Nanoantimicrobianos, estrategia para la erradicación de biopelículas

Abstract

Las infecciones fúngicas invasivas son causadaspredominantemente por el género Candida.Este patógeno oportunista posee la capacidad de adherirse a superficies tantobióticas como abióticas y formar biopelículas. Las células sésiles de estabiopelícula pueden ser hasta 1000 veces más resistentes a los fármacosantimicrobianos que las células planctónicas. La resistencia que presenta labiopelícula hace que se requieran dosis muy altas de fármacos para sutratamiento. Las nanopartículas (NP) obtenidas por síntesis biológica (síntesisverde) tienen especial interés por ser amigables con el medio ambiente. Unaestrategia emergente es combinar NP como las de plata (NP Ag) con antifúngicos(ATF) utilizados en la clínica, en busca de sinergia y así potenciar laactividad antimicrobiana o reducir la dosis de los mismos. Se realizaronestudios con NP Ag biosintetizadas solas y combinadas con un ATF de referenciacomo la Anfotericina B (AmB), frente al biopelículas maduras de Candida.Se utilizaron las cepas de C. albicans SC5314 y C.tropicalis NCPF 3111 para estudiar el efecto de las NP Ag biosintetizadas yde AmB. Se determinaron las concentraciones inhibitorias mínimas (CIM). Seformaron las biopelículas maduras (48 h a 37 ºC) en microplaca de 96 pocillos,se evaluó la actividad de las NP Ag, de AmB, y de la combinación entre NPAg+AmB. Se cuantificó la biopelícula de cada una de las cepas de estudiomediante la tinción con cristal violeta, se midió por espectrofotometría a 595nm y la densidad óptica se expresó como unidades de biomasa de la biopelícula(UBB). A partir de los resultados de UBB, se calculó el porcentaje decrecimiento (%C) y el de reducción (%R). Además, la estructura de labiopelícula se observó por microscopía óptica de campo brillante y defluorescencia.Para la cepa C.albicans la CIM de las NP Ag se determinó en 0,84 nM y la de AmB fue de0,25 μg/ml, mientras que la UBB fue de 15,01 ± 0,14. Se determinó, para cadatratamiento, la CIM que reduce el 50% de la biopelícula madura (CIMs50).Las NP Ag a la concentración de 13,5 nM (16 veces más alta que en célulasplanctónicas) mostraron una reducción de la biopelícula del 49% y AmB a 50μg/ml (200 veces más alta que la CIM) redujo un 58% la biopelícula(*p<0,05). La combinación ensayada con las NP Ag (13,5 nM) y con AmB (50μg/ml) erradicó un 54% de la biopelícula madura con respecto a la biopelículacontrol (*p<0,05). A través del análisis de las imágenes obtenidas pormicroscopías se observó que los tratamientos produjeron la reducción de lasuperficie adherida de la biopelícula de esta cepa de C. albicans.Para la cepa C. tropicalis la CIM de AmB se determinóen 0,25 µg/ml. En esta cepa, la UBBfue de 35 ± 0,34. AmB a 50 µg/ml redujo un 54% la biopelícula (*p<0,05). Lacombinación NP Ag+AmB alcanzaron una erradicación del 80% de la biopelículamadura, resultando más efectivo que los tratamientos de los compuestosevaluados por separado (*p < 0,05; #p < 0,05). En este caso,las imágenes obtenidas por las microscopías revelaron que el tratamiento conAmB produjo una disminución de lasuperficie de la biopelícula y en la combinación entre las NP Ag y AmB estadisminución fue más acentuada aún.En la biopelícula madura de C. albicans, las NP Ag biosintetizadas, solas y combinadas,presentaron una importante actividad antibiopelícula o atibiofilm. En el casode la biopelícula de C. tropicalis sepudo observar que la combinación con las NP Ag produjo una potenciación en la acción de AmB. Estos resultados son alentadorescomo posible estrategia para el tratamiento de infecciones fúngicas resistentespor la formación de biopelículas.