Verificou-se a formação de partículas com tamanhos médios de 89 e 19 nm para nanopartículas green e química. A formulação contendo as nanopartículas de prata apresentaram um potencial antimicrobiano expressivamente maior do que o princípio ativo isolado, sendo 255 e 4 vezes mais efetiva contra S. aureus e C. albicans, respectivamente. Os valores de citotoxicidade foram consideravelmente menores para as nanopartículas de prata sintetizadas pelo extrato de romã quando comparadas as produzidas convencionalmente. De acordo com os valores de CIM e da citotoxicidade, a concentração das formulações foi ajustada, gerando assim três formulações: i) AgNP green, ii) AgNP química e iii) extrato de romã, nas concentrações de 337,5 µg/ml, 5,55 µg/ml e 94 µg/ml respectivamente. Para o estudo in vivo, utilizou-se como controle um medicamento comercial contendo prata indicado para tratamento de feridas (Sulfadiazina de prata). Foram selecionados noventa ratos Wistar machos com peso médio de 180 gramas. Foi induzida diabetes nos ratos, e, em seguida, realizou-se duas incisões no dorso dos animais e as lesões foram imediatamente infectadas com S. aureus (ATCC 25923) e C. albicans (SC 5314). Após 24 h, os animais foram divididos em grupos de acordo com as formulações propostas em cada tratamento, seguindo-se um protocolo de duas vezes ao dia por 2, 7 e 14 dias. Após o período de tratamento os animais foram eutanasiados e verificado o potencial reparador através do índice de fechamento de ferida, avaliação do infiltrado inflamatório, angiogenese, mieloperoxidase e hidroxiprolina. Ainda foi verificado o potencial antimicrobiano das formulações através da contagem de células viáveis de cada microrganismo infectado nas feridas. De forma geral, as formulações contendo nanopartículas de prata mostraram os melhores resultados para o fechamento das feridas, apresentando ainda uma atividade anti-inflamatória maior que a do extrato de casca de romã, o qual apresentou atividade pró inflamatória. Todos os tratamentos não foram capazes de reduzir de forma significativa o número de células de C. albicans, enquanto para S. aureus todos os tratamentos apresentaram redução significativa após quatorze dias de tratamento. Independente das nanopartículas de prata serem produzidas quimicamente ou por meio do extrato da casca de romã, ambas apresentaram considerável potencial de reparo de feridas infectadas em modelos in vivo com ratos. Os achados das presentes pesquisas reforçam e estimulam o uso potencial das nanopartículas de prata no tratamento de feridas, com destaque para a síntese green por gerar menos danos ao meio ambiente e às pessoas envolvidas tanto em sua produção como aos pacientes, e por apresentar, ainda, custo inferior quando comparada às sínteses utilizando reagentes químicos e processos convencionais. (AU)

• Processo FAPESP: 16/04230-9 - Obtenção de extrato e síntese de nanopartículas de prata a partir de Punica granatum (romã): Caracterização físico-química, determinação da atividade antimicrobiana e potencial cicatrizante
• Beneficiário: Renan Aparecido Fernandes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado