Potencial antibiofilme de um sistema nanocarreador de cloreto de cetilpiridínio: evidências em modelo microcosmo de candidíase bucal

Abstract

Este estudo avaliou o efeito de um nanocarreador de cloreto de cetilpiridínio (CPC), baseado em nanopartículas de óxido de ferro (IONPs) revestidas por quitosana (CS), sobre biofilmes microcosmos de estomatite protética. Isolados de Candida spp. da saliva de cinco doadores com estomatite protética foram identificados por espectrometria de massa MALDI-TOF MS, e a concentração inibitória mínima (CIM) do nanocarreador foi determinada por microdiluição em caldo. Biofilmes microcosmos foram formados (72h) sobre resina acrílica no modelo Amsterdam Active Attachment e tratados (24 h) com o nanocarreador contendo diferentes concentrações de CPC (39, 78 ou 156 μg/mL). Os efeitos foram analisados por contagem de unidades formadoras de colônias (UFCs), biomassa total (cristal violeta), atividade metabólica (redução do XTT), microscopia confocal (viabilidade e espessura) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). IONPs, CS, CPC isolados e biofilme não tratado serviram como controles. Os dados foram submetidos aos testes de ANOVA ou Kruskal-Wallis, com teste post-hoc de Student-Newman-Keuls (p < 0,05). Foram identificadas as espécies C. albicans, C. tropicalis, C. parapsilosis e C. glabrata. O nanocarreador apresentou efeito predominantemente sinérgico, com valores de CIM inferiores aos dos controles. Embora não tenha reduzido significativamente as UFCs e a biomassa total, o nanocarreador com 156 μg/mL de CPC reduziu a atividade metabólica em 79,3% (p < 0,001). Além disso, as análises de microscopia confocal revelaram redução significativa na viabilidade celular e na espessura do biofilme, com desempenho superior ao CPC em sua forma livre. Por MEV, o biofilme exposto ao nanocarreador exibiu uma estrutura menos densa, constituída por leveduras em associação com cocos e bacilos. Conclui-se que o nanocarreador tem um forte efeito antifúngico sobre células planctônicas de Candida e é capaz de modular a virulência e a arquitetura do biofilme, mesmo sem reduzir a carga microbiana e a biomassa, representando uma possível estratégia no manejo da candidíase bucal.

This study evaluated the effect of a cetylpyridinium chloride (CPC) nanocarrier based on chitosan-coated (CS) iron oxide nanoparticles (IONPs) on denture stomatitis microcosm biofilms. Candida spp. isolates obtained from the saliva of five donors with denture stomatitis were identified by MALDI-TOF MS, and the minimum inhibitory concentration (MIC) of the nanocarrier was determined using the broth microdilution method. Microcosm biofilms were formed for 72 h on acrylic resin specimens using the Amsterdam Active Attachment model and subsequently treated for 24 h with the nanocarrier containing different CPC concentrations (39, 78, or 156 μg/mL). The effects were assessed by colony-forming unit (CFU) counts, total biomass quantification (crystal violet staining), metabolic activity (XTT reduction assay), confocal laser scanning microscopy (CLSM) to evaluate viability and biofilm thickness, and scanning electron microscopy (SEM). IONPs, CS, free CPC, and untreated biofilms were used as controls. Data were analyzed using ANOVA or Kruskal–Wallis tests, followed by the Student–Newman–Keuls post hoc test (p < 0.05). The Candida species identified included C. albicans, C. tropicalis, C. parapsilosis, and C. glabrata. The nanocarrier exhibited a predominantly synergistic effect, with MIC values lower than those of the controls. Although it did not significantly reduce CFU counts or total biomass, the nanocarrier containing 156 μg/mL CPC reduced metabolic activity by 79.3% (p < 0.001). In addition, confocal microscopy analyses demonstrated a significant reduction in cell viability and biofilm thickness, with superior performance compared to CPC in its free form. SEM analysis revealed that biofilms exposed to the nanocarrier displayed a less dense structure, composed of yeasts associated with cocci and bacilli. In conclusion, the nanocarrier exhibited a strong antifungal effect on planktonic Candida cells and was able to modulate biofilm virulence and architecture, even without reducing microbial load or biomass, representing a promising strategy for the management of oral candidiasis.