Efeito do Zerumbona (Zingiber zerumbet) na inativação de biofilmes de Candida albicans

Abstract

Atualmente têm sido avaliado novas alternativas terapêuticas para o tratamento de infecções fúngicas. As infecções fúngicas que acometem a cavidade bucal estão associadas aos biofilmes, que são estruturas complexas que se aderem a superfícies bióticas e abióticas e são envoltas por uma matriz extracelular (MEC). A MEC fornece proteção para os microrganismos contra os antifúngicos e sistema imunológico do hospedeiro e pode ocasionar o aumento da resistência das espécies e Candida aos antifúngicos. Neste contexto, a utilização de extratos vegetais representa uma alternativa viável devido aos fotoquímicos ativos presentes em sua composição. O composto Zerumbona (ZER), extraído da espécie Zingiber zerumbet, apresentou resultados promissores na inativação de bactérias gram-positivas e gram-negativas, entretanto, não há informações sobre a ação do ZER sobre a MEC do biofilme de Candida albicans. Dessa forma, o presente estudo avaliou a eficácia da ZER na inativação de C. albicans resistente ao fluconazol (CaR) bem como seu efeito sobre a MEC dos biofilmes. Foram avaliados a Concentração Inibitória Mínima (CIM), Concentração Fungicida Mínima (CFM) e a Curva de sobrevivência para determinação das concentrações e tempo de tratamento. Os biofilmes foram cultivados por 48 horas e, posteriormente, expostos ao ZER em concentrações de 128 e 256 µg/mL por um período de 5, 10 ou 20 minutos. O grupo controle não foi exposto ao ZER. A eficácia do tratamento foi avaliada por meio da viabilidade celular, da biomassa do biofilme (total e insolúvel), da quantificação dos componentes da MEC [polissacarídeos hidrossolúveis (WSP), polissacarídeos insolúveis (ASP), DNA extracelular (eDNA)] e de proteínas. O valor MIC foi de 64 μg/mL. A curva de sobrevivência e o valor de MFC foram coincidentes: 128 μg/mL. Foi observado a redução da viabilidade celular (36,99%), da biomassa insolúvel (13%), WSP (65%), ASP (10%), eDNA (23%) e das proteínas (18%). Portanto, podemos concluir que o ZER foi eficaz contra biofilmes de CaR, afetando tanto sua viabilidade celular, quanto os componentes da MEC do biofilme sendo uma alternativa promissora no tratamento de infecções fúngicas resistentes.

Currently, new therapeutic alternatives for the treatment of fungal infections have been researched. Fungal infections that affect the oral cavity are associated with biofilms, which are complex structures that adhere to biotic and abiotic surfaces and are surrounded by an extracellular matrix (ECM). The ECM provides protection for microorganisms against antifungals and the host's immune system and can lead to increased resistance of Candida spp. to antifungals. In this context, the use of plant extracts represents a viable alternative due to the active phytochemicals present in its composition. Zerumbona (ZER), extracted from the species Zingiber zerumbet, showed promising results in the inactivation of gram-positive and gram-negative bacteria, however, there is no information about the action of ZER on the ECM of Candida albicans biofilm. Thus, the present study evaluated the effectiveness of ZER in the inactivation of fluconazole-resistant Candida albicans (CaR) as well as its effect on the ECM of biofilms. The Minimum Inhibitory Concentration (MIC), Minimum Fungicide Concentration (MFC) and the Survival Curve were evaluated to determine concentrations and treatment time. Biofilms were cultivated for 48 hours and subsequently exposed to ZER at concentrations of 128 and 256 µg/mL for 5, 10 and 20 minutes. The control group was cultured but not exposed to any substance. Treatment efficacy was evaluated by quantifying cell viability, biofilm biomass (total and insoluble), quantification of ECM components [water-soluble polysaccharides (WSP), insoluble polysaccharides (ASP), extracellular DNA (eDNA)] and of proteins. The MIC value was 64 µg/mL and the MFC was 128 μg/mL. A reduction in cell viability (36.99%), insoluble biomass (13%), WSP (65%), ASP (10%), eDNA (23%) and proteins (18%) was observed. Therefore, we can conclude that ZER was effective against CaR biofilms, affecting both its cell viability and the ECM components being a promising alternative in the treatment of resistant fungal infections.