Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana com Utilização da Clorina-e6 sobre Biofilme Periodontopatogênico

Abstract

A resistência bacteriana é uma ameaça real alertada pela OMS. A terapia fotodinâmica antimicrobiana (TFDA) pode ser uma das soluções para superar este desafio, uma vez que já demonstra ação antimicrobiana frente a inúmeros patógenos. A clorina-e6 (Ce6) provou ser um fotossensibilizador (FS) com potente efeito quando irradiada pela luz vermelha, contra diferentes biofilmes. No entanto, o principal pico de absorção deste FS está no espectro visível de luz azul, ainda insuficientemente investigado. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da TFDA com utilização da Ce6 irradiada a 450 e 660 nm contra biofilmes relacionados à doença periodontal. Biofilmes monoespécie de Streptococcus oralis, Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis e Aggregatibacter actinomycetemcomitans foram desenvolvidos em condições adequadas por cinco dias. A TFDA foi realizada em diferentes concentrações de fotossensibilizador (100 e 200 µM) e comprimentos de onda de luz (450 e 660 nm), e comparada ao controle negativo (DMSO a 1%) e positivo (clorexidina a 0,2%) por análise de unidades formadoras de colônias (UFC) e microscopia confocal. O uso de luz e FS também foram testados individualmente. A maior redução bacteriana foi observada no grupo em que a TFDA foi realizada com utilização da Ce6 a 200 µM e aplicação de luz azul para todas as cepas (redução de 4,01 log10 para A. actinomycetemcomitans e redução total para P. gingivalis e S. oralis), exceto para F. nucleatum, onde o melhor resultado foi obtido com a TFDA utilizando irradiação por luz vermelha (redução de 3,36 log10) (p <0,05). O efeito antimicrobiano da TFDA usando Ce6 contra os biofilmes monoespécie testado foi confirmado por meio de microscopia confocal. FS na ausência de luz reduziu significativamente o número de células viáveis quando comparado ao grupo não tratado, em todos os biofilmes testados, exceto para F. nucleatum. A correlação entre redução bacteriana e concentração do FS foi observada apenas em biofilmes de algumas cepas testadas. O uso de TFDA mediado por Ce6 promoveu redução significativa de células bacterianas viáveis, com redução mais evidente nos grupos tratados com luz azul para S. oralis, P. gingivalis e A. actinomycetemcomitans.

Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) has been used in the treatment of many infection diseases as main or adjuvant therapy. Chlorin-e6 (Ce6), as a photosensitizer (PS), has demonstrated significant reduction of microorganisms’ viability when irradiated by red light. However, the main absorption peak of this PS is located at blue light visible spectrum, which has been poorly investigated. This study aimed at evaluating the effect of pure-chlorin-e6-mediated aPDT and different light sources (450 or 660 nm) against biofilms related to periodontitis. Streptococcus oralis, Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis, and Aggregatibacter actinomycetemcomitans single-species biofilms were developed under proper conditions for five days. aPDT was performed using different concentrations of Ce6 (100 and 200 µM), wavelengths (450 and 660 nm) and compared to negative and positive (0.2% Chlorhexidine) control after colony forming unit and confocal laser scanning microscopy (CLSM) analysis. The use of light and PS were also individually tested. The greatest bacterial elimination was observed in the group where aPDT was employed with blue light and concentration of 200 µM for all bacterial strains tested (reduction of 4.01 log10 for A. actinomycetemcomitans, and total elimination for P. gingivalis and S. oralis), except for F. nucleatum, where the lowest mean value was observed in the group that received aPDT with red light and 200 µM Ce6 (3.36 log10 reduction) (p<0.05). The antimicrobial effects of aPDT mediated by Ce6 for all single pathogenic biofilms were confirmed by live/dead staining under CLSM analysis. For all single-species biofilms, the use of aPDT mediated by chlorin-e6 photosensitizer under blue or red-light irradiation (450 and 660 nm) promoted a significant reduction in bacterial viability, especially in the groups treated with blue light for S. oralis, P. gingivalis, and A. actinomycetemcomitans.