13ª Semana Integrada do Instituto de Física de São Carlos

Aprimoramento da terapia fotodinâmica antimicrobiana inibida pelo surfactante pulmonar através da combinação com ultrassom de baixa frequência

21 de ago. de 2023 10:30

1h 30m

Salão de Eventos USP

Prêmio YPM 10h30 - 12h00

Descrição

A pneumonia é uma das principais causas de morte em todo o mundo e frente ao aumento dos microrganismos resistentes aos antibióticos, faz-se necessário o uso de tratamentos alternativos com a Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana (TFDa), que possui amplo espectro de ação e que até o momento não foi descrito resistência microbiana derivada dos processos foto-oxidativos. Estudos realizados por nosso grupo de pesquisa demonstraram a eficácia da entrega de fotossensibilizador (ICG) e luz (808 nm) em modelo animal, porém devido à presença do surfactante pulmonar (SP) nos alvéolos, o sucesso da terapia apresentou-se limitada, uma vez que o SP aprisiona a ICG, como demonstrado em análises de simulação dinâmica molecular e estudos in vitro contendo SP. (1) Uma estratégia promissora para aumentar a atividade da TFDa consiste em sua associação com ultrassom (US) de baixa intensidade e baixa frequência, que possui alta penetrabilidade nos tecidos e ação antimicrobiana comprovada. Assim, no presente trabalho, primeiramente foi avaliado o efeito da variação da intensidade do US (1 a 2 W/cm²) sob suspensões de Streptoccocus pneumoniae, e posteriormente a combinação de TFDa com US foi empregada (λ=808nm, D=20J/cm², f=1MHz, 50%, t=5 min (f=100Hz)). Nos estudos realizados, observou-se que ao se utilizar somente o US com 1,2 W/cm² há redução de 2 log10 da carga bacteriana, e que a partir de 1,4 W/cm² há redução total. Dessa forma, optou-se pela intensidade de 1 W/cm² para combinação com TFDa. Os resultados demonstraram que o uso de 5 min de US anterior à TFDa é suficiente para promover elevada redução in vitro na presença de 5% (v/v) do surfactante pulmonar Curosurf®, em condições na qual as terapias isoladamente não são eficazes. Os mecanismos que explicam o aprimoramento da TFDa com US ainda não foram totalmente elucidados, podendo ser resultantes da combinação de vários fatores, como os efeitos cavitacionais e reações sonoquímicas. (2) Além destes efeitos, também é essencial investigar as causas e efeitos do US em células humanas. Para tal, nos estudos subsequentes, serão utilizados modelos in vitro mais completos, como o transwell, que permite melhor avaliar a dinâmica celular frente ao tratamento da infecção.

Referências

1 KASSAB, G. et al. Lung surfactant negatively affects the photodynamic inactivation of bacteria-in vitro and molecular dynamic simulation analyses. Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 119, n. 25, p. e2123564119-1-e2123564119-9, June 2022.

2 WANG, Y. et al. Enhanced antimicrobial activity through the combination of antimicrobial photodynamic therapy and low-frequency ultrasonic irradiation. Advanced Drug Delivery Reviews, v. 183, p. 114168-1-114168-8, Apr. 2022.