Vanessa Rodrigues dos Santos Araçatuba - SP 2019 EFEITO CITOTÓXICO E AÇÃO ANTIMICROBIANA/ANTIBIOFILME DE HÍBRIDOS DE CURCUMINA E CINAMALDEÍDO SOBRE MICRORGANISMOS DE INTERESSE ENDODÔNTICO Vanessa Rodrigues dos Santos Dissertação apresentada à Faculdade de Odontologia da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Campus de Araçatuba, para obtenção de título de Mestre em Ciência Odontológica - Área de Concentração: Saúde bucal da criança Orientadora: Profª Drª Cristiane Duque Coorientadora: Profª Drª Aimée Maria Guiotti Araçatuba - SP 2019 EFEITO CITOTÓXICO E AÇÃO ANTIMICROBIANA/ANTIBIOFILME DE HÍBRIDOS DE CURCUMINA E CINAMALDEÍDO SOBRE MICRORGANISMOS DE INTERESSE ENDODÔNTICO Vanessa Rodrigues dos Santos Catalogação-na-Publicação (CIP) Diretoria Técnica de Biblioteca e Documentação – FOA / UNESP Santos, Vanessa Rodrigues dos. S237e Efeito citotóxico e ação antimicrobiana/antibiofilme de híbridos de curcumina e cinamaldeído sobre microrganismos de interesse endodôntico / Vanessa Rodrigues dos Santos. - Araçatuba, 2019 97 f. : il. ; tab. Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Odontologia de Araçatuba Orientadora: Profa. Cristiane Duque Coorientadora: Profa. Aimée Maria Guiotti 1. Curcumina 2. Cinamaldeído 3. Atividade antimicrobiana 4 Biofilmes 5. Citotoxicidade I. T. Black D27 CDD 617.645 Claudio Hideo Matsumoto – CRB-8/5550 Vanessa Rodrigues dos Santos Dados Curriculares Vanessa Rodrigues dos Santos Vanessa Rodrigues dos Santos Nascimento 22.07.1992 – Santa Helena de Goiás - GO Filiação Antonio Roberto dos Santos Euciene Rodrigues da Silva dos Santos 2012/2016 Curso de Graduação em Odontologia pela Faculdade de Odontologia de Araçatuba –UNESP. 2013/2013 2014/2016 2016/2016 Desenvolvimento de Projeto de Iniciação Científica, com auxílio PIBIC-CNPq. Desenvolvimento de Projeto de Iniciação Científica, com auxílio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP. Desenvolvimento de Projeto de Iniciação Científica, com auxílio PIBIC-CNPq. 2017/2017 2017/2019 Desenvolvimento de Projeto de Mestrado com auxílio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico-CNPq. Desenvolvimento de Projeto de Mestrado com auxílio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP. Associações CROSP - Conselho Regional de Odontologia de São Paulo. SBPqO - Sociedade Brasileira de Pesquisa Odontológica. Vanessa Rodrigues dos Santos Comissão Examinadora Vanessa Rodrigues dos Santos Defesa de Dissertação Profa. Dra. Cristiane Duque - Orientadora Professora Associada do Departamento de Odontologia Infantil e Social, Disciplina de Odontopediatria da Faculdade de Odontologia – FOA/UNESP - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Araçatuba. Profa. Dra. Aline Rogéria Freire de Castilho – Professora Doutora Colaboradora do Departamento de Odontologia Infantil, Disciplina de Odontopediatria da Faculdade de Odontologia – FOP/UNICAMP – Universidade Estadual de Campinas, Campinas Profa. Dra. Marcelle Danelon – Professora Doutora permanente no Programa de Pós- graduação em Ciência Odontológica, Área de Concentração Saúde Bucal da Criança, na Faculdade de Odontologia – FOA/UNESP - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Araçatuba. Vanessa Rodrigues dos Santos Epígrafe Vanessa Rodrigues dos Santos “Consagre ao Senhor tudo o que você faz, e os seus planos serão bem- sucedidos. ” Provérbios 16:3 https://www.bibliaonline.com.br/nvi/pv/16/3+ Vanessa Rodrigues dos Santos Dedicatória Vanessa Rodrigues dos Santos À Deus, Por me conceder o dom da vida e guiar meu caminho. Vejo Suas mãos em cada momento dessa trajetória e reconheço seu cuidado em cada detalhe. As forças que por muitas vezes me faltavam vinham de Ti; nos momentos de dificuldade foste o meu apoio. Me fez acreditar que nada é difícil demais quando se confia no Senhor. Me fez enxergar aquilo que os meus olhos ainda não podiam contemplar. Ao Senhor dedico esta conquista! “Bendito o homem que confia no SENHOR, e cuja confiança é o SENHOR’’ Jeremias 17:7 Aos meus pais, Aqueles sem os quais nada disso seria possível. Por estarem comigo em cada fase dessa trajetória. Por todo amor e carinho dedicados a mim. Saber que tenho o apoio de vocês faz toda a diferença. Me faz sentir segura e capaz de realizar grandes sonhos, pois sei que estão sonhando ao meu lado. Esta vitória é por vocês e para vocês! “...honra a teu pai e a tua mãe, como o SENHOR, teu Deus, te ordenou, para que se prolonguem os teus dias e para que te vá bem na terra que o SENHOR, teu Deus, te dá. ” Deuteronômio 5:16 Vanessa Rodrigues dos Santos Agradecimentos Especiais Vanessa Rodrigues dos Santos Aos meus pais, Roberto e Euciene Obrigada por estarem sempre ao meu lado, ajudando a realizar meus sonhos. Sei que lutam todos os dias para dar o melhor futuro para mim e para meus irmãos. Não medem esforços para nos ver felizes. Obrigada pelos princípios e valores ensinados a mim. Me orgulho imensamente de fazer parte dessa família e de ser filha de vocês. Te amo Pai! Te amo Mãe! Aos meus irmãos, Victor e Renata Obrigada maninhos por sempre poder contar com vocês e por todo apoio dado a mim. Mesmo de longe sei que torcem por mim, assim como desejo que alcancem sempre o que há de melhor nesse mundo. Amo vocês! A minha orientadora, Cristiane Duque Muito obrigada pelo enorme privilégio de fazer parte da sua equipe! Obrigada pela oportunidade e confiança que tem depositado em mim há quase sete anos. Tempo esse suficiente para eu poder afirmar com toda certeza quão maravilhosa é a sua pessoa. Pessoa essa de um coração generoso, humilde e sempre disposto a ajudar. Uma professora e orientadora dedicada, e que ama o que faz. Muito além de realizar suas tarefas com esmero, traz inspiração a todos a sua volta. Me sinto privilegiada por ser sua orientada e de nossa convivência ter ultrapassado os limites da universidade. Agradeço todo conhecimento transmitido a mim, assim como a paciência e o carinho. Vencemos mais essa etapa e espero que outras conquistas ainda estejam por vir. A minha querida amiga Morganna Muito obrigada pela amizade e companheirismo. Sempre pronta para o que eu precisasse. Sua amizade foi muito importante nessa trajetória. Momentos alegres e Vanessa Rodrigues dos Santos tristes que passei pude ver o quão precioso é ter com quem contar. Sou feliz em saber que sempre poderei contar com você. Te amo amiga! A minha querida amiga Karina Agradeço a Deus por ter te colocado no meu caminho. Você é peça fundamental na execução desse trabalho. E muito mais do que uma colega de trabalho, você se tornou uma grande amiga! Obrigada por ser essa amiga de coração enorme e de grande cumplicidade. Companheira para todas as horas. Com toda certeza sua amizade fez os meus dias se tornarem mais fáceis e divertidos durante esse período. Sua luz contagia! Amo você! Aos amigos Isabela, Caio, Heitor e Igor Obrigada queridos amigos por nossa amizade! Bem mais fácil levar a vida com amigos do lado. Muitas vezes foram a família que eu não tinha por perto. Vou sempre levá-los em meu coração. Ao Leonardo Morais Obrigada por sua amizade e companheirismo. Principalmente nessa reta final sua companhia tem sido de grande importância. É bom ter você por perto! Ao querido José Antônio Obrigada Zé pela sua enorme paciência em me ajudar quando preciso. Você com seu jeito sério e ao mesmo tempo todo brincalhão de ser faz de você essa pessoa tão especial. Obrigada pelas gargalhadas e momentos que passamos juntos nessa trajetória. Vanessa Rodrigues dos Santos Aos colegas de laboratório Amanda, Márjully, Thayse, Nayara, Mayra, Gabriel, Jadison, Sara, Rafaela, Jesse, Gabriela, Warlley, Cecília, Gabriela Fernandes, Priscila, Francienne, Carla, Isabel e Ana Paula Obrigada pela excelente convivência no laboratório e toda prestatividade quando foi necessária. A minha coorientadora, Aimée Maria Guiotti Muito obrigada por toda colaboração. Te admiro como profissional e pessoa. Aos docentes da Disciplina de Odontopediatria da Faculdade de Odontologia de Araçatuba, UNESP Prof. Dr. Alberto Carlos B. Delbem, Prof. Dr. Célio Percinoto, Prof. Dr. Robson Federico Cunha, Prof. Dr. Juliano Pelim Pessan e Profª Dra. Sandra M. H. C. Ávila de Aguiar, muito obrigada por todo conhecimento transmitido, pela fácil acessibilidade, assim como a ótima convivência. Aos alunos Colaboradores do trabalho: Thainara, Gabriela, Jesse, Rafaela, Warlley e Gabriel Abuna Obrigada por toda ajuda e empenho no desenvolvimento deste trabalho. O companheirismo de vocês foi muito importante. Vanessa Rodrigues dos Santos Ao professor e alunos colaboradores: Prof. Dr. Luís Octávio Regasini, ao aluno Carlos Roberto Polaquini e toda equipe de trabalho do Departamento de Química e Ciências Ambientais, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE), UNESP, São José do Rio Preto pelo desenvolvimento dos híbridos estudados Obrigada pela parceria e por toda colaboração durante o desenvolvimento do trabalho. Aos funcionários do Departamento de Odontopediatria Ricardo, Mário e Luisinho. Por manterem a organização no laboratório; por toda a ajuda e dedicação. Muito obrigada! À Banca do Exame Geral de Qualificação e à Banca de Defesa Muito obrigada por toda contribuição no trabalho e pelos conhecimentos trocados. À Faculdade de Odontologia de Araçatuba, na pessoa dos professores Dr. Wilson Roberto Poi, digníssimo Diretor e Dr. João Eduardo Gomes Filho, digníssimo Vice-Diretor. A Faculdade de Odontologia de Piracicaba- FOP, Unicamp, por disponibilizar o laboratório de Microbiologia e de Microscopia Confocal, através dos quais foi possível realizar parte dos ensaios desenvolvidos neste estudo. Ao Curso de Pós-Graduação em Ciência Odontológica da Faculdade de Odontologia de Araçatuba-UNESP, na pessoa do coordenador Prof. Dr. Luciano Tavares Ângelo Cintra. Vanessa Rodrigues dos Santos Aos funcionários da biblioteca da Faculdade de Odontologia de Araçatuba da UNESP, Ana Cláudia, Luzia, Ivone, Cláudio, Maria Cláudia, Luiz, Denise e Izamar pela atenção e disponibilidade com que nos recebem. À Valéria, Cristiane e Lilian da Seção de Pós-Graduação da Faculdade de Odontologia de Araçatuba-UNESP, pelo profissionalismo e atenção sempre carinhosa. Ao Frigorífico Friboi, que permitiram a coleta dos dentes bovinos. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico- CNPq (131205/2017-0), pela concessão de recursos que possibilitou a realização deste Curso de Mestrado. A Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP (Processo 2017/05892-8) pela concessão de recursos que possibilitou a realização deste Curso de Mestrado. Vanessa Rodrigues dos Santos Resumo Vanessa Rodrigues dos Santos Santos VR. Efeito citotóxico e ação antimicrobiana/antibiofilme de híbridos de curcumina e cinamaldeído sobre microrganismos de interesse endodôntico. 2019 97f. Dissertação (Mestrado em Ciência Odontológica, área de Saúde Bucal da Criança) - Faculdade de Odontologia de Araçatuba, Universidade Estadual Paulista, Araçatuba 2019. 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 Vanessa Rodrigues dos Santos 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. Palavras-chave: Curcumina, Cinamaldeído, Atividade antimicrobiana, Biofilme, Citotoxicidade Vanessa Rodrigues dos Santos Abstract Vanessa Rodrigues dos Santos Santos VR. Cytotoxic effect and antimicrobial action / antibiofilm of hybrids of curcumin and cinnamaldehyde on microorganisms of endodontic interest. 2019 97f. Dissertação (Mestrado em Ciência Odontológica, área de Saúde Bucal da Criança) - Faculdade de Odontologia de Araçatuba, Universidade Estadual Paulista, Araçatuba 2019. Abstract 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 Vanessa Rodrigues dos Santos 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. Keywords: Curcumin, Cinnamaldehyde, Antimicrobial activity, Biofilm, Cytotoxicity Vanessa Rodrigues dos Santos Lista de Figuras Vanessa Rodrigues dos Santos Lista de Figuras Figura 1 Planejamento dos Híbridos Curcumina-Cinamaldeído das Série I, II e III 68 Figura 2 Esquema representando a reação química entre cinamaldeído (1) e a subunidade acetofenona da curcumina (2) que gerou os híbridos supracitados. 69 Figura 3 Média (DP) da porcentagem de metabolismo dos fibroblastos L929 expostos aos compostos LA11 e CHX. A Letras diferentes mostram diferença estatística entre os grupos, de acordo com ANOVA e Tukey, considerando p<0.05. 72 Figura 4 Efeito do composto híbrido LA11 e CHX sobre a atividade metabólica dos biofilmes simples formados por 1 semana ou 2 semanas. A Letras diferentes mostram diferença estatística entre os grupos, de acordo com ANOVA e Tukey, considerando p<0.05. 73 Figura 5 Efeito do composto híbrido LA11 e CHX sobre a viabilidade dos biofilmes simples formados por 1 semana ou 2 semanas. A Letras diferentes mostram diferença estatística entre os grupos, de acordo com ANOVA e Tukey, considerando p<0.05. 74 Figura 6 Efeito do composto híbrido LA11 e CHX sobre a atividade metabólica dos biofilmes dual-espécies de E. faecalis e as demais espécies testadas, formados por 2 75 Vanessa Rodrigues dos Santos semanas. A Letras diferentes mostram diferença estatística entre os grupos, de acordo com ANOVA e Tukey, considerando p<0.05. Figura 7 Efeito do composto híbrido LA11 e CHX sobre a viabilidade dos biofilmes dual-espécies de E. faecalis e as demais espécies testadas, formados por 2 semanas. A Letras diferentes mostram diferença estatística entre os grupos, de acordo com ANOVA e Tukey, considerando p<0.05. 76 Figura 8 Efeito do composto híbrido LA11 e CHX sobre a viabilidade dos biofilmes mistos com as cepas padrão testadas, formados por 2 semanas em dentina radicular. A Letras diferentes mostram diferença estatística entre os grupos, de acordo com ANOVA e Tukey, considerando p<0.05. 77 Figura 9 Efeito do composto híbrido LA11 e CHX sobre a viabilidade dos biofilmes multiespécies formados a partir de amostras de biofilmes supra e subgengival humano, formados por 2 semanas em dentina radicular. A Letras diferentes mostram diferença estatística entre os grupos, de acordo com ANOVA e Tukey, considerando p<0.05. 78 Figura 10 Imagens 2-D obtidas por microscopia confocal representativas dos biofilmes mistos (A,B,C) e biofilmes multiespécies (D,E,F) formados em dentina radicular e expostos à CHX (A,D); LA11 (B, E) e controles: (C) biofilme misto e (F) biofilme multiespécies. 79 Vanessa Rodrigues dos Santos Lista de Tabelas Vanessa Rodrigues dos Santos Lista de Tabelas Tabela 1 Estrutura química dos compostos híbridos mostrando os substituintes químicos (OH, NH3, OCH3, CH3 e CF3) 69 Tabela 2 Valores de CIM e CBM (em mg/mL) para os compostos híbridos e controles 70 Vanessa Rodrigues dos Santos Sumário Vanessa Rodrigues dos Santos Sumário Resumo 30 Introdução 32 Material e Métodos 38 Resultados 47 Discussão 52 Referências 58 Figuras e Tabelas 68 Anexo A 81 Anexo B 82 Anexo C 83 Anexo D 86 Anexo E 87 Anexo F 89 Anexo G 90 Anexo H 93 Anexo I 94 Vanessa Rodrigues dos Santos Efeito citotóxico e ação antimicrobiana/antibiofilme de híbridos de curcumina e cinamaldeído sobre microrganismos de interesse endodôntico Autores: Vanessa Rodrigues dos Santosa, Karina Sampaio Caiaffab, Jesse Augusto Pereiraa, Carlos Roberto Polaquinic, Luis Octávio Regasinic, Cristiane Duquea aDepartamento de Odontologia Infantil e Social, Faculdade de Odontologia de Araçatuba, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Araçatuba, Brasil. bDepartamento de Odontologia Restauradora, Faculdade de Odontologia de Araçatuba, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Araçatuba, Brasil. cLaboratório de Química Verde e Medicinal, Departamento de Química e Ciências do Ambiente, Instituto de Biociências, Ciências Humanas e Exatas, Universidade Estadual Paulista (Unesp), São José do Rio Preto, Brasil. * Correspondência: Departamento de Odontologia Infantil e Social, Faculdade de Odontologia de Araçatuba, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Araçatuba, Brasil. Rua José Bonifácio, 1193, Vila Mendonça, 16015050, Araçatuba, São Paulo, Brasil. Telefone: 55-18-36363315. E-mail: cristianeduque@yahoo.com.br, cduque@foa.unesp.br *O manuscrito está de acordo com as normas da Revista Archives of Oral Biology https://www.elsevier.com/journals/archives-of-oral-biology/00039969/guide-for-authors https://www.elsevier.com/journals/archives-of-oral-biology/00039969/guide-for-authors 30 Vanessa Rodrigues dos Santos Resumo Objetivos: avaliar o efeito citotóxico e ação antimicrobiana/antibiofilme de compostos híbridos de curcumina e cinamaldeído sobre microrganismos de interesse endodôntico. Métodos: Foram realizados ensaios para determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Bactericida Mínima (CBM) dos compostos sobre Enterococcus faecalis, Streptococcus mutans, Lactobacillus casei, Actinomyces israelii e Fusobacterium nucleatum. Os melhores compostos foram avaliados em ensaios de biofilme simples e dual-espécies em placas de poliestireno para determinar o efeito sobre o metabolismo e a viabilidade de espécies bacterianas após exposição aos compostos. A toxicidade também foi avaliada sobre fibroblastos humanos. Além disso, biofilmes mistos com as mesmas espécies bacterianas selecionadas e multiespécies com amostras de biofilme humano foram formados em dentina radicular e os compostos avaliados por microscopia confocal. Resultados: Dos 25 compostos testados, 9 deles apresentaram efeito inibitório para, no mínimo, uma das espécies bacterianas testadas. 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 CHX e teve efeito superior ou semelhante à CHX, reduzindo o metabolismo e a viabilidade bacteriana nos biofilmes simples e dual-espécies. 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%. Conclusões: 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. Palavras-chave: Curcumina, Cinamaldeído, Atividade antimicrobiana, Biofilme, Citotoxicidade 31 Vanessa Rodrigues dos Santos Introdução 32 Vanessa Rodrigues dos Santos Introdução Embora o tratamento endodôntico convencional reduza significativamente a microbiota presente no interior dos canais radiculares (Siqueira et al., 2007), 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 (Siqueira & Rôças, 2009). A manutenção ou o desenvolvimento de lesões periapicais após o tratamento endodôntico tem sido atribuído a fatores relacionados com a presença e virulência de bactérias e fungos no sistema de canais radiculares e/ou tecidos periapicais (Sundqvist et al., 1998; Hancock et al., 2001; Nair et al., 1999; Estrela et al., 2014). Estudos tem revelado que as bactérias Gram-positivas facultativas são mais frequentes nesses casos, incluindo Streptococcus spp., Actinomyces spp. (A. israelii e A. odontolyticus), Propionibacterium spp., Lactobacilos spp., Enterococcus faecalis, entre outros (Siqueira & Rôças, 2009). Entretanto algumas bactérias Gram-negativas, como Fusobacterium nucleatum, comuns nas infecções primárias, também podem ser detectadas após o tratamento químico-mecânico (Sakamoto et al., 2008), principalmente devido a membrana externa da sua parede celular, composta de lipopolissacarídeo - LPS. Essas endotoxinas dificultam a penetração de antimicrobianos, além de apresentarem citotoxicidade e estimularem a reabsorção óssea (Jacinto et al., 2005). A ação antimicrobiana deve ser considerada uma propriedade primordial de substâncias que são empregadas na endodontia, sejam elas irrigantes ou medicamentos intracanal. Diversas pesquisas relatam uma média de 1 a 5 espécies bacterianas, atingindo aproximadamente de 102 a 105 células/canal, mesmo após o preparo químico- mecânico, seguido ou não de medicação intracanal. (Bystrom & Sundqvist, 1985; Sjogren et al., 1997; Vianna et al., 2006; Sakamoto et al., 2007; Siqueira et al., 2007). O hipoclorito de sódio é ainda o agente irrigante mais amplamente utilizado em Endodontia principalmente por sua ação antimicrobiana e sua capacidade de dissolver tecidos orgânicos (Haapasalo et al., 2014; Borsini et al., 2016). Entretanto, o hipoclorito de sódio não possui toxicidade seletiva, ou seja, especialmente nas concentrações mais altas, ele dissolve tanto tecido vital quanto remanescentes pulpares necróticos, sendo tóxico para os tecidos periapicais em casos de extrusão acidental do irrigante do forame 33 Vanessa Rodrigues dos Santos apical para o espaço perirradicular, além de apresentar efeitos genotóxicos e potencial alérgico (Kaufman & Keila, 1989; Kuruvilla & Kamath, 1998; Serper et al., 2004; Gül et al., 2009). Outro agente utilizado como irrigante endodôntico é a clorexidina, um detergente catiônico da classe das bisbiguanidas, encontrado na forma de diacetato, hidrocloreto e digluconato, sendo a última a mais utilizada. Apresenta amplo espectro de ação contra bactérias Gram-positivas, Gram-negativas, fungos, entre outros (Mohammadi et al., 2014). Entretanto, potencial citotóxico e genotóxico também já foi descrito na literatura para clorexidina (Lessa et al., 2010; Botton et al., 2016), além de risco sistêmico, quando associada a hipoclorito de sódio, pela sua decomposição em bioprodutos reativos, como a para-chloroanilina (Basrani et al., 2007). Uma pasta tripla de antibiótico (TAP) contendo Metronidazol, Ciprofloxacina e Minociclina, idealizada inicialmente por Hoshino et al. (1996) foi utilizada como medicação intracanal com o intuito de regeneração endodôntica. Entretanto, as tetraciclinas como a Minociclina podem causar manchamento no dente, devido à sua reação com o cálcio via quelação, formando um complexo insolúvel; sendo assim a pasta a TAP foi modificada para uma pasta dupla de antibiótico (DAP) composta apenas por Metronidazol e Ciprofloxacina (Tanase et al., 1998). O Metronidazol é um composto nitroimidazol que exibe ampla atividade antiprotozoária, antibacteriana contra bacilos Gram-negativos anaeróbios, bacilos Gram-positivos esporulados e cocos anaeróbios. Ciprofloxacina é uma fluoroquinolona que apresenta ação bactericida, principalmente contra espécies Gram-negativas. Em virtude das infecções bacterianas serem polimicrobianas e essas medicações não possuírem um largo espectro de ação, o uso da pasta DAP se torna limitado, além da possibilidade de resistência bacteriana. Estudos demonstram seu efeito tóxico sobre as células-tronco da papila apical, afetando negativamente sua proliferação sobre a dentina, interrompendo a liberação de fatores de crescimento (Martin et al., 2014, Kim et al., 2015, Galler et al., 2015). Atualmente há uma corrente de pesquisadores estudando materiais biológicos que possam promover a desinfecção e estimular a regeneração tecidual natural preservando a bainha epitelial de Hertwig, a fim de permitir a diferenciação de células da papila apical em odontoblastos (Thibodeau et al., 2007; Jung et al., 2008; Ding et al., 2009; Iglesias-Linares et al., 2013). Embora os tratamentos convencionais frequentemente conduzam à resolução dos sinais e sintomas dos processos patológicos 34 Vanessa Rodrigues dos Santos pulpares (Sheehy & Roberts, 1997; Bose et al., 2009; Parirokh & Torabinejad, 2010), estes promovem pouco ou nenhum benefício para a continuidade do desenvolvimento radicular, manutenção da nocicepção pulpar normal e defesa imune esperada para um dente permanente jovem (Diogenes et al., 2013, 2014). Sendo assim, a avaliação de novas alternativas de tratamento se faz necessária, principalmente no que diz respeito aos dentes permanentes imaturos, e poderá favorecer o aprimoramento e/ou substituição das técnicas e materiais já existentes. Muitos autores tem explorado o uso de fitoquímicos, buscando obter novos compostos que apresentem propriedades terapêuticas. A curcumina é um pigmento amarelo isolado dos rizomas da Curcuma longa (Zingiberaceae), uma espécie vegetal de amplo emprego culinário e medicinal, sendo comumente conhecida como “açafrão-da- índia”, “açafrão-da-terra”, “cúrcuma”, “turmérico” (Anand et al., 2008). Dependendo da origem e das condições do solo em que o tumérico cresce, ele contém de 2 a 9% de curcuminóides. Esses curcuminóides indicam um grupo de compostos tais como curcumina, demethoxycurcumina, bis-demethoxycurcumina e curcumina cíclica. A curcumina é o maior desses compostos e apresenta amplo espectro de atividade antimicrobiana, incluindo fungos, como espécies do gênero Candida (Neelofar et al., 2011) e ação contra espécies bacterianas Gram-positivas, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis, bem como Gram- negativas, Escherichia coli, Helicobacter pylori, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella choleraesuis, Salmonella tiphymurium, Vibrio cholerae e Yersinia enterocolitica (De et al., 2009; Selvakumar e Venkataraman, 2010). Em Odontologia, a curcumina tem sido estudada para diversas finalidades, como aplicação tópica, enxaguatório e irrigação de sítios inflamados como terapia coadjuvante no tratamento de gengivite e periodontite por sua ação antimicrobiana e anti-inflamatória (Waghmare et al., 2011; Stoyell et al., 2016), inibindo importantes alvo da reação inflamatória como fator de necrose tumoral (TNF) e interleucinas (Aggarwall et al., 2013); para potencializar o efeito da quimioterapia ou radioterapia por suas propriedades antimutagências (Wilken et al., 2011), no tratamento de lesões pré- cancerosas, como fibroses de submucosa oral, leucoplasias e líquen plano (Deepa et al., 2010). Em Endodontia, estudo comparou o efeito de soluções irrigadoras contra biofilme de E. faecalis formado sobre substrato dentinário, e demonstrou que a 35 Vanessa Rodrigues dos Santos curcumina teve ação superior a clorexidina. Embora o hipoclorito de sódio (3%), tenha tido maior atividade antibacteriana que a curcumina, devido seu potencial citotóxico, a curcumina poderia ser uma alternativa natural interessante para propósitos endodônticos (Neelakantan et al., 2013). Outro fitoquímico também conhecido por suas propriedades terapêuticas é o cinamaldeído, uma substância volátil responsável pelo odor e sabor das cascas dos caules de plantas do gênero Cinnamomum (Lauraceae). Dentre essas, as cascas dos caules de C. zeylanicum são popularmente conhecidas como “canelas”, uma especiaria de amplo emprego culinário e medicinal (Ranasinghe et al., 2013). O cinamaldeído é um aldeído aromático α,β-insaturado, caracterizado por um esqueleto fenilpropanoídico do tipo C6C3. Apresenta amplo espectro de ação antibacteriana, incluindo bactérias de relevância médica, odontológica e veterinária, tais como; Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (Wong et al., 2008), H. pylori (Ali et al., 2005), Salmonella enteritidis, Campylobacter jejuni (Johny et al., 2010), Prevotella bryantii e Prevotella rumnicola (Ferme et al., 2008), Streptococcus mutans e Streptococcus sanguinis (Didry, Dubreuil & Pinkas, 1994). A hibridação molecular é uma estratégia utilizada no planejamento de substâncias biologicamente ativas. Compreende a união de características estruturais parciais de duas ou mais substâncias bioativas em uma única estrutura. Após a junção dessas duas subunidades, por meio de uma ligação covalente, obtém-se uma nova substância, a qual pode apresentar as propriedades farmacodinâmicas e farmacocinéticas diferentes das subunidades parentais (Viegas-Júnior et al., 2007). Zhi et al. (2006) sintetizaram uma série de híbridos com atividade antibacteriana, empregando como substâncias parentais; um derivado 6-anilinouracílicos, inibidores potentes de DNA polimerase III de bactérias Gram-positivas e uma fluoroquinolona, fármacos que atuam contra espécies bacterianas Gram-positivas e Gram-negativas, tendo como alvo topoisomerases e girases bacterianas. O híbrido apresentou potente atividade contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, demonstrando potência antibacteriana e espectro de ação similares às substâncias parentais. Embora a curcumina seja um potente agente antimicrobiano e que não causa toxicidade aos humanos, sendo tolerado até uma dose diária de 10 g sem causar efeitos adversos (Aggarwal et al., 2003), seu uso é limitado pela cor, falta de solubilidade na 36 Vanessa Rodrigues dos Santos água e relativa baixa disponibilidade in vivo (Mishra et al., 2005; Cao et al., 2014). Assim, a síntese de híbridos de curcumina com outro agente com similar potência antibacteriana, como o cinamaldeído, seria uma estratégia interessante para aumentar seu potencial terapêutico e reduzir as limitações do uso da curcumina isoladamente. Feng et al. (2015) sintetizaram 16 derivados da combinação de curcuminoides e ácidos cinâmicos e observaram que quase todos os compostos tiveram boa solubilidade, melhor atividade antioxidante que a vitamina C e ação antibacteriana superior à da ampicilina contra S. aureus, S. viridans, E. coli e Enterobacter cloacae. Com base no exposto, 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. A hipótese nula é que híbridos de curcumina e cinamaldeído não serão citocompatíveis e não apresentarão efeito antimicrobiano e antibiofilme sobre microrganismos de interesse endodôntico. 37 Vanessa Rodrigues dos Santos Material e Métodos 38 Vanessa Rodrigues dos Santos Material e Métodos 1. Compostos químicos e controles 1.1. Obtenção dos compostos híbridos Neste presente estudo foram sintetizados os seguintes compostos: a curcumina, o cinamaldeído e 23 compostos híbridos de curcumina-cinamaldeído e cedidos pelo Prof. Dr. Luis Octavio Regasini, coordenador do Laboratório de Química Verde e Medicinal, Departamento de Química e Ciências Ambientais, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas (IBILCE), UNESP, São José do Rio Preto. Brevemente, os compostos híbridos de curcumina e cinamaldeído foram planejados em três séries. Os híbridos da série I foram obtidos pela junção da subunidade C6C3 da curcumina (4) com a subunidade C2C6 do cinamaldeído (5), culminando na obtenção de difenilpentanoides assimétricos (C6C5C6). A série II foi planejada pela junção da subunidade C6C3 da curcumina com a subunidade C6 do cinamaldeído e a série III consiste de híbridos obtidos da reunião da subunidade C6 da curcumina com a subunidade C3C6 do cinamaldeído (Figura 1, cedido pelo Prof. Dr. Luis Regasini). Cada série gerou de 20-40 compostos híbridos por hidroxilações/metoxilações nos anéis A e B. Contudo, foram selecionados para o presente estudo aqueles com maior possibilidade química de apresentarem efeito biológico. Para a preparação dos híbridos curcumina-cinamaldeído das séries I−III foi utilizada a reação de condensação aldólica entre aldeídos aromáticos e acetonas aromáticas. As reações foram catalisadas com ácido súlfurico (Katsori et al., 2011) ou hidróxido de sódio (Shailendra et al., 2007), na presença de etanol como solvente. As substâncias das séries I−III foram purificadas por diversas técnicas, testadas para cada composto: precipitação, cristalização, extração líquido-líquido e técnicas cromatográficas. O monitoramento das reações e a análise de pureza das amostras foram realizados por cromatografia em camada delgada analítica. As cromatoplacas foram reveladas por meio de inspeção no ultravioleta (254 e 365 nm) e por reagentes químicos (anisaldeído sulfúrico e iodo sublimado). A obtenção das substâncias das séries I−III foi confirmada por meio da análise de seus espectros de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio (RMN de 1H) e Ressonância Magnética Nuclear de Carbono Treze (RMN de 13C) nos espectrômetros Bruker Avance III 9,397 (400 MHz) e 14,095 T (600 MHz), os quais fazem parte do Centro Multiusuário de Inovação Biomolecular (Processo Fapesp 2009/53989-4). 39 Vanessa Rodrigues dos Santos 1.2 Preparo dos compostos e controles Os compostos híbridos, a curcumina e o cinamaldeído foram diluídos em 5% de Dimethyl Sulfoxide, (DMSO Sigma- Aldrich, St. Louis, MO, USA) na concentração de 30 mg/mL (solução estoque), o controle de Digluconato de clorexidina (Farmácia Manipullis –Araçatuba, SP- Brasil) em água deionizada na concentração de 20 mg/mL (solução estoque) e posteriormente filtrada em filtro Millipore 0.2 µm (Kasvi, Curitiba-PR, Brasil). 2. Cepas microbianas e condições de crescimento 2.1. Cepas padrão Para a avaliação das atividades antimicrobiana e antibiofilme dos compostos foram utilizadas as seguintes cepas padrão: Streptococcus mutans (ATCC 25175), Lactobacillus casei (ATCC 393), Actinomyces israelii (ATCC 12102), Enterococcus faecalis (ATCC 51299) e Fusobacterium nucleatum (NCTC 11326). As cepas foram doadas pela Fundação Oswaldo Cruz – FIOCRUZ, Rio de Janeiro. Os meios de culturas usados para crescimento de cada espécie bacteriana foram os seguintes: Mitis Salivarius Agar (Difco, Kansas City, MO, USA) com 0,2 U/mL de bacitracina para S. mutans; MRS Rogosa Agar (Difco) para L. casei; Brain Heart Infusion Agar – BHIA (Difco) para A. israelii e E. faecalis. Para F. nucleatum, o meio utilizado foi BHIA contendo 5 mg/L de hemina, 5 mg/mL de menadiona, 2 g/L de extrato de levedura e 5% de sangue de carneiro desfibrinado. As placas foram incubadas a 37° C em uma atmosfera de 5% de CO2 por 48 h e para F. nucleatum em condições de anaerobiose por 1 semana (jarras contendo sistema de anaerobiose AnaeroGen (Oxoid, Hampshire, UK). 3. Triagem dos compostos quanto à atividade antimicrobiana 3.1. Determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Bactericida Mínima (CBM) Inicialmente, curvas de crescimento foram realizadas para cada microrganismo com a finalidade de identificar o número de horas necessárias para este atingir sua fase de maior multiplicação celular (fase logarítmica ou exponencial). Os ensaios de MIC foram realizados pelo método de microdiluição, baseados nas normas do CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute - M7-A9, 2012) com algumas modificações. Culturas das espécies bacterianas mencionadas no item 2.1 foram repicadas em meio caldo Miller- https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/276855?lang=en®ion=US https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/276855?lang=en®ion=US https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/276855?lang=en®ion=US https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/276855?lang=en®ion=US https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/276855?lang=en®ion=US https://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/276855?lang=en®ion=US 40 Vanessa Rodrigues dos Santos Hinton (MH) (Difco) por 24 h a 37o C em condições de 5% de CO2 ou anaerobiose, dependendo do crescimento de cada microrganismo. Quando a cultura atingiu a metade da fase logarítmica, as células foram separadas por centrifugação a 5000 x g por 5 min a 4o C. Estas foram lavadas e ressuspendidas em tampão fosfato de sódio – PB (10 mM, pH. 6,8). Em seguida, o número de células foi ajustado utilizando-se MH caldo para obtenção de 105 UFC/mL (Unidades Formadoras de colônias/mL). Um inóculo de 100 µL foi então incubado em 100 µL da diluição seriada dos compostos híbridos, curcumina, cinamaldeído (625 a 0,3 µg/mL) e controle de digluconato de clorexidina (20000 a 0,0023 µg/mL). Após incubação por 24 h a 37o C em condições de 5% de CO2 e anaerobiose para F. nucleatum, foi adicionada uma solução de resazurina (Sigma) a 5 µg/mL por 3 h. Suspensões bacterianas foram incubadas com CHX ou sem nenhum agente antimicrobiano, como controles positivo e negativo, respectivamente. A CIM foi definida como a menor concentração do composto ou clorexidina que não houve crescimento detectável (coloração azul da viragem da resazurina). Os meios contendo a CIM e duas concentrações maiores foram diluídos seriadamente e plaqueados em MH ágar e incubados a 37o C em condições de 5% de CO2 ou anaerobiose por 48 h. As colônias foram contadas com auxílio de estereomicroscópio binocular (Labomed, USA) e determinado o número de UFC/mL. A CBM foi considerada quando o composto ou clorexidina eliminou mais de 99% das bactérias. 4. Avaliação da citotoxicidade dos compostos sobre fibroblastos 4.1. Análise do metabolismo celular (Ensaio de MTT) O metabolismo celular foi avaliado para os compostos em concentrações decrescentes (156 a 0,31 µg/mL) utilizando o ensaio de methyltetrazolium (MTT) sobre células semelhantes a fibroblastos da linhagem L-929, em conformidade com Soares et al. (2014). Este método permite determinar a atividade da succinatodesidrogenase - enzima SDH - representando a respiração celular (mitocondrial) e considerando como a taxa metabólica de células. Após incubação das células em contato com DMEM (grupo controle) ou DMEM contendo os compostos (grupos experimentais) por 24 h, o meio de cultura foi aspirado e substituído por 90 µL de DMEM e 10 µL de solução de MTT (5 mg / mL em PBS) e as células foram incubadas a 37° C durante 4 h. Após a incubação, o meio de cultura com solução MTT foi aspirado e 200 µL de solução de isopropanol acidificado 41 Vanessa Rodrigues dos Santos (HCl 0,04 N) foi adicionado em cada poço por 30 minutos em agitação, para dissolver o produto resultante da clivagem de cristais violeta de formazan do anel de sal MTT pela atividade da enzima SDH, produzindo uma solução violeta homogênea. A proliferação celular foi avaliada utilizando um espectrofotômetro (Synergy H1 híbrido Multi- ModoMicroplate Reader - BioTekInstrumentsInc, Winooski, EUA) a 570 nm de comprimento de onda. 5. Efeito dos compostos sobre biofilmes simples 5.1. Avaliação da atividade metabólica do biofilme por método colorimétrico Os ensaios foram conduzidos de acordo com Yang et al. (2016) e Massunari et al. (2017) e com biofilmes isolados de Enterococcus faecalis (ATCC 51299), Streptococcus mutans (ATCC 25175), Lactobacillus casei (ATCC 393), Actinomyces israelii (ATCC 12102) e Fusobacterium nucleatum (NCTC 11326). Inicialmente, as culturas bacterianas foram ajustadas a 10⁶ UFC/mL. A cultura bacteriana isolada foi centrifugada a 5000 x g a 4o C por 5 minutos e o sobrenadante descartado. O pellet foi lavado duas vezes em solução salina e ressuspendido em BHI caldo. Microplacas de poliestireno estéril de 96 poços de fundo em U, foram pré-tratadas com 150 µL de saliva artificial (Composição: 800 mL de água deionizada, 1,6 g de extrato de levedura, 4 g de peptona, 0,28 g de NaCl, 1,6 g de glicose ou 3,2 g de sacarose, 0,16 g de CaCl2, 0,16 g de KCl e 0,8 g de mucina) durante um período de 4 h a 37° C na estufa de 5% CO₂ (coating phase). Após o período de incubação, a saliva foi removida. 20 µL de cada cultura bacteriana foram inoculados em cada um dos poços contendo 180 µL de caldo BHI suplementado com 0,5% de sacarose (para S. mutans), 1% de glicose (para E. faecalis, A. israelii e L. casei) e BHI suplementado 1% de glicose contendo 5 mg/L de hemina, 5 mg/mL de menadiona e 2 g/L de extrato de levedura (F. nucleatum). As placas foram incubadas a 37° C em uma atmosfera de 5% de CO2. Somente para F. nucleatum, as placas foram incubadas em sistema de anaerobiose. As culturas foram incubadas por 1 semana e 2 semanas, sendo que o meio de cultura foi trocado a cada 48 h para as culturas em estufa de CO2 e 1 vez por semana para F. nucleatum. Após esses períodos, o meio de cultura foi removido e os poços foram lavados com solução salina estéril (NaCl a 0,9%) para subsequente adição de 100 µL dos compostos (LA11 e CHX – 10x CBM mais alto) em cada poço. Digluconato de clorexidina (10x CBM) foi considerada como controle positivo, bem como biofilme em meio de 42 Vanessa Rodrigues dos Santos cultura sem agentes antimicrobianos. As microplacas contendo ou não os agentes antimicrobianos foram incubadas durante 24 h, a 37° C em uma atmosfera de 5% de CO2. A atividade metabólica das células foi determinada utilizando o ensaio de XTT [2, 3-bis (2-methyloxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-2H-tetrazolium-5-carboxanilide] de acordo com Chaieb et al. (2011) em que ocorre a redução do sal de tetrazólio pelas células metabolicamente ativas em um derivado de formazan solúvel em água que pode ser quantificado colorimetricamente. A solução de XTT (Sigma-Aldrich, Switzerland) a 1 mg/mL foi preparada em PBS, filtrada e estocada a -80o C. Phenazine Methosulfate (Sigma) também foi preparado em PBS e filtrada antes do uso. Após esse período de incubação, as soluções foram aspiradas e os poços, lavados com salina (NaCl 0.9%). Então, foram adicionados 200 µL de solução de XTT-Metassulfato (1:1 v/v) em cada poço pré-tratado e controles. As placas foram incubadas por 3 h no escuro a 37o C. Após isso, 100 µL das soluções foram transferidas para outra placa e a leitura colorimétrica foi realizada em espectrofotômetro a 492 nm para determinação da densidade óptica (DO). Os valores de DO dos controles (crescimento em meio de cultura sem antimicrobianos) foram então subtraídos dos valores de DO dos poços testes para eliminar a interferência do background. 5.2. Avaliação da viabilidade do biofilme por contagem das Unidades Formadoras de Colônias (UFC) Paralelamente, seguindo a mesma metodologia e cepas bacterianas propostas do item 5.1, após 24 h de incubação com os compostos (10x CBM mais alto), alíquotas de todos os poços foram diluídas seriadamente em solução salina (10-7) e plaqueadas em BHI ágar. As placas foram incubadas durante 24 h para posterior contagem das UFC/mL, com auxílio de estereomicroscópio binocular (Labomed, USA). 6. Avaliação dos compostos sobre biofilme dual-espécies Os mesmos ensaios realizados nos itens 5.1 (ensaio XTT) e 5.2. (Contagem UFC/mL) foram realizados com todas as espécies (S. mutans, L. casei, A. israelii e F. nucleatum) combinadas em biofilmes dual-espécies com E. faecalis como proposto por Gao et al. (2016). Após 48 h de incubação com os compostos (10x CBM mais alto), alíquotas dos poços foram plaqueadas em BHI ágar (para contagem das bactérias totais) e as placas 43 Vanessa Rodrigues dos Santos incubadas durante 24 h para posterior contagem das UFC/mL. Paralelamente, as alíquotas dos biofilmes dual-espécies também foram plaqueadas em BHI contendo 0,1 mg/mL (E. faecalis + F. nucleatum e E. faecalis + S. mutans), 0,5mg/mL (E. faecalis + A. israelii), 0,4 mg/mL (E. faecalis + L. casei) de cefuroxima para permitir somente o crescimento de E. faecalis. 7. Efeito dos compostos sobre o biofilme misto e multiespécies formado em dentina radicular e análise em Microscopia Confocal Para este ensaio, foram realizados dois tipos de biofilme: biofilme misto com as cepas padrão utilizadas neste estudo e biofilme multiespécies com amostras clínicas. 7.1. Amostras clínicas Amostras de placa supragengival e subgengival foram coletadas de 3 doadores adultos saudáveis entre 25-45 anos, como descrito por Yang et al. (2016), após devida aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa em Humanos da FOA/UNESP (CAAE #92946918.7.0000.5420). As amostras foram inseridas em tubos contendo BHI caldo e incubadas a 37° C em uma atmosfera de 5% de CO2. A cultura foi centrifugada e o número de células ajustado em 10⁶ UFC/mL. 7.2. Preparo dos espécimes de dentina e contaminação bacteriana O ensaio de biofilme para análise em Microscopia Confocal foi realizado de acordo com Ma et al. (2011). As amostras (n=6/grupo) foram preparadas a partir de raízes de incivisos bovinos. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa Animal da FOA (CEP 01195-2017). Esses dentes foram mantidos em solução de NaOCl 0.01% antes do uso. Um bloco de dentina radicular com comprimento de 4 mm foi seccionado horizontalmente de cada dente a 1 mm de distância da junção cemento-esmalte com um disco de diamante de 0.6 mm (Isomet 5000; BuehlerLtd, LakeBluff, IL) a 1000 rpm sob irrigação com água. A parede do canal radicular de cada espécime foi desgastada com uma broca largo n° 6. O espécime em formato cilíndrico foi novamente seccionado em duas metades semicilíndricas com um disco de diamante de 0.6 mm (Isomet 5000; BuehlerLtd, LakeBluff, IL). A camada de smear layer de ambos os lados do espécime foi removida pela imersão em solução com EDTA 17% em ultrassom por 3 min e 5 min com 44 Vanessa Rodrigues dos Santos H2O deionizada. Os espécimes foram esterilizados em autoclave à 121° C por 15 min. Em seguida, os espécimes foram inseridos em um microtubo com o lado do canal (pulpar) para cima. Qualquer gap entre o espécime e a parede interna do microtubo foi selado com resina composta e polimerizada por 20 s. 7.3. Infecção da dentina A infecção da dentina foi realizada com E. faecalis combinado em proporções iguais com as 4 espécies bacterianas padrão propostas (S. mutans, L. casei, A. israelii e F. nucleatum) (item 2.1) – biofilme misto e ainda com as amostras de biofilme humano - biofilme multiespécies (item 7.1). As culturas foram centrifugadas e o número de UFC foi ajustado em 10⁶ UFC/mL. Nos microtubos com os espécimes de dentina, foram inoculados 500 µL da cultura bacteriana com 3x106 UFC/mL. Os microtubos foram centrifugados em 1400 x g, 2000 x g, 3600 x g e 5600 x g nessa sequência, duas vezes cada, por 5 min. Uma alíquota fresca de bactéria foi adicionada entre cada centrifugação e a antiga descartada. Todos os microtubos foram incubados a 37o C em BHI caldo suplementado com 1% de glicose por 2 semanas, em uma atmosfera de 5% de CO2. A troca do meio de cultura foi realizada a cada 48 h. 7.4. Desinfecção da dentina Os espécimes de dentina foram removidos do microtubo e lavados com solução salina a 0,9% por 1 min. Os espécimes foram randomizados e divididos em grupos: LA11 (10x CBM), CHX (10x CBM, controle positivo) e solução salina (controle negativo). Cada espécime foi imerso em 350 µL de cada solução por 48 h, sob agitação inicial de 1 h. Em seguida, os espécimes foram lavados com água estéril por 1 min e posteriormente, os espécimes foram fraturados em duas novas metades para observação da superfície longitudinalmente aos canais dentinários visíveis por Microscopia Confocal. 7.5. Análise em Microscopia Confocal de Varredura a Laser As análises em Microscopia Confocal foram realizadas na Faculdade de Odontologia de Piracicaba – FOP/UNICAMP. As peças de dentina fraturadas foram coradas com o corante fluorescente LIVE/DEAD BacLight Bacterial Viability stain (Molecular Probes,Eugene, OR) contendo SYTO 9 e iodeto de propídio, de acordo com as instruções 45 Vanessa Rodrigues dos Santos do fabricante e então, lavados com solução salina por 1 min. Os comprimentos de excitação/emissão foram 480/500 nm para SYTO 9 e 490/635 nm para iodeto de propídio. Dois espécimes não infectados foram corados com o mesmo protocolo e usados como controle negativo. A fluorescência das células coradas foi avaliada em microscopia confocal (Leica TCS SP5, Microsystems GmbH) e as imagens 2D adquiridas pelo software LAS AF Leica Microsystems usando a resolução de 1024x1024 pixels. A proporção de células mortas nas imagens 2D foi determinada pela contagem de células mortas (coradas em vermelho) sobre a contagem total de células (vivas – em verde + mortas – em vermelho) utilizando o programa Image J 1.48 (NIH, Bethesda, MA, USA). A espessura dos biofilmes também foi determinada após a reconstrução das imagens em 3D, como auxílio do programa Image J. Análise dos resultados Os dados de contagem microbiana (UFC/mL) foram transformados em logaritmos (log (UFC/mL) e adicionado +1 pois algumas amostras apresentaram valores iguais a zero. Os dados obtidos para metabolismo celular (método MTT) e para metabolismo bacteriano (método de XTT) foram transformados em porcentagem (%), considerado a média do controle (sem antimicrobianos) como 100%. 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. 46 Vanessa Rodrigues dos Santos Resultados 47 Vanessa Rodrigues dos Santos Resultados Determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Bactericida Mínima (CBM) A curcumina, o cinamaldeído e os 23 compostos foram testados quanto à sua ação antibacteriana por meio de ensaios de CIM e CBM, conforme descrito no item 3.1. Destes, 9 compostos da série I (nomeados de TR ou LA somente para facilitar sua identificação no laboratório) apresentaram efeito inibitório para, no mínimo, uma das espécies bacterianas testadas: S. mutans, E. faecalis, A. israelii, L. casei e/ou F. nucleatum. Na Figura 2 é apresentado um esquema da reação química final utilizada para obtenção desses compostos. Nota-se que houve uma modificação na reação quando comparada àquela apresentada no planejamento inicial dos compostos. A Tabela 2 mostra os valores de CIM e CBM obtidos para os 9 compostos supracitados contra as espécies bacterianas selecionadas. Os demais compostos não apresentaram efeito inibitório contra nenhuma das espécies avaliadas. 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. Testes de crescimento foram realizados com meio de cultura contendo DMSO a 5% (diluente dos compostos híbridos) e não houve nenhuma interferência no crescimento das espécies testadas. Avaliação da citotoxicidade dos compostos A Figura 3 mostra os resultados de citotoxicidade obtidos para o composto híbrido selecionado e o controle CHX. O IC50 (concentração em que o fármaco induz até 50% de morte celular) obtido para LA11 foi de 0,052 mg/mL e para a CHX foi abaixo de 0,031 mg/mL. Houve diferença estatística entre os compostos LA11 e CHX entre 0,052 e 0,031 mg/mL, mostrando que LA11 apresentou superior citocompatibilidade quando comparado a CHX. O controle meio de cultura contendo DMSO a 5% (diluente do LA11) não mostrou efeito tóxico sobre os fibroblastos. 48 Vanessa Rodrigues dos Santos Ação dos compostos sobre biofilme simples Atividade metabólica por método colorimétrico (XTT) As Figuras 4A-E mostram o efeito do composto híbrido LA11 e controle CHX sobre o metabolismo das bactérias (pelo método do XTT) após 1 ou 2 semanas de crescimento. Independentemente do tempo, tanto LA11 quanto a CHX inibiram completamente o biofilme de S. mutans. Comparando o efeito dos compostos em 1 e 2 semanas, não houve diferença estatística tanto para LA11 quanto para a CHX e nem entre eles, considerando A. israelii e L. casei. Para E. faecalis, ambos os compostos tiveram melhor efeito em 1 semana, reduzindo o metabolismo em 68.9% para LA11 e 72.65% para CHX. Em 2 semanas, a redução do metabolismo foi de 53.07% e 54.29% para LA11 e CHX, respectivamente. Para F. nucleatum, um padrão contrário pôde ser observado. Em 1 semana, houve redução de 34,7% e 45,79% do metabolismo de F. nucleatum após exposição a LA11 e CHX, respectivamente. Em 2 semanas, LA11 reduziu 58.11% e CHX reduziu 65% do metabolismo de F. nucleatum. Viabilidade do biofilme simples por contagem das Unidades Formadoras de Colônias (UFC) As Figuras 5A-E mostram o efeito do composto LA11 e do controle CHX sobre a viabilidade das espécies bacterianas pela contagem em UFC/mL. Confirmando os resultados do metabolismo bacteriano, independentemente do tempo, tanto LA11 quanto a CHX eliminaram o biofilme de S. mutans. Efeito semelhante foi observado para LA11 e CHX, reduzindo a viabilidade de E. faecalis (em 3,67 a 4 log para LA11 e 2,4 a 2,87 log para CHX) e A. israelii (em 1,35 a 2,23 log pra LA11 e 1 a 1,41 log para CHX), em ambos os tempos. O mesmo foi observado para L. casei que teve sua viabilidade reduzida em 2,41 a 3,28 log por LA11 e 2,95 log pela CHX na primeira semana. A CHX reduziu 0,49 log do biofilme de L. casei em 2 semanas, mas não diferiu estatisticamente do controle. Para F. nucleatum, tanto LA11 quanto CHX reduziram a viabilidade bacteriana (em 4 log), porém CHX não diferiu do controle em 1 semana. 49 Vanessa Rodrigues dos Santos Ação dos compostos sobre biofilme dual-espécies Atividade metabólica por método colorimétrico (XTT) As Figuras 6A-D mostram o efeito do composto híbrido LA11 e controle CHX sobre o metabolismo de biofilmes dual-espécies de todas as espécies testadas (S. mutans, A. israelii, L. casei, e F. nucleatum) combinadas com E. faecalis após 2 semanas de crescimento. LA11 inibiu completamente e a CHX reduziu significantemente (em 58,2% para S. mutans e 55% para L. casei) o metabolismo dos biofilmes dual-espécies de E. faecalis com S. mutans ou L. casei quando comparados ao controle. Redução significante da atividade metabólica (60-70%) também foi observada quando LA11 e CHX foram aplicados sobre biofilmes dual-espécies de E. faecalis com A. israelii e F. nucleatum, porém sem diferença estatística entre os compostos. Viabilidade do biofilme dual-espécies por contagem das Unidades Formadoras de Colônias (UFC) As Figuras 7A-D mostram o efeito do composto híbrido LA11 e controle CHX sobre a viabilidade total e de E. faecalis dos biofilmes dual-espécies de todas as espécies testadas (S. mutans, A. israelii, L. casei, e F. nucleatum) combinadas com E. faecalis após 2 semanas de crescimento. Confirmando os resultados de metabolismo, LA11 eliminou completamente o biofilme dual-espécies formado por E. faecalis e S. mutans e E. faecalis e L. casei. CHX reduziu a contagem total em 5 log e de E. faecalis em 5,36 log para a combinação E. faecalis e S. mutans e eliminou somente E. faecalis no biofilme dual- espécies de E. faecalis + L. casei, embora tenha reduzido a contagem de L. casei em 4.87 log. Na combinação de E. faecalis com A. israelii, LA11 e CHX apresentam efeito semelhante sobre E. faecalis, reduzindo em 6,47 log e 5,72 log, respectivamente. Quanto a contagem total do biofilme de E. faecalis e A. israelii, LA11 teve efeito superior a CHX, porém ambos reduziram estatisticamente as bactérias. Na combinação de E. faecalis com F. nucleatum, LA11 e CHX eliminaram completamente E. faecalis e reduziram significantemente F. nucleatum, sendo que LA11 obteve efeito superior ao controle CHX. 50 Vanessa Rodrigues dos Santos Ação dos compostos sobre biofilmes formados em dentina radicular bovina Análise sobre biofilme misto formado a partir da combinação de cepas padrão A Figura 8 mostra o efeito do composto híbrido LA11 e controle CHX sobre a viabilidade total de biofilmes mistos formados com todas as espécies testadas (S. mutans, A. israelii, L. casei, e F. nucleatum e E. faecalis) em proporções iguais em dentina radicular bovina. O composto híbrido LA11 teve efeito marcante sobre os biofilmes mistos, com redução de 85,93% das bactérias, porém similar à CHX que reduziu 86,45% das bactérias. Análise sobre biofilme multiespécies formado a partir de amostras de biofilme humano A Figura 9 mostra o efeito do composto híbrido LA11 e controle CHX sobre a viabilidade total de biofilmes multiespécies formados a partir de amostras de biofilme supra e subgengival em dentina radicular bovina. O composto híbrido LA11 levou à redução de 33,76% dos microrganismos, efeito esse inferior ao da CHX que reduziu 86,54%. A Figura 10 mostra as Imagens 2-D obtidas por microscopia confocal representativas dos biofilmes mistos (A,B,C) e biofilmes multiespécies (D,E,F) formados em dentina radicular e expostos à CHX (A,D); LA11 (B, E) e controles: (C) biofilme misto e (F) biofilme multiespécies. Pode-se notar o efeito bactericida do composto LA11 e da CHX pela predominância de células mortas (em vermelho) em comparação com o controle com predominância de células vivas (em verde), para ambos os tipos de biofilmes, com redução desse efeito para o composto LA11 no biofilme multiespécies. 51 Vanessa Rodrigues dos Santos Discussão 52 Vanessa Rodrigues dos Santos Discussão Infecções endodônticas são polimicrobianas, predominantemente de origem anaeróbia, facultativa ou estritas. Microrganismos que colonizam as regiões intrarradiculares e perirradiculares podem ser tanto comensais quanto patógenos associados com infecções orais, tais como doença periodontal e cárie dentária. A severidade dessas infecções está relacionada com a composição e fatores de virulência dessa comunidade. Entre esses fatores de virulência estão a capacidade de coagregação e formação de biofilmes e habilidade de evadir as defesas do hospedeiro (Drucker & Natsiou, 2000; Siqueira & Rôças, 2007; Mistry et al., 2011). As espécies bacterianas avaliadas neste estudo foram selecionadas por terem sido relacionadas com a infecção endodôntica primária (Rolph et al., 2001; Pourhajibagher et al., 2017; Pourhajibagher & Bahador, 2018). Este estudo mostrou que o híbrido de curcumina e cinamaldeído LA11 apresentou citocompatibilidade e efeitos antimicrobiano e antibiofilme, rejeitando a hipótese nula proposta. Dos compostos testados, nove apresentaram efeito inibitório para, pelo menos, uma espécie bacteriana testada. Destes, a melhor ação antimicrobiana foi observada para o composto LA11 ou (2E,4E)-1-(3-hidroxifenil)-5-fenilpenta-2,4-dien-1- ona. Os melhores efeitos foram observados contra S. mutans, E. faecalis, L. casei e F. nucleatum, com valores de CIM entre 0,009 e 0,039 µg/mL e CBM entre 0,019 e 0,039 µg/mL. Os valores de CIM e CBM mais altos do LA11 foram obtidos para A. israelii (CIM=CBM=0,156). Os compostos originais curcumina e cinalmaldeído apresentaram CIM entre 0,156 e >0,625 e CBM entre 0,039 e >0,625. LA11 apresentou menor toxicidade sobre fibroblastos quando comparado à clorexidina. Esses resultados mostraram que a hibridização molecular gerou um composto com atividade antibacteriana 10x maior, quando comparados aos compostos originais, confirmando que essa técnica é efetiva na síntese de novos compostos antimicrobianos. Polaquini et al. (2016) avaliaram compostos derivados de cinamaldeído, obtidos pelo mesmo princípio químico (cinamaldeído + acetofenona) e observaram que os compostos 3 ((2E,4E)-1-(3-hydroxyphenyl)-5-phenylpenta-2,4-dien-1-one m-OH = LA11) e 4 (2E,4E)- 1-(4-hydroxyphenyl)-5-phenylpenta-2,4-dien-1-one p-OH = LA12) obtiveram os melhores efeitos inibitórios contra as seguintes bactérias Gram-positivas Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans e Streptococcus sanguinis, com valores de 53 Vanessa Rodrigues dos Santos CIM/CBM entre 77,9 e 312 μM e não apresentaram efeito contra bactérias Gram- negativas. De forma diferente, no presente estudo, LA11 apresentou efeito inibitório contra Fusobacterium nucleatum, bactéria anaeróbia Gram-negativa, comumente isolada em infecções endodônticas. No estudo de Polaquini et al. (2016), cinamaldeído apresentou valores de CIM e CBM acima de 500 μM contra S. aureus, S. mutans, S. sanguinis, P. aeuruginosa e E. coli. Outros trabalhos mostraram valores de CIM ainda maiores para cinamaldeído, como por exemplo 1000 mg/L (7566 μM) contra E. coli (Domalia et al., 2007) e 0.25 mg/mL (1891 μM) contra cepas de S. aureus (Ferro et al., 2016). Para curcumina, estudo mostrou valores de CIM variando de 250 a 500 μg/mL e CBM de 250 a 1000 μg/mL contra S. aureus, B. subtilis, E. coli, P. aeruginosa e V. cholera (Sasidharan et al., 2014). Neste estudo, o composto híbrido LA11 apresentou efeito significante sobre biofilmes simples ou mistos em placas de poliestireno, de forma semelhante ou superior ao controle clorexidina, agente antimicrobiano largamente utilizado em Odontologia devido ao seu amplo espectro de ação sobre bactérias Gram-positivas, Gram-negativas, fungos e vírus (Mohammadi et al., 2014). Poucos estudos têm avaliado o efeito de agentes antimicrobianos naturais, como a curcumina e o cinamaldeído ou ainda derivados desses compostos, sobre biofilme de microrganismos associados com infecções endodônticas. Abbaszadegan et al. (2016) mostraram que óleo essencial de Cinnamomum zeylanicum, rico em cinamaldeído, e a pasta triantibiótica (TAP) erradicaram biofilme de E. faecalis após 7 e 14 dias, enquanto hidróxido de cálcio não eliminou E. faecalis após 14 dias (Abbaszadegan et al., 2016). Firmino et al. (2018) avaliaram a atividade antibiofilme de extratos de Cinnamomum zeylanicum (EOCz), Cinnamomum cassia (EOCc) bem como o próprio cinamaldeído, em concentrações de 0,06 a 50 mg/mL, e observaram redução de até 99% da biomassa do biofilme de Streptococcus pyogenes, Pseudomonas aeruginosa e Escherichia coli. Nos testes de viabilidade celular, 2 mg/mL de cinamaldeído reduziu as células bacterianas em até 5.74 log UFC/mL. A curcumina também tem sido avaliada como irrigante para terapia endodôntica, na presença ou não de fotossensibilizantes. Estudo mostrou que biofilme de E. faecalis foi reduzido em 83.6% na presença de curcumina 40 mM, comparando-se com 65.3% para CHX 0,2%, 81% para CHX a 2% e 92,6% para hipoclorito de sódio a 5,25% (Pourhajibagher et al., 2018). Um estudo de Li et al. (2014) avaliou biofilmes mistos de 54 Vanessa Rodrigues dos Santos E. faecalis com quatro cepas clínicas de S. mutans (C180-2, C67-1, HG723 e UA159) e observou que a presença de E. faecalis reduziu significativamente a contagem de células viáveis de todas as quatro cepas de S. mutans testadas e o nível de redução diferiu significativamente entre as cepas. Achado esse que corrobora com os nossos resultados, demonstrando que a competição microbiana pode influenciar na virulência do biofilme. Não foram encontrados estudos com derivados de curcumina ou cinamaldeído para efeito de comparação com o presente estudo. Atualmente, estudos tem avaliado o efeito de agentes antimicrobianos para aplicação em Endodontia por meio de ensaios em dentina radicular e análise em microscopia confocal. O presente estudo mostrou que LA11 teve efeito significante sobre biofilme radicular, reduzindo em 86% o biofilme misto obtido a partir da combinação de cepas padrão. Para o biofilme multiespécies formados a partir de amostras de biofilme sub e supragengival humano, o efeito de LA11 se reduziu para 33%, o que pode ser explicado pela complexidade da microbiota que se estabeleceu na dentina radicular. A curcumina também tem sido avaliada sobre biofilme radicular, isolada ou como agente fotossensibilizante em terapia fotodinâmica. Biofilmes de E. faecalis foram formados em dentes humanos instrumentados e os seguintes agentes antimicrobianos aplicados por 30 minutos: curcumina, hipoclorito de sódio e clorexidina. Curcumina erradicou os biofilmes de 2 dias e de 2 semanas, porém para biofilmes de 8 semanas, houve redução para 553±137,6 UFC/mL, menor que do hipoclorito e maior que da CHX. Considerando os efeitos indesejáveis do hipoclorito e da clorexidina, os autores concluíram que a curcumina poderia ser um agente interessante para aplicação endodôntica (Neelakantan et al., 2013). A eficácia da curcumina ativada por LED, das pastas TAP e DAP, CHX e hidróxido de cálcio foi avaliada sobre biofilme maduro de E. faecalis em dentina radicular. A curcumina 2,5 mg/mL ativada por LED e a TAP reduziram estatisticamente a percentagem de células mortas nas profundidades de 200 e 400 µm e a contagem de UFC/mL. Não foram encontrados estudos avaliando o efeito do cinamaldeído e de derivados de curcumina/cinamaldeído sobre biofilme em dentina radicular (Devaraj et al., 2016). Embora estudos apontem os efeitos antimicrobianos e antibiofilme da curcumina e cinamaldeído, altas concentrações desses compostos (até 50 mg/mL para cinamaldeído) têm sido utilizadas para obter efeitos satisfatórios. Sendo assim, a busca por novos 55 Vanessa Rodrigues dos Santos compostos com efeito antimicrobiano/antibiofilme em concentrações muito menores é interessante não somente em termos financeiros, mas também, em se tratando da toxicidade que o composto poderia causar às células humanas. Neste estudo, LA11 teve menor efeito tóxico sobre os fibroblastos que a CHX, apresentado IC50 de 0,052 mg/mL (abaixo dos valores de CIM/CBM para a maioria das bactérias) enquanto a CHX foi abaixo de 0,031 mg/mL. O óleo essencial de Cinnamomum zeylanicum, rico em cinamaldeído, provocou uma redução mínima (16%) na viabilidade de fibroblastos, quando comparado com hidróxido de cálcio (46%) e TAP (40%) (Abbaszadegan et al., 2016). No estudo de Polaquini et al., (2016), os compostos derivados de cinamaldeído com melhores efeitos antimicrobianos apresentaram moderada toxicidade sobre células pulmonares, com valores de IC50 entre 46.3 to 96.7 μM. Derivados de curcumina, como os tetrahidrocurcuminoides, estimularam a proliferação de fibroblastos gengivais após 72 a 96 h, em concentrações de 10-4 e 10-5 M, mostrando que podem ter efeitos benéficos durante o reparo tecidual (San Miguel et al., 2011). Os óleos essenciais e seus principais compostos possuem uma gama de alvos, especialmente a parede celular e a membrana citoplasmática, podendo causar efeitos como a degradação da parede celular; dano a membrana citoplasmática, aumento da permeabilidade e diminuição do ATP intracelular. O cinamaldeído pode se difundir através da matriz polissacarídica do biofilme e desestabilizá-la, favorecendo sua ação direta nas células, por meio da perturbação da membrana e as estruturas o que leva à saída de íons e a lise celular (Ranasinghe et al., 2013). A curcumina tem demonstrado interagir in vitro com FtsZ (homólogo procarionte da tubulina dos eucariotos) e inibir a formação dos protofilamentos de Ftsz em Bacillus subtilis, o que interfere na formação da parede celular bacteriana (Rai et al. 2008). Dentre os compostos testados neste estudo, LA11 apresentou o melhor efeito antimicrobiano. Considerando que esse composto apresenta como substituinte um grupo OH na posição meta e seu análogo LA12 na posição para, a posição do grupamento OH influenciou na atividade do composto. Além disso, compostos carregando substituintes hidrofóbicos, como F, CF3 e NO2 apresentaram reduzida atividade antimicrobiana, mostrando que a hidrofilicidade de LA11 pode ter influenciado na sua atividade (Polaquini et al., 2016). Mais estudos são necessários para confirmar o mecanismo de ação antimicrobiano de LA11. 56 Vanessa Rodrigues dos Santos Conclusão 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. Aprovação do Comitê de Ética Os experimentos descritos foram aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Odontologia de Araçatuba – FOA/UNESP. Processo (CAAE #92946918.7.0000.5420) e (CEP 01195-2017). Agradecimentos Este estudo foi financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP (outorga 2017/05892-8) e pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq (outorga nº 131205/2017-0). javascript:mediumPopup('/SAGe_WEB/printProcess.do?abstractProcessId=239502&typeProcess=true&showInPopup=true&org.apache.struts.taglib.html.TOKEN=e097015c5f2a430108651a4c7eab98b3&method=printProcess',%20'popup') 57 Vanessa Rodrigues dos Santos Referências Bibliográficas 58 Vanessa Rodrigues dos Santos Referências Bibliográficas 1. Abbaszadegan, A., Dadolahi, S., Gholami, A., Moein, M. R., Hamedani, S., Ghasemi, Y. (2016). Antimicrobial and cytotoxic activity of Cinnamomum zeylanicum, Calcium Hydroxide, and triple antibiotic paste as root canal dressing materials. Journal of Contemporary Dental Practice, 17, 105–113. 2. Aggarwal, B. B., Gupta, S. C., Sung, B. (2013). Curcumin: an orally bioavailable blocker of TNF and other pro-inflammatory biomarkers. 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