Avaliação da atividade antimicrobiana de antibióticos encapsulados em estruturaszeolíticas

Abstract

Recentemente, a nanotecnologia na medicina é um campo novo e empolgante e tem sido vista com um potencial grande no tratamento de doenças, permitindo desenvolver estratégias mais eficientes e eficazes nas infeções bacterianas. Os zeólitos como estruturas de dimensõesmuito reduzidas têmsido estudados recentemente como meios de transporte/libertação de agentes antimicrobianos, como por exemploiões metálicos ou antibióticos. Este trabalho teve como objetivo avaliar a atividade antimicrobiana de antibióticos encapsulados em zeólitos, comparando os valores obtidos para as concentrações mínimas inibitórias, MIC (do inglês minimum inhibitory concentration) dos antibióticos com os valores de MIC dos sistemas zeolíticos preparados comosmesmos antibióticos. Foramutilizados doisantibióticos commodosde açãodiferente - Tetraciclina (TC) e Penicilina G (PG). Estes dois antibióticos foram encapsulados em dois zeólitos diferentes, o zeólito NaY e o zeólito ZSM5, formando assim cinco sistemas distintos: TC@NaY, TC3,3@NaY, TC@ZSM5, PG@NaY ePG@ZSM5. Os sistemas preparados foram caracterizados por Análise Termogravimétrica (TGA), Isotérmicas de adsorção N2, Espetroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia eletrónica de varrimento (SEM) e Espetroscopia de UV/Visível. Concluiu-se que os sistemas que utilizavam o zeólito NaY eram capazes de encapsular maior quantidade de antibiótico que os sistemas com o zeólito ZSM5 e, quando se realizou a encapsulação em meio ácido com o NaY, verificou-se uma maior retenção do antibiótico TC. A atividade antibacteriana dos sistemas atrás referidos, bem como dos zeólitos e dos antibióticos, foi avaliada contra microrganismos Gram-positivos - Staphylococcus aureus sensível a Meticilina (MSSA, do inglês Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus), Staphylococcus aureus resistente a Meticilina (MRSA, do inglês Methicillin-resistant Staphylococcus aureus) e Propionibacterium acnes (P. acnes), e microrganismos Gram-Negativos, Escherichia coli (E. coli) e Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). Constatou-se haver uma maior resistência de MRSA e de P. aeruginosa aos antibióticos do que dos restantes microrganismos. Apesar dos sistemas exibirem atividade, os valores de MIC obtidos para os sistemas foram superiores aos valores de MIC dos antibióticos isolados.

Recently, nanotechnology in medicine is a new and exciting field and has been seen with great potential for treating diseases effectively, developing more efficient strategies for bacterial infections. Zeolites as very small pore structures have recently been studied as means of transporting/releasing antimicrobial agents such metal ions and antibiotics. The objective ofthis work was to evaluate the antimicrobial activity ofencapsulated antibiotics in zeolites by comparing the values obtained from the minimum inhibitory concentration (MIC) with the MIC values of the systems prepared with the same antibiotics. Two antibiotics with different modes of action were used, Tetracycline (TC) and Penicillin G (PG). These two antibiotics were encapsulated in two different zeolites, the NaY zeolite and the ZSM5 zeolite, thus forming five distinct systems: TC @ NaY, TC3,3@ NaY, TC@ ZSM5, PG @ NaY and PG@ ZSM5. The prepared systems were characterized by Thermogravimetric Analysis (TGA), N2 Adsorption Isotherms, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM) andUV/VisibleSpectroscopy. It was concludedthat systemsusingNaYzeolite were able to encapsulate more antibiotic than systems with ZSM5 zeolite, and when encapsulating in acid medium with NaY, there was a more retention of TC antibiotic. The antimicrobial activity of the systems, as the zeolites and antibiotics, was evaluated against Gram positive microorganisms Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus (MSSA), Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Propionibacterium acnes (P. acnes), and Gram-negative microorganisms, Escherichia coli (E. coli) and Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa). A higher resistance of MRSA and P. aeruginosa to antibiotics was concluded than the other microorganisms. Although the systems exhibited activity, the MIC values obtained for the systems were higher than the MIC values of the antibioticsalone.