Efeito citotóxico e ação antimicrobiana/antibiofilme de híbridos de curcumina e cinamaldeído sobre microrganismos de interesse endodôntico

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Data

2019-04-26

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Embora o tratamento endodôntico convencional reduza significativamente a microbiota presente no interior dos canais radiculares, a permanência de microrganismos devido à complexidade anatômica do sistema de canais radiculares e a resistência destes ao tratamento químico-mecânico pode ocasionar infecções persistentes ou secundárias. Muitos estudos têm explorado o uso de fitoquímicos, buscando obter novos compostos que apresentem propriedades farmacológicas. A curcumina, pigmento amarelo isolado dos rizomas da Curcuma longa (Zingiberaceae), e o cinamaldeido, substância volátil responsável pelo odor e sabor das cascas dos caules de plantas do gênero Cinnamomum (Lauraceae) são possíveis substâncias promissoras. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito citotóxico e ação antimicrobiana/antibiofilme de compostos híbridos de curcumina e cinamaldeído sobre microrganismos de interesse endodôntico. Foram realizados ensaios para determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Bactericida Mínima (CBM) do cinamaldeído, da curcumina e dos 23 híbridos sobre Enterococcus faecalis, Streptococcus mutans, Lactobacillus casei, Actinomyces israelii e Fusobacterium nucleatum. Os melhores compostos foram avaliados em ensaios de biofilme simples (cada cepa bacteriana isoladamente) e dual-espécies (E. faecalis + L. casei, E. faecalis + S. mutans, E. faecalis + A. israelii, E. faecalis + F. nucleatum) em placas de poliestireno objetivando-se determinar o efeito sobre o metabolismo bacteriano utilizando o ensaio de XTT e sua viabilidade através da contagem das Unidades Formadoras de Colônias (UFCs), após 24 ou 48 horas de exposição ao composto. A toxicidade também foi avaliada sobre fibroblastos (linhagem L-929) utilizando o ensaio de methyltetrazolium (MTT). Além disso, biofilmes mistos com as mesmas espécies bacterianas selecionadas e multiespécies com amostras de biofilme humano foram formados em dentina radicular de dentes bovinos e após tratamento de 48 horas com o composto/controle, foram avaliados por microscopia confocal. Os dados apresentaram distribuição normal e as diferenças entre grupos (antimicrobianos e tempos de crescimento – 1 ou 2 semanas) foi analisada por ANOVA (One-way ou Two-way) seguido pelo teste de Tukey. Dos 25 compostos testados, 9 deles apresentaram efeito inibitório para, no mínimo, uma das espécies bacterianas testadas com valores de MIC/MBC variando entre 0,009 a 0,625 mg/mL. O composto LA11 e o controle clorexidina (CHX) apresentaram o melhor efeito inibitório para todas as espécies bacterianas testadas e, por este motivo, foram selecionados para os ensaios subsequentes. LA11 apresentou compatibilidade em fibroblastos em concentração superior à da Clorexidina (CHX) e teve efeito superior ou semelhante à CHX, reduzindo estatisticamente o metabolismo e viabilidade bacteriana nos biofilmes simples e dual-espécies, sendo que biofilmes de S. mutans foram os mais afetados. Para os biofilmes formados em dentina radicular, LA11 teve efeito significante sobre os biofilmes mistos com redução de 85,93%, enquanto que nos biofilmes multiespécies, a redução microbiana foi de 33,76%. Conclui-se que o composto híbrido LA11 apresentou citocompatibilidade e efeito antimicrobiano e contra biofilme de espécies bacterianas relacionadas às infecções radiculares e poderia ser uma opção de agente antimicrobiano para aplicação no tratamento endodôntico.
Although conventional endodontic treatment significantly reduces the microbiota present inside the root canals, the permanence of microorganisms due to the anatomical complexity of the root canal system and their resistance to chemical-mechanical treatment can lead to persistent or secondary infections. Many studies have explored the use of phytochemicals, seeking to obtain new compounds that present pharmacological properties. Curcumin, a yellow pigment isolated from Curcuma longa rhizomes (Zingiberaceae), and cinnamaldehyde, the volatile substance responsible for the odor and taste of plant stems of the genus Cinnamomum (Lauraceae) are possible promising substances. The objective of the study was to evaluate the cytotoxic effect and antimicrobial action / antibiofilm of hybrid compounds of curcumin and cinnamaldehyde on microorganisms of endodontic interest. The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bacterial concentration (MBM) of cinnamaldehyde, curcumin and 23 hybrids on Enterococcus faecalis, Streptococcus mutans, Lactobacillus casei, Actinomyces israelii and Fusobacterium nucleatum were determined. The best compounds were evaluated on single biofilms (single bacterial strain) and dual-species biofilms (E. faecalis + L. casei, E. faecalis + S. mutans, E. faecalis + A. israelii, E. faecalis + F. nucleatum) in polystyrene plates to determine the effect on bacterial metabolism using the XTT assay and its viability by counting Colony Forming Units (CFUs) after 24 or 48 hours of exposure to the compound. Toxicity was also evaluated on fibroblasts (L929 cell line) using the methyltetrazolium (MTT) assay. In addition, mixed biofilms with the same bacterial species selected and multispecies with human biofilm samples were formed in the dentinal root of bovine teeth and after 48 hours treatment with the compound / control, they were evaluated by confocal microscopy. The data presented normal distribution and the differences between groups (antimicrobials and growth times - 1 or 2 weeks) were analyzed by ANOVA (One-way or Two-way) followed by the Tukey test. Of the 25 compounds tested, 9 of them had inhibitory effect for at least one of the bacterial species tested with MIC / MBC values ranging from 0.009 to 0.625 mg / mL. The LA11 compound and the chlorhexidine control (CHX) had the best inhibitory effect for all bacterial species tested and were therefore selected for subsequent assays. LA11 showed a higher concentration of chlorhexidine (CHX) in the fibroblasts and had a CHX-like or higher effect, reducing bacterial metabolism and viability in single and dual-species biofilms, with S. mutans biofilms being the most affected. For biofilms formed in root dentin, LA11 had a significant effect on mixed biofilms with a reduction of 85.93%, whereas in the multispecies biofilms, the microbial reduction was 33.76%. It is concluded that the hybrid compound LA11 presented cytocompatibility and antimicrobial effect and against biofilm of bacterial species related to root infections and could be an option of antimicrobial agent for application in endodontic treatment.

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Palavras-chave

Curcumina, Cinamaldeído, Atividade antimicrobiana, Biofilme, Citotoxicidade, Curcumin, Cinnamaldehyde, Antimicrobial activity, Biofilm, Cytotoxicity

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