Derivados anfifílicos de quitosana: efeito da estrutura do polímero na atividade contra Candida spp

Abstract

Esse trabalho teve como objetivo avaliar a atividade antifúngica de diferentes derivados anfifílicos de quitosana contra cepas de Candida sp., um fungo responsável por infecções que impactam o sistema de saúde, pois além de atingir milhares de pessoas tem se tornado cada vez mais resistente aos tratamentos usuais. Considerando a importância desse fungo e o potencial para uso tópico dos derivados de quitosana, no presente trabalho buscou-se avaliar a atividade antifúngica de diferentes séries de polímeros. Os polímeros previamente sintetizados foram divididos em duas séries: 1) derivados contendo porção hidrofóbica e hidrofílica constante (40% N,N- dietilaminaetila (DEAE) e 20% dodecil (DOD)) com diferentes massas moleculares, e 2) derivados com porção hidrofóbica e massa molecular constante (4% DOD e 137 kDa) com diferentes porcentagens de grupos quaternários (pentiltrimetilamônio). A série composta de diferentes conteúdos de grupos carregados negativamente (carboxietil) e grupo hidrofóbico (octil/dodecil) foi sintetizada e caracterizada por Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (RMN H1). Para as 3 diferentes séries de derivados foram analisados os graus de ionização e foi observado que no pH de 6,4 (pH próximo ao sanguíneo) os polímeros das séries 1 e 2 apresentaram valores próximos a 70% e os da série 3 próximos a 80%. As citotoxicidades dos polímeros foram determinadas em concentrações crescentes e não apresentaram toxicidade, exceto os da série 1- 25 kDa e 60 kDa que apresentaram moderada inibição de células viáveis nas maiores concentrações (1 e 0,75 mg mL-1). Foi avaliada a Concentração Inibitória Mínima (CIM), nas mesmas concentrações estudadas no ensaio de citotoxicidade contra: Candida albicans (C. albicans), Candida glabrata (C. glabrata), Candida krusei (C.krusei) e Candida parapsilosis (C. parapsilosis), cepas ATCCs e de isolados clínicos de diferentes pacientes. Os resultados mostraram que os polímeros das séries 1 e 2 inibiram em até 90% o crescimento da maioria das cepas, exceto as de Candida albicans e os polímeros da série 3 não apresentaram inibição para as cepas estudadas. A partir dos valores de CIM para os polímeros das séries 1 e 2, foram realizados estudos para determinação da Concentração Fungicida Mínima (CFM). Os derivados das séries 1 e 2, que apresentaram menores valores de CFM, foram estudados para determinação do time kill com todas as cepas. A inibição total foi atingida no período máximo de 5 horas para todas as cepas e derivados testados. A microscopia confocal pemitiu verificar alteração na morfologia da célula, possivelmente devido ao rompimento da parede celular.

This study aimed to evaluate the antifungal activity of different amphiphilic derivatives of chitosan against Candida sp., a yeast responsible for infections that impact the public health because reaches thousands of people and has become increasingly resistant to the treatments. Considering the importance of this fungus and the potential for topical use of chitosan derivatives, the present study aimed to evaluate the antifungal activity of a groups of previously synthesized polymers and synthesize new group. The polymers previously synthesized were divided into two groups: derivatives with constants concentrations hydrophobic and hydrofilic (40% diethylamineethyl (DEAE) and 20% dodecyl (DOD)) with different molecular weights, and derivatives with constant hydrophobic moiety and molecular weight (4% DOD and 137 kDa) with different percentages of positive charge (pentyltrimethylammonium group). The serie of amphiphilic derivatives containing different contents of negatively charged groups (carboxyethyl) and hydrophobic group (octyl / dodecyl) were synthesized and characterized by Nuclear Magnetic Resonance of Hydrogen (NMR H1). For the three series were analized the degree of ionization and it was observed that at pH 6.4 (approximate blood pH) the derivatives of series 1 and 2 presented values close to 70% and those of series 3 near 80%. The cytotoxicity of the polymers was assessed in different concentrations and showed no toxicity, except those in the serie 1- 25 kDa and 60 kDa that showed moderate inhibition of viable cells at the highest concentrations (1 and 0.75 mg mL -1). Subsequently, the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) was evaluate, at the same concentrations studied in the cytotoxicity assay, against Candida albicans (C. albicans), Candida glabrata (C. glabrata), Candida krusei (C.krusei) e Candida parapsilosis (C. parapsilosis), ATCCs strains and clinical isolates. The polymers of series 1 and 2 showed 90% of inhibition against most strains, except Candida albicans, that showed no significant inhibition by any polymer. The derivatives of serie 3 showed no significant inhibition of any strain. From the values obtained from MICs, the Minimum Fungicidal Concentration (MFC) was determined. For the derivatives of series 1 and 2 that presented lower values of MFC, the time kill with all the strains was analyzed, and total inhibition was reached in a maximum of five hours for all strains and derivatives tested. Confocal microscopy allowed to verify the effect of antifungal on the morphology of the strains, possibly due to cell disruption and fragments.