Terapia fotodinâmica antimicrobiana com utilização da clorina-e6 e LL-37 em nanoemulsão no tratamento da doença periodontal: estudo in vitro e in vivo

Abstract

A Raspagem e Alisamento Radicular (RAR) é considerada a terapia não-cirúrgica de escolha para tratamento da doença periodontal (DP). No entanto, esta terapia pode apresentar limitações e insucessos quando utilizada isoladamente em determinados casos clínicos. Assim, terapias alternativas têm sido investigadas para suprir deficiências da RAR que podem estar relacionadas ao limitado acesso à superfície radicular durante o tratamento, a presença persistente de periodontopatógenos nas bolsas mais profundas e defesa imunológica deficiente. Dentre estas terapias, destaca-se a terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT) e o uso de peptídeos antimicrobianos (PAM). O objetivo geral deste estudo foi investigar a otimização de clorina-e6 (Ce6) na terapia fotodinâmica e seu efeito como terapia coadjuvante no tratamento não cirúrgico da DP. Os objetivos específicos foram: (1) testar o efeito antimicrobiano da Ce6 irradiada por luz azul ou vermelha sobre biofilme multiespécie de periodontopatógenos; (2) otimizar o Ce6 em nanoemulsão e testar o efeito sinérgico do LL-37 com aPDT sobre biofilme multiespécie de periodontopatógenos; (3) testar o efeito de aplicações múltiplas da aPDT utilizando nanoemulsão carregada com Ce6 e LL-37 no tratamento de ratos com DP induzida. Biofilme multiespécie com bactérias periodontopatogênicas foi desenvolvido em condições ideais para avaliação antimicrobiana nos estudos 1 e 2, e a mesma foi avaliada por meio de ensaio qPCR. No estudo 1, a maior eliminação bacteriana foi observada nos grupos onde a luz azul foi aplicada. No estudo 2, após otimização e caracterização da Ce6 em nanoemulsão, foi observado que a combinação Ce6 e LL-37 em nanoemulsão foi efetiva na eliminação de todas as bactérias testadas. No estudo in vivo, sessões únicas ou múltiplas de terapia fotodinâmica com clorina-e6 conjugada com peptídeo antimicrobiano LL-37 em nanoemulsão como adjuvante da RAR no tratamento da DP não proporcionaram benefícios em comparação à terapia convencional isoladamente.

Scaling and root planning (SRP) is considered the first choice as the non-surgical therapy for the treatment of periodontal disease (PD). However, this therapy might present limitations and failures. Thus, alternative therapies have been investigated to overcome SRP deficiencies that may be related to limited access to the root surface, the persistent presence of periodontopathogens in deeper pockets and poor immune defense. Among these therapies, antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) and the use of antimicrobial peptides (AMP) stand out. The general purpose of this study was to investigate the optimization of chlorin-e6 (Ce6) in photodynamic therapy and its effect as an adjuvant therapy in the non-surgical treatment of PD. The specific objectives are: (1) to test the antimicrobial effect of Ce6 irradiated by blue or red light against multispecies biofilm of periodontopathogens; (2) to optimize the Ce6 in a nanoemulsion and test the synergistic effect of LL-37 with aPDT against multispecies biofilm of periodontopathogens; (3) to test the effect of multiple applications of aPDT using a nanoemulsion loaded with Ce6 and LL-37 in the treatment of rats with induced periodontal disease. Multispecies biofilm with periodontopathogenic bacteria was developed under ideal conditions for antimicrobial evaluation in studies 1 and 2, antimicrobial effect was evaluated using qPCR assay. In study 1, the highest bacterial elimination was observed in the groups where blue light was applied. In study 2, after optimization and characterization of Ce6 in nanoemulsion, it was observed that the combination of Ce6 and LL-37 in nanoemulsion was effective in eliminating all tested bacteria. In the in vivo study, single or multiple sessions of aPDT with chlorin-e6 conjugated to the antimicrobial peptide LL-37 loaded nanoemulsion as adjunct to SRP in the treatment of periodontitis provided no benefits compared to SRP alone in rats