Associação da quitosana à terapia fotodinâmica para controle de Streptococcus mutans e biofilme microcosmos / Association of Photodynamic Therapy with chitosan for the control of Streptococcus mutans and microfilm biofilm

A terapia fotodinâmica (TFD) é uma técnica que combina um fotossensibilizador (FS) com luz visível e oxigênio molecular, podendo ser utilizada como agente antimicrobiano no controle de diversas doenças infecciosas, como a cárie dentária. A quitosana vem demonstrando atividade promissora quando associada à alguns fotossensibilizadores. Portanto, o objetivo desse trabalho foi investigar a associação da quitosana com o fotossensibilizador Photodithazine® (PDZ) na TFD sobre culturas planctônicas e biofilmes de S. mutans, bem como avaliar sua eficácia sobre biofilmes microcosmos orais. Inicialmente, foi preparada uma suspensão de S. mutans UA 159 padronizada em 106 células/mL. Para o estudo em culturas planctônicas, foi adicionada a suspensão de S. mutans em placas de 96 poços. Para o estudo em biofilmes, foram confeccionadas amostras de esmalte de dentes bovinos como substrato para a formação do biofilme em placas de 24 poços. As culturas planctônicas e os biofilmes foram tratados de acordo com os grupos experimentais, recebendo adição de PDZ, quitosana ou PBS, seguido pela irradiação ou pela manutenção em ambiente escuro (controle). Os efeitos dos tratamentos foram analisados por meio da contagem de UFC/mL de S. mutans em ágar Infusão Cérebro Coração (BHI) incubadas por 48h a 37°C (5% de CO2) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Além disso, para confirmar a penetração do FS e da quitosana nas células de S. mutans foi realizado teste de absorbância. A seguir, foram estudados os efeitos da terapia fotodinâmica com PDZ associado à quitosana sobre biofilmes microcosmos de saliva formados sobre corpos-de-prova de esmalte bovino. Os efeitos da TFD sobre os biofilmes foram analisados por meio da contagem de células viáveis de micro-organismos totais em ágar BHI e estreptococos do grupo mutans em ágar Mitis Salivarius Bacitracina Sacarose (MSBS). Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey. Os resultados demonstraram que a TFD mediada por PDZ foi capaz de reduzir a contagem de células viáveis de S. mutans tanto nos testes planctônicos como nos biofilmes, assim como reduzir a contagem de micro-organismos totais e estreptococos do grupo mutans em biofilmes microcosmos orais. Esses efeitos antimicrobianos foram ainda maiores quando à quitosana foi associada à TFD. A redução do número de células viáveis foi confirmada nas imagens de MEV, nas quais pode-se observar a desestruturação das células e matriz do biofilme. Nos testes de absorção, observou-se que a quitosana aumentou a capacidade de penetração do PDZ nas células de S. mutans. Concluiu-se que a quitosana apresentou capacidade de potencializar a atividade antimicrobiana da TFD mediada por PDZ sobre S. mutans e biofilmes microcosmos orais(AU)

Photodynamic therapy (PDT) is a technique that combines a photosensitizer (FS) with visible light and molecular oxygen and can be used as an antimicrobial agent to control various infectious diseases, such as dental caries. Chitosan has shown promising activity when associated with some photosensitizers. Therefore, the objective of this study was to investigate the association of chitosan with the Photodithazine® photosensitizer (PDZ) in PDT on S. mutans planktonic cultures and biofilms, as well as evaluating its effectiveness on oral microcosm biofilms. Initially, a standardized S. mutans UA159 suspension at 106 cells/mL was prepared. For the study in planktonic cultures, the suspension of S. mutans in 96 well plates was added. For biofilm study, bovine tooth enamel samples were made as substrate for biofilm formation in 24 well plates. Planktonic cultures and biofilms were treated according to the experimental groups, receiving the addition of PDZ, chitosan or PBS, followed by laser irradiation or maintenance in a dark environment (control). The effects of treatments were analyzed by counting CFU/mL of S. mutans on Brain Heart Infusion Agar (BHI) incubated for 48h at 37 °C (5% CO2 ) and Scanning Electron Microscopy (SEM). In addition, to confirm the penetration of PS and chitosan in S. mutans UA159 cells, an absorbance test was performed. Next, the effects of photodynamic therapy with PDZ associated with chitosan on saliva microcosm biofilms formed on bovine enamel specimens were studied. The effects of PDT on biofilms were analyzed by counting viable cells of total microorganisms on BHI agar and mutans streptococci on Mitis Salivarius Bacitracin Sucrose (MSBS) agar. The data were analyzed by ANOVA and Tukey's test. The results demonstrated that PDZ-mediated PDT was able to reduce the viable cell count of S. mutans in both planktonic and biofilm tests, as well as to reduce the count of total microorganisms and mutans streptococci in oral microcosm biofilms. These antimicrobial effects were even greater when chitosan was associated with PDT. The reduction in the number of viable cells was confirmed in the SEM images, in which it is possible to observe the breakdown of the cells and the biofilm matrix. In the absorption tests, it was observed that chitosan increased the penetration capacity of PDZ in S. mutans cells. It was concluded that chitosan was able to potentiate PDZ-mediated PDT antimicrobial activity on S. mutans and oral microcosm biofilms(AU)

Clorina com fotossensibilizador para Terapia Fotodinâmica sobre Streptococcus mutans / Clhorine as photosensibilizer for photodynamic therapy on Streptococcus mutans

A terapia fotodinâmica (TFD) vem se mostrando eficaz na redução de patógenos bucais e diferentes fotossensibilizadores têm sido investigados. O objetivo desse estudo foi avaliar a eficácia da TFD sobre Streptococcus mutans usando dois fotossensibilizadores derivados da Clorina, Photoditazine (PDZ) e Fotoenticine (FTC), associados à irradiação Laser (660nm, 50 mw/cm²). Esses fotossensibilizadores também foram comparados com o Azul de Metileno (AM) que já tem seus efeitos comprovados contra S. mutans. Para realização desse trabalho, foram isoladas 11 amostras clínicas de S. mutans a partir de pacientes com lesões de cáries ativas. Essas amostras foram identificadas pela Reação em Cadeia da Polimerase (PCR), seguida por confirmação em sequenciamento automático. Também foi incluída no estudo uma cepa padrão de referência (S. mutans UA159). Os efeitos da TFD foram testados sobre S. mutans em culturas planctônicas e sobre biofilmes formados em dentes bovinos. Os resultados foram avaliados pela contagem de células viáveis e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A capacidade dos fotossensibilizadores em penetrar nas células de S. mutans foi avaliada por meio da absorbância em espectrofotômetro. Os dados foram analisados por ANOVA e teste de Tukey. Na identificação das amostras, verificou-se que todas apresentaram o fragmento de 517 pb específico para S. mutans e que o sequenciamento demonstrou similaridade de 87% com a cepa de referência. Em culturas planctônicas, todos os fotossensibilizadores reduziram as células de S. mutans com diferença significante em relação ao grupo sem tratamento. O FTC conseguiu atingir 100% de redução tanto para a cepa de referência como para as cepas clínicas. Nos testes em biofilmes, houve redução bacteriana de 4 log para o AM, 6 log para o PDZ e de 5 a 8 log para o FTC. Na cepa padrão de referência, o FTC levou a eliminação total das células de S. mutans. Além disso, verificou-se que o FTC foi o fotossensibilizador com maior capacidade de desestruturar o biofilme e penetrar nas células de S. mutans. Concluiu-se que os fotossensibilizadores derivados da clorina demonstraram maior atividade antimicrobiana na TFD contra S. mutans em relação ao AM, sendo esse efeito mais significativo para o FTC(AU)

Photodynamic therapy (PDT) has been shown to be effective in reducing oral pathogens and different photosensitizers have been investigated. The objective of this study was to evaluate the efficacy of PDT on Streptococcus mutans using two photosensitizers derived from Chlorine, Photoditazine (PDZ) and Fotoenticine (FTC) associated with Laser irradiation (660 nm, 50 mw / cm²). These photosensitizers were also compared to Methylene Blue (AM) that already has its proven effects against S. mutans. To perform this work, 11 clinical samples of S. mutans were isolated from patients with active caries lesions. These samples were identified by the Polymerase Chain Reaction (PCR), for confirmation in automatic sequencing. Also included in the study was a standard standard (S. mutans UA159). The effects of PDT were tested on S. mutans in planktonic cultures and on biofilms formed in bovine teeth. Results of viable cell and Scanning Electron Microscopy (SEM) tests. The ability of the photosensitizers to penetrate the S. mutans cells was evaluated by spectrophotometer absorption. Data were analyzed by ANOVA and Tukey's test. In the identification of the samples, all the presentations of the 517 bp fragment specific for S. mutans and that the sequencing demonstrate similarity of 87% with a reference strain were found. In planktonic cultures, all photosensitizers reduced as S. mutans cells with a significant difference in relation to the untreated group. The FTC achieved a 100% reduction for both the reference strain and the clinical strains. In biofilm tests, there was a 4 log reduction for AM, 6 log for PDZ and 5 to 8 log for FTC. In the standard reference strain, FTC led to the complete elimination of S. mutans cells. In addition, it was found that FTC was the photosensitizer with the greatest capacity to de-structure the biofilm and penetrate S. mutans cells. It was concluded that the photosensitizers derived from chlorine showed a greater antimicrobial activity in PDT against S. mutans in relation to AM, being this effect more significant for the FTC(AU)

Identificação e propriedades físico-químicas da clorofilina cúprica de sódio e da clorina cúprica e6 / Identification and physicochemical properties of sodium copper chloruphyllin and copper chlorin e6

A clorofilina cúprica de sódio (CuChl) é um corante semissintético derivado da clorofila. Quimicamente é constituído de diversas clorinas, em especial a clorina cúprica e4 (CuCe4), a clorina cúprica e6 (CuCe6), e possíveis clorinas e porfirinas não cúpricas em proporções variáveis. Além do seu uso como corante alimentar, são atribuídas atividades biológicas à CuChl, tais como, antimutagênica, anticarcinogênica e antioxidante. Em decorrência destes potenciais efeitos benéficos, sua comercialização sob a forma de suplementos é crescente. Todavia, curiosamente, informações sobre a absorção e biodisponibilidade da CuChl são escassas. Além disso, até o momento nenhum estudo avaliou o impacto da composição da CuChl em sua bioatividade e eficácia. Assim, o presente estudo teve como objetivo identificar e caracterizar quimicamente duas amostras de CuChl (Sigma® e Chr. Hansen®) e o padrão de CuCe6 (Frontier Scientific®). Para tanto, empregou-se técnicas cromatográficas e espectrofotométricas, determinou-se a lipofilicidade em modelos miméticos de membrana, cinética de degradação e avaliou-se a interação CuCe6/BSA. A análise elementar da CuChl resultou em teores de cobre total inferiores aos recomendados pela United States Pharmacopeia (U.S.P.). Os elementos (CHN) e a razão Cu/N não foram coerentes com os valores teóricos da molécula de CuChl. Apenas uma amostra de CuChl apresentou razão Soret/Q dentro dos valores preconizados pela U.S.P. A titulação base-ácido da CuCe6 revelou dois valores de pkas (10,62 e 6,41) que foram similares para as amostras de CuChl. A determinação de log P da CuCe6 mostrou que a hidrofobicidade é máxima em pH 3 (log P = 1,49±0,09) e sua hidrofilicidade ocorre em pHs > 7. Esse comportamento foi confirmado nos ensaios de incorporação em lipossomas em função do pH. A degradação térmica da CuChl (25 a 95 °C) avaliada por HPLC foi drástica a partir de 75 °C. A energia necessária para que ocorra a degradação da CuChl e CuCe6 é Ea = 16,1 e 9,3kcal/mol, respectivamente. A meia-vida a 35 °C é de 6 horas para a CuChl e 2 horas e meia para a CuCe6. A separação mais eficiente dos componentes da CuChl por HPLC foi conseguida utilizando coluna C30 e a identificação dos principais constituintes CuCe6, CuCe4 e a clorina cúprica p6 (CuCp6), ocorreu por HPLC/MSMS. No estudo da ligação entre CuCe6 e proteína BSA foram obtidos os valores de KD = 0,38 ± 0,07 µM, KA = 3,3 ± 0,28 x 106 M-1 e número de sítios de ligação ~1 (N = 0,75 ± 0,09), indicativo de alta afinidade entre a clorina e a proteína. Assim, o comportamento químico dos principais componentes da CuChl e sua interação com os componentes do soro tornaram inviáveis a identificação e quantificação destas moléculas em ensaios in vivo. Os resultados aqui apresentados servem de subsídio para o desenvolvimento de outras pesquisas que visem o estudo específico da associação e dissociação da CuChl em material biológico

Sodium copper chlorophyllin (CuChl) is a semisynthetic derivative of chlorophyll dye. It is composed chemically by several chlorins, especially copper chlorin e4 (CuCe4), copper chlorin e6 (CuCe6), and possible others no copper porphyrins and chlorins in different proportions. In addition to its use as a food coloring, CuChl may have interesting biological effects as antimutagenic, anticarcinogenic and antioxidant. Because of these potential benefits, its use as a dietary supplement is increasing. However, information on the absorption and bioavailability of CuChl is scarce. Furthermore, no studies have evaluated the impact of CuChl composition in its bioactivity and efficacy. Thus, the present study aimed to identify and chemically characterize two samples of CuChl (Sigma® and Hansen®) and the standard of CuCe6 (Frontier Scientific®). Chromatographic and spectrometric techniques as well as mimetics models membrane were used. The CuCe6/BSA interaction was also evaluated. The elemental analysis of CuChl showed that the total copper content of it was smaller that the one recommended by United States Pharmacopeia (USP). The elements (CHN) and the ratio Cu / N were not consistent with the theoretical values of the molecule CuChl. Only one CuChl sample showed Soret / Q ratio within the range recommended by USP. The acid-base titration of CuCe6 revealed two pKas values (10.62 and 6.41), which were similar for CuChl samples. The log P determination of CuCe6 showed that its hydrophobicity is maximal at pH 3 (log P = 1.49 ± 0.09) and its hydrophilicity occurs at pH> 7. These results were confirmed using the incorporation into liposomes assay in function of pH. Using HPLC, it was observed that thermal degradation of CuChl (25 to 95 °C) hardly occurred from 75 °C. The energy necessary for CuChl and CuCe6 degradation is Ea = 16.1 and 9.3 kcal/mol, respectively. The half-life at 35°C for CuChl and CuCe6 is 6 hours and 2 ½ hours, respectively. A more efficient separation of the CuChl components by HPLC was achieved using a C30 column while its major constituents CuCe6, CuCe4 and copper chlorin p6 (CuCp6) were identified by HPLC / MS-MS. In binding analysis of CuCe6 and BSA, it was observed KD = 0.38 ± 0.07 mM, KA = 3.3 ± 0.28 x 106 M-1, and number of binding sites ~ 1 (N = 0.75 ± .09), indicating high affinity between BSA and chlorine. Thus, due to the chemical characteristics of the main components of CuChl and their interaction with serum components the identification and quantification of these molecules in vivo is unviable. Future studies should investigate the association and dissociation of CuChl in biological samples

Estudio fitoquímico de hojas de Uncaria guianensis y evaluación de actividad antibacteriana / Phytochemical study of Uncaria guianensis leaves and antibacterial activity evaluation

Del extracto de éter de petróleo de hojas de Uncaria guianensis (Rubiaceae), se aisló un compuesto tipo clorina denominado éster etílico de feoforbida a y una mezcla de esteroles conocidos como ß-sitosterol y estigmasterol. Sus estructuras fueron elucidadas por análisis detallado de RMN, incluyendo técnicas bidimensionales, y por comparación con datos reportados en la literatura. Posteriormente, se evaluó la actividad antibacteriana al éster etílico de feoforbida a contra dos cepas Gram(+): S. aureus ATCC 6538 y E. faecalis ATCC 29212 y contra tres cepas Gram (-): E. coli ATCC 25922, S. typhimurium ATCC 14028s y S. typhimurium MS7953. Se encontró actividad significativa contra S. aureus, E. faecalis, E. coli y S. tiphymurium MS7953.

A chlorin compound, pheophorbide a ethyl ester and a mixture of sterols known as ß-sitosterol and stigmasterol, were isolated from the petroleum ether extract of Uncaria guianensis (Rubiaceae) leaves. Their structures were elucidated by detailed analysis of NMR spectra, including bidimensional techniques and by comparison with literature data. The antibacterial activity for the pheophorbide a ethyl ester was evaluated against two Gram (+) strains: S. aureus ATCC 6538 y E. faecalis ATCC 29212 and three Gram (-) strains: E. coli ATCC 25922, S. typhimurium ATCC 14028s y S. typhimurium MS7953S. aureus ATCC 6538 and E. fecalis ATCC 29212, finding significant activity against S. aureus 6538, E. faecalis 29212, S. tiphymurium MS7953 and E. coli 25922.