One-pot synthesis and antifungal activity of non-toxic silver-hydroxyapatite nanocomposites against Candida species

Abstract

O impacto de doenças fúngicas e a resistência aos agentes antimicrobianos por fungos patogênicos tornou-se um desafio global para a saúde da população. No presente trabalho, a síntese de nanocompósitos a base de prata-hidroxiapatita (Ag-HAP), foram sintetizados por um método solvotérmico assistido por micro-ondas com diferentes concentrações de peso de prata, testadas contra espécies de Candida sensíveis e resistentes aos azólicos comumente utilizado na plática clínica. Estudos antifúngicos foram conduzidos por método de microdiluição – seguindo o protocolo M27 A3 - CLSI. Para todas as espécies de Candida testadas, a amostra Ag pura mostrou baixa atividade antifúngica quando comparada com as amostras combinadas de Ag-HAP, com claro efeito sinérgico, uma vez que a atividade antifúngica foi molhorada quando colocados juntos. O principal efeito inibitório foi observado em Ag4%HAP e Ag8%-HAP contra Candida krusei, com concentração inibitória mínima (CIM) de 31,2µg / mL, seguido por Candida parapsilosis stricto sensu (62,5 µg / mL), Candida tropicalis, (62,5 µg / mL), Candida glabrata (125 µg / mL) e Candida albicans (125 µg / mL). Além disso, ensaios toxicicológicos foram realizados com modelo in vivo, Galleria mellonella devido à similaridade de resposta imunológica e níveis de toxicidade entre mamíferos. O teste foi executado de duas maneiras: banho e inoculação de todos os nanocompósitos, com a mesma concentração utilizada nos testes de microdiluição. Todos NCs não apresentaram toxicidade para este modelo. A atividade antifúngica específica encontrada por aanálise quantitativa demonstra que os nanocompósitos agem de forma diferente conforme os alvos, considerando espécies de Candida. Estes resultados mostram um novo potencial antifúngico para aplicações tecnológicas e coatings.

The impact of fungal diseases and the battle for antimicrobial agents against pathogenic fungi has emerged as a main global healthcare challenge. Here, the antifungal activity of silver-hydroxyapatite (Ag-HAP) nanocomposites (NCs) with different Ag concentrations synthesized by the one-pot microwave-assisted solvothermal method was evaluated against sensitive and resistant Candida species. Antifungal studies were conducted by microdilution method – protocol from the Clinical and Laboratory Standard Institute. The main inhibitory effect was seen to Ag4%-HAP against Candida krusei, with minimum inhibitory concentration (MIC) of 31.2 µg/mL, followed by Candida parapsilosis Sensu Stricto (62.5 µg/mL), Candida tropicalis, (62.5 µg/mL), Candida glabrata (125 µg/mL) and Candida albicans (125 µg/mL). Furthermore, the toxicity assay was performed in the in vivo model Galleria mellonella. The test was executed by bathing or inoculating with the same NCs concentration used in the previous microdilution tests. For both approaches, all NCs concentrations were not toxic to G. mellonella. The specific antifungal activity demonstrates that NCs act efficiently against species of Candida. These results show a potential antifungal application for well-designed nanostructured Ag-HAP composites.