Inativação fotodinâmica utilizando-se curcumina conjugada a Pluronic® F-127 sobre biofilme de Streptococcus mutans - Santos, Diego Dantas Lopes dos [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2019)
A inativação fotodinâmica é descrita como terapêutica promissora na inativação de micro-organismos bucais. A curcumina é um fotossensibilizador com característica hidrofóbica, e que pode comprometer a sua eficiência. Dessa forma, torna-se relevante o desenvolvimento de estudos que verifiquem o seu efeito quando conjugada a micelas poliméricas. O objetivo deste estudo foi avaliar a efetividade da inativação fotodinâmica em biofilme de Streptococcus mutans utilizando-se curcumina, conjugada ou não, a micelas como fotossensibilizador, irradiado por luz LED. Realizou-se a caracterização das micelas poliméricas nas concentrações de 0.1 e 0.5% de curcumina, por meio do Potencial Zeta, determinação do espalhamento de luz dinâmico, microscopia eletrônica de transmissão e a investigação dos mecanismos envolvidos na reação fotodinâmica. Após, foi selecionada a melhor concentração a ser utilizada na inativação fotodinâmica sobre biofilme de Streptococcus mutans. As concentrações inibitória mínima (CIM) e bactericida mínima (CBM) foram determinadas. Foram induzidos em placa de 96 poços biofilmes single espécie. Os biofilmes foram irradiados uniformemente com sistema de iluminação a LED (Biotable, MMO) em comprimento de onda de 460 nm com dose/densidade de energia de 15 J/cm2 . Unidades formadoras de colônia (UFC/mL), a partir da CIM e CBM foram obtidas. Por meio de microscopia confocal utilizando-se corante BacLight® LIVE/DEAD foi avaliado a viabilidade celular nos biofilmes. Diferentes Grupos foram analisados: FSM+L+ (Fotossensibilizador conjugado a micelas de Pluronic + Luz), FSD+L+ (Fotossensibilizador em DMSO 10% + Luz), M+L+ (Micelas de Pluronic + Luz), D+L+ (DMSO 10% + Luz), FS-L+ (Água Milli-Q + Luz), FSM+L- (Fotossensibilizador conjugado a micelas de Pluronic - Luz), FSD+L- (Fotossensibilizador em DMSO 10% - Luz), M+L- (Micelas de Pluronic - Luz), FS-L- (Água Milli-Q – Luz: Grupo controle negativo) e C+L- (Clorexidina a 0.2%: Grupo controle positivo). Após avaliação dos pressupostos de normalidade e homocedasticidade, os dados foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA) e ANOVA com correção de Welch, para comparação múltipla foi utilizado Pós-hoc de Games-Howell e Pós-hoc de Tukey. Ambos os testes foram realizados ao nível de significância de 5%. Para os grupos tratados com luz e valor de α < 0,05, os resultados mostraram que os grupos FSM+L+ (3,41log10) e FSD+L+ (1,92log10) foram semelhantes (p=0,122) e diferentes de M+L+, D+L+ e FS-L+ (p0,027). A viabilidade de Streptococcus mutans na presença de curcumina conjugada a micelas foi substancialmente reduzida por irradiação com LED. Assim, torna-se factível a utilização de micelas de Pluronic® F-127 como alternativa viável para veiculação da curcumina a ser utilizada na inativação fotodinâmica, sem a necessidade de incorporação prévia da curcumina a solventes como etanol e DMSO.

Photodynamic inactivation is described as promising therapy in the inactivation of oral microorganisms. Curcumin is a hydrophobic photosensitizer, which can compromise its efficiency. Thus, the development of studies that verify its effect when conjugated to polymeric micelles becomes relevant. The objective of this study was to evaluate the effectiveness of photodynamic inactivation in Streptococcus mutans biofilm using curcumin, conjugated or not, to micelles as photosensitizer, irradiated by LED light. The characterization of the polymeric micelles in the 0.1% and 0.5% concentrations of curcumin was carried out by Zeta Potential, determination of dynamic light scattering, transmission electron microscopy and investigation of the mechanisms involved in the photodynamic reaction. After that, the best concentration to be used in photodynamic inactivation on Streptococcus mutans biofilm was selected. Minimum inhibitory concentrations (MIC), minimal bactericidal (MBC) were determined. Single-species biofilms were induced in 96-well plate. The biofilms were uniformly irradiated with a LED illumination system (Biotable, MMO) at wavelength of 460 nm with dose or energy density of 15 J/cm2. Colony forming units (CFU / mL) from CIM and CBM were obtained. By means of confocal microscopy using BacLight® LIVE/DEAD dye, cell viability in biofilms was evaluated. Different groups were analyzed: FSM+L+ (Photosensitizer conjugate micelles Pluronic + Light), FSD+L+ (Photosensitizer in 10% DMSO + Light), M+L+ (Micelles Pluronic + Light), D+L+ (10% DMSO + Light), FS-L+ (Milli-Q Water+ Light), FSM+L- (Photosensitizer conjugated Pluronic micelles - Light) FSD+L- (Photosensitizer in 10% DMSO - Light), M+L- (Micelles Pluronic - Light), FSL- (Milli-Q Water- Light: Negative control group) and C+L- (Chlorhexidine 0.2%: Positive control group). After evaluating the assumptions of normality and homoscedasticity, the data were submitted to Analysis of Variance (ANOVA) and ANOVA with Welch correction, for multiple comparison was used Post-hoc GamesHowell and Post-hoc of Tukey. Both tests were performed at a significance level of 5%. For the groups treated with light and value of α < 0,05 the results showed that the groups FSM+L+ (3,41log10) and FSD+L+ (1,92log10) were similar (p=0,122) and different from M+L+, D+L+ e FS-L+ (p0,027). The viability of Streptococcus mutans in the presence of curcumin conjugated to micelles was substantially reduced by irradiation with LED light. Thus, it becomes feasible to use Pluronic® F-127 micelles as a viable alternative for curcumin to be used for photodynamic inactivation, without the need for prior incorporation of curcumin to solvents such as ethanol and DMSO.
Photodynamic inactivation using Pluronic® F-127 conjugated curcumin on the biofilm of Streptococcus mutans
Keywords: Curcumina; Micelas; Fotoquimioterapia; Streptococcus mutans; Biofilmes; Curcumin; Micelles; Photochemotherapy; Biofilms; Streptococcus mutans