Pesquisadores do Instituto de Físico-Química da Academia Polonesa de Ciências (IPC PAS) demonstraram que as nanopartículas de prata e chá verde são uma ferramenta poderosa contra patógenos como bactérias e leveduras. Seu trabalho foi publicado em Nanoscale Advances .



Seu objetivo era desenvolver um método eficiente para combater bactérias que de outra forma não seriam afetadas por agentes antimicrobianos, como os antibióticos.

O uso excessivo de antibióticos levou ao surgimento de resistência a estes compostos, tornando-se uma das maiores ameaças à saúde em todo o mundo.

Como resultado, a resistência aos antibióticos surgiu mais rapidamente do que o avanço dos antibióticos, um fenômeno pesquisado pela equipe de cientistas do IPC PAS sob a supervisão do Prof. Jan Paczesny, que propôs novas nanoformulações para uso contra patógenos disseminados e desafiadores, como o ESKAPE. bactérias (Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa e Enterobacter spp.) e outros patógenos de levedura problemáticos, como Candida auris ou Cryptococcus neoformans.

Estes microrganismos, tratados com antibióticos disponíveis comercialmente, desenvolvem rapidamente resistência aos antibióticos. Os pesquisadores escolheram o ESKAPE como grupo-alvo, uma vez que esses patógenos levam a doenças graves, desde sepse até câncer.

Há alguns meses, a equipe de Paczesny decidiu tentar combinar nanopartículas de prata, conhecidas por suas propriedades antimicrobianas e antifúngicas, e extratos de chá ricos em polifenóis que possuem propriedades antioxidantes. O conceito foi construído para aumentar a eficácia de amplo espectro contra patógenos usando nanopartículas de prata híbridas verdes (AgNPs), que são significativamente mais eficazes do que todos os ingredientes e ainda mais eficazes do que certos antibióticos.

Por que essas partículas híbridas são tão especiais? Em seu trabalho, três variedades de chá bem conhecidas:chá preto (Tea B), chá verde (Tea G) e chá Pu-erh (Tea R) foram utilizadas como agente de cobertura, que atua como um estabilizador para proteger as partículas sintetizadas da agregação. Desta forma, as partículas oferecem uma elevada área superficial ativa em comparação com outras formulações. Além disso, tal síntese é ecologicamente correta para o uso de ingredientes naturais durante a precipitação.

As estruturas produzidas variam em formato e tamanho de 34 a 65 nm, dependendo do tipo de chá utilizado na síntese, e apresentam diferentes reatividades aos microrganismos.

Inicialmente, nanopartículas de prata produzidas na presença de extratos de chá (B-TeaNPs, G-TeaNPs e R-TeaNPs) foram utilizadas para tratar cepas bacterianas Gram-negativas (E. coli) e Gram-positivas (E. faecium) para testar o efeito em cepas com diferentes morfologias do envelope celular. Eles analisaram as interações entre as nanopartículas fabricadas e os patógenos para determinar a eficácia, comparando os resultados com antibióticos disponíveis comercialmente.

Os patógenos ESKAPE foram então testados de acordo com um protocolo para a concentração e composição mais eficaz das partículas, revelando uma diminuição de até 25% no número de células bacterianas em E. faecium e uma diminuição de 90% no caso de E. cloacae. . Curiosamente, as nanopartículas de prata verde também apresentaram atividade antifúngica, levando a uma diminuição de 80% no número de células viáveis ​​de C. auris e de cerca de 90% para C. neoformans.

Sada Raza, o primeiro autor do estudo, afirma:"Além disso, o tamanho das nanopartículas geralmente está relacionado ao efeito citotóxico dos nanomateriais, com partículas menores sendo mais citotóxicas. Isso deve favorecer o controle de AgNPs e R-TeaNPs em vez de G-TeaNPs e B-TeaNPs em nossos experimentos Este não foi o caso. Na maioria dos experimentos, C-AgNPs e R-TeaNPs mostraram a menor eficácia antimicrobiana. Isto está de acordo com outros estudos, que demonstraram que o tamanho não é um fator primário que afeta o antimicrobiano. atividade de AgNPs."

As propriedades antibacterianas e antifúngicas das nanopartículas de prata feitas com extratos de chá são maiores do que as das nanopartículas de prata isoladamente devido ao seu alto teor de compostos fenólicos, isoflavonóides (especialmente catequinas como epigalocatequina (EGC) e galato de epigalocatequina (EGCG)). Estas combinações, utilizando extratos de chá biologicamente ativos e menores quantidades de nanopartículas de prata, parecem ser uma forma potencial de combater uma série de infecções e até mesmo substituir antibióticos em algumas aplicações.

"Estabelecemos que as nanopartículas de prata sintetizadas com extratos de chá têm propriedades antibacterianas mais altas do que as nanopartículas de prata isoladamente. Portanto, dosagens mais baixas de TeaNPs poderiam ser usadas (0,1 mg mL ⁻¹ ). Confirmamos que, em alguns casos, o efeito sinérgico dos extratos de chá e das nanopartículas de prata permitiu uma eficácia superior à dos antibióticos (ampicilina) quando testados nas mesmas concentrações (0,1 mg mL ⁻¹ ) e após um tempo de exposição relativamente curto de três horas", diz Mateusz Wdowiak, co-autor deste trabalho.

Os pesquisadores descobriram que as nanopartículas híbridas antimicrobianas resultaram em uma redução significativa de bactérias em comparação com antibióticos ou compostos separadamente. Embora nem todas as bactérias tenham sido mortas, esta é uma melhoria significativa que poderia ajudar no tratamento de superbactérias utilizando doses muito mais baixas do que outros compostos disponíveis comercialmente.

A quantidade de nanopartículas de prata híbridas necessárias para superar infecções bacterianas ou fúngicas é extremamente baixa, tornando-as econômicas, portanto, a chave para usá-las bem não é apenas a funcionalidade, mas também o baixo custo de aplicação.

É uma abordagem que também pode ser adaptada para combater outras infecções bacterianas de difícil tratamento. As novas nanopartículas desenvolvidas por pesquisadores do IPC PAS podem nos aproximar um passo da eliminação eficaz de superbactérias mortais resistentes a medicamentos, fornecendo uma alternativa aos antibióticos contra bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. Este estudo também mostra quanto ainda há trabalho a ser feito neste campo. Os compostos usados ​​separadamente foram muito menos eficazes que o híbrido verde.

No futuro, o principal objetivo dos pesquisadores é utilizar nanopartículas no dia a dia, começando pelas aplicações agrícolas. Em maior escala, o material proposto também poderia ser utilizado em aplicações biomédicas, como aditivo em curativos para proteção contra bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. Eles também esperam usar a nanotecnologia para desenvolver tratamentos mais direcionados para superbactérias resistentes a medicamentos.

Mais informações: Sada Raza et al, Melhorando a atividade antimicrobiana de nanopartículas de prata contra bactérias ESKAPE e patógenos fúngicos emergentes usando extratos de chá, Nanoscale Advances (2023). DOI:10.1039/D3NA00220A
Fornecido pela Academia Polonesa de Ciências