Ação antimicrobiana e antibiofilme dos extratos combinados de canela e própolis sobre cepas clínicas de Acinetobacter baumannii e Pseudomonas aeruginosa multirresistentes / Antimicrobial and antibiofilm action of combined extracts of cinnamon and propolis on multiresistant clinical strains of Acinetobacter baumannii and Pseudomonas aeruginosa

RESUMO

Os microrganismos resistentes a diferentes classes de agentes antimicrobianos têm se tornado cada vez mais comuns e atualmente são denominados como multirresistentes. Nos hospitais, tais microrganismos apresentam maior perigo, pois são causadores de infecções nosocomiais e a higienização bucal deficiente dos pacientes internados pode tornar a cavidade bucal um sítio para proliferação desses microrganismos multirresistentes. Diante do exposto, novos compostos com ação antimicrobiana precisam ser estudados. O objetivo deste estudo foi avaliar quimicamente o extrato hidroalcóolico de própolis verde de Baccharis dracunculifolia e de Cinnamomum verum (canela) que foram obtidos a partir da extração da matériaprima, analisar a atividade antimicrobiana e antibiofilme dos extratos isolados e combinados contra quatro cepas clínicas multirresistentes de Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter baumannii e verificar a citotoxicidade dos produtos vegetais in vitro em linhagem celular de queratinócitos humanos (HaCat). Para tanto, os extratos vegetais foram preparados a partir da matéria-prima da canela em casca e da própolis bruta. Em seguida, foram caracterizados quimicamente por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC-DAD) para identificação dos principais compostos e a análise do teor de sólidos solúveis dos extratos vegetais também foi realizada. Para avaliação antimicrobiana, foram performados o teste de microdiluição em caldo de acordo com a Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) e a análise de Checkerboard, para avaliar o efeito combinado dos extratos. A atividade antibiofilme dos extratos combinados foi realizada por meio do teste de MTT, no qual diferentes tempos de contato (5 e 30 min) e diferentes modalidades (inibição na formação do biofilme bacteriano e erradicação do biofilme bacteriano já formado) foram testadas. Para ação citotóxica, as células foram cultivadas em meio DMEM e semeadas na placa de 96 poços. Após aderência inicial, aplicou-se os extratos em diferentes concentrações baseadas nas análises microbiológicas para avaliação da viabilidade celular por meio do teste de MTT. Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey, ou Kruskal-Wallis e Dunn, considerando um nível de significância de 5%. Os compostos identificados no extrato de própolis verde de B. dracunculifolia foram ácido clorogênico, derivado do ácido cinâmico e apigenina. O aldeído cinâmico foi o principal composto identificado no extrato de C. verum. Os extratos vegetais apresentaram ação bactericida sobre todas as cepas analisadas e, quando combinados, os extratos atuaram de modo aditivo e algumas combinações sinérgicas foram encontradas. O protocolo de inibição da formação do biofilme promoveu percentuais de redução superiores quando comparado ao protocolo de erradicação. Valores expressivos de 83,86% (p < 0,05) de inibição da formação de biofilme de uma cepa clínica de A. baumannii e 89,31% (p < 0,05) de inibição em uma cepa clínica de P. aeruginosa foram encontrados com a aplicação dos extratos combinados. A atuação dos produtos vegetais foi estatisticamente semelhante a atuação da clorexidina 0,12%. Em conclusão, os extratos de própolis verde e canela na forma isolada ou combinada apresentaram ação antimicrobiana e antibiofilme sobre cepas clínicas de A. baumannii e P. aeruginosa multirresistentes. Dessa forma, os produtos vegetais são promissores agentes antissépticos para futuras formulações odontológicas. (AU)

ABSTRACT

Microorganisms resistant to different classes of antimicrobial agents have become increasingly common and are currently called multidrug resistant. In hospitals, such microorganisms are more dangerous, as they cause nosocomial infections and poor oral hygiene in hospitalized patients can make the oral cavity a site for the proliferation of these multiresistant microorganisms. Given the above, new compounds with antimicrobial action need to be studied. The objective of this study was to chemically evaluate the hydroalcoholic extract of green propolis from Baccharis dracunculifolia and Cinnamomum verum (cinnamon) that were obtained from the extraction of the raw material, to analyze the antimicrobial and antibiofilm activity of the isolated and combined extracts against four clinical strains multiresistant strains of Pseudomonas aeruginosa and Acinetobacter baumannii and verify the cytotoxicity of plant products in vitro in human keratinocyte cell lineage (HaCat). For this purpose, plant extracts were prepared from raw cinnamon bark and raw propolis. Then, they were chemically characterized by high performance liquid chromatography (HPLC-DAD) to identify the main compounds and the analysis of the soluble solids content of the plant extracts was also performed. For antimicrobial evaluation, the broth microdilution test according to the Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) and the Checkerboard analysis were performed to evaluate the combined effect of the extracts. The antibiofilm activity of the combined extracts was performed using the MTT test, in which different contact times (5 and 30 min) and different modalities (inhibition of bacterial biofilm formation and eradication of already formed bacterial biofilms) were tested. For cytotoxic action, cells were cultured in DMEM medium and seeded in the 96-well plate. After initial adhesion, the extracts were applied at different concentrations based on microbiological analyzes to assess cell viability through the MTT test. Data were analyzed by ANOVA and Tukey's test, or Kruskal-Wallis and Dunn, considering a significance level of 5%. The compounds identified in the green propolis extract of B. dracunculifolia were chlorogenic acid, cinnamic acid derivative and apigenin. Cinnamic aldehyde was the main compound identified in the C. verum extract. The plant extracts showed bactericidal action on all strains analyzed and, when combined, the extracts acted additively and some synergistic combinations were found. The biofilm formation inhibition protocol promoted higher reduction percentages when compared to the eradication protocol. Significant values of 83.86% (p < 0.05) inhibition of biofilm formation in a clinical strain of A. baumannii and 89.31% (p < 0.05) inhibition in a clinical strain of P. aeruginosa were found with the application of the combined extracts. The performance of plant products was statistically similar to the performance of 0.12% chlorhexidine. In conclusion, extracts of green propolis and cinnamon, in isolated or combined form, showed antimicrobial and antibiofilm action on multiresistant clinical strains of A. baumannii and P. aeruginosa. Thus, plant products are promising antiseptic agents for future dental formulations. (AU)