Avaliação da atividade antimicrobiana de nanopartículas sintetizadas biologicamente

As infecções bacterianas são importantes causas de morbimortalidade, incluindo as causadas por bactérias multirresistentes aos antimicrobianos. A busca por alternativas terapêuticas eficazes e sustentáveis é essencial diante desse cenário. Nesse contexto, a nanotecnologia tem se destacado como uma ferramenta promissora, especialmente com o uso de nanopartículas metálicas com propriedades antimicrobianas. O óxido de zinco (ZnO) é um composto amplamente estudado devido à sua baixa toxicidade, alta eficiência antibacteriana e estabilidade físico-química. A síntese verde dessas nanopartículas, utilizando extratos vegetais, representa uma abordagem ecologicamente segura e economicamente viável, eliminando o uso de reagentes tóxicos e reduzindo o impacto ambiental. Este trabalho teve como objetivo avaliar a atividade antimicrobiana de nanopartículas de óxido de zinco (NP ZnO) obtidas por síntese verde a partir de diferentes extratos vegetais — borra de café, urucum, grama e folha de cana-de-açúcar — frente às bactérias Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Enterococcus faecalis ATCC 29212 e Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. As nanopartículas foram cedidas pelo Instituto de Física de São Carlos (USP) e testadas por meio da técnica de microdiluição em caldo, com determinação da concentração inibitória mínima (CIM) utilizando o corante resazurina para análise da viabilidade celular. Os resultados demonstraram que as NP ZnO apresentaram atividade antimicrobiana significativa, com valores de CIM variando de 0,312 a 2,5 mg/mL, dependendo do extrato vegetal e do microrganismo testado. Não foi observada diferença expressiva entre bactérias Gram-positivas e Gram-negativas quanto à suscetibilidade às nanopartículas. Entre as amostras avaliadas, as nanopartículas obtidas com extrato de borra de café apresentaram os melhores resultados. Conclui-se que as nanopartículas de óxido de zinco sintetizadas a partir de extratos vegetais possuem potencial promissor como agentes antimicrobianos alternativos, podendo contribuir para a redução do uso de antibióticos convencionais e para o combate à resistência bacteriana. Além disso, a metodologia de síntese verde se destaca por ser sustentável, de baixo custo e com reduzido impacto ambiental.

Resumo (inglês)

Bacterial infections are important causes of morbidity and mortality, including those caused by multidrug-resistant bacteria. The search for effective and sustainable therapeutic alternatives is essential in this scenario. In this context, nanotechnology has stood out as a promising tool, especially with the use of metallic nanoparticles with antimicrobial properties. Zinc oxide (ZnO) is a widely studied compound due to its low toxicity, high antibacterial efficiency, and physicochemical stability. The green synthesis of these nanoparticles, using plant extracts, represents an ecologically safe and economically viable approach, eliminating the use of toxic reagents and reducing environmental impact. This work aimed to evaluate the antimicrobial activity of zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) obtained by green synthesis from different plant extracts—coffee grounds, annatto, grass, and sugarcane leaf—against the bacteria Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Enterococcus faecalis ATCC 29212, and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. The nanoparticles were provided by the Institute of Physics of São Carlos (USP) and tested using the broth microdilution technique, with determination of the minimum inhibitory concentration (MIC) using the resazurin dye for cell viability analysis. The results demonstrated that the ZnO NPs showed significant antimicrobial activity, with MIC values ranging from 0.312 to 2.5 mg/mL, depending on the plant extract and the microorganism tested. No expressive difference was observed between Gram-positive and Gram-negative bacteria regarding susceptibility to the nanoparticles. Among the evaluated samples, the nanoparticles obtained with coffee grounds extract showed the best results. It is concluded that zinc oxide nanoparticles synthesized from plant extracts have promising potential as alternative antimicrobial agents, which can contribute to the reduction of conventional antibiotic use and the fight against bacterial resistance. Furthermore, the green synthesis methodology stands out for being sustainable, low-cost, and having a reduced environmental impact.