Prospection of new molecules, biopolymers and their associations with antifungal and antibiofilme activity on Candida pathogenic species

A incidencia de infecções por espécies patogênicas de Candida vem crescendo e Candida albicans é a espécie que continua sendo a mais prevalente nas candidíases. Entretanto, observa-se o aumento no número de infecções por espécies emergentes de Candida não-albicans (CNA). Neste trabalho é avaliada a prospecção de novas moléculas e biopolímeros com atividade antifúngica e antibiofilme sobre cepas de Candida. Formulações de enxaguantes bucais foram desenvolvidas a partir do sal imidazólico cloreto de 1-n-hexadecil-3-metilimidazólico (C16MImCl) e selenocianatos alílicos 1-3. As formulações de enxaguantes bucais contendo C16MImCl na ausencia ou presença de sorbato de potássio (F1, F2, respectivamente), apresentaram uma Concentração Inibitória Mínima (CIM) de 50 μg/mL e os selenocianatos alílicos 1-3 apresentaram atividade antibiofilme pelo método cristal violeta (150 μg/mL). Os resultados expressos em Unidades Formadoras de Colônia (UFC/mL) e corante (brometo de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio (MTT) confirmaram que a formulação F2 exerceu um efeito antibiofilme similar ou mesmo maior do que F3 (presença de cloreto de cetilpiridinio - CP) e Colgate®. A formulação contendo selenocianatos alílicos 1 e 3, ambos na ausencia ou presença de sorbato de potassio, exibiram o mesmo nível de atividade antibiofilme para C. tropicalis (UFC/cm2). A técnica da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) avaliou as formulações contendo C16MImCl e selenocianatos alílicos (1-3) sobre a resina acrílica e foram observadas ausência de arquitetura de biofilme e material de matriz extracelular. A técnica Hens Egg Test-Chorion Allantoic Membrane (HET-CAM) também foi empregada e os compostos em estudo não foram irritantes. Sugere-se que o C16MImCl e os selenocianatos alílicos (1-3) são potentes candidatos a agentes antifúngicos e antibiofilmes para o desenvolvimento de formulações de enxaguantes bucais. Alem disso, foram utilizados agentes antifúngicos comerciais, como anidulafungina (AND), Anfotericina (AMB), Cetoconazol (CTZ), Itraconazol (ITR), bem como C16MImCl e o CP com o intuito de avaliar a susceptibilidade de Candida spp na presença dos polímeros (PVOH, álcool polivinílico altamente amorfo e PDDA, cloreto de poli(dialildimetilamônio) em diferentes proporções de polímero/fármaco (1:1, 99:1 e 1:99). O PVOH não apresentou CIMs capazes de inibir o crescimento de todos os fungos testados. Quando o PVOH foi associado, verificou-se a eficácia de quatro dos seis fármacos testados (CTZ, ITR, C16MImCl e AND), mostrando também ampla atividade antifúngica contra Candida spp. Em alguns casos, em concentrações muito baixas quando comparadas aos fármacos puros. O PDDA em água apresentou atividade antifúngica. Seis antifúngicos (CTZ, ITR, CP, C16MImCl, AND e AMB) apresentaram seu efeito antifúngico potencializado quando associado ao polímero catiônico (PDDA). Verificou-se mudança no potencial zeta, tamanho de partícula e estrutura do fármaco/polímero indicando a possível formação de micelas que solubilizam os fármacos em água. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciam fortes candidatos para a aplicação em várias áreas biomédicas, possibilitando o uso de uma série de fármacos antifúngicos de diferentes classes.The incidence of infections by pathogenic species of Candida has been increasing and Candida albicans is the species that continues being the most prevalent in candidiasis. However, the number of other species of Candida non-albicans (CNA) is now higher. This work aims to evaluate the prospection of new molecules and biopolymers with antifungal activity and antibiofilm on strains of Candida. Mouthwashes formulations have been developed from the imidazolium salt 1-methyl-3-octylimidazole chloride (C16MImCl) and for allylic selenocyanates 1-3. The mouthwash formulations containing C16MImCl in the absence or presence of potassium sorbate (F1, F2, respectively) presented a Minimal Inhibitory Concentration (MIC) of 50 μg/mL and the allylic selenocyanates 1-3 presented antibiofilm activity by crystal violet method (150 μg/mL). Both the colony forming units (CFU/mL) and (3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) results confirmed that the F2 formulation exerted a similar antibiofilm effect or even greater than F3 (presence of the cetylpyridinium chloride compound - CP) and Colgate®. The data obtained for formulations containing the allylic selenocyanates (1-3) indicated that formulations containing 1 and 3 (both in the absence or presence of potassium sorbate) exhibited the same level of antibiofilm activity for C. tropicalis (in CFU/cm2). The Scanning electron microscopy (SEM) technique evaluated the formulations containing C16MImCl and allylic selenocyanates (1-3) on the acrylic resin and showed no biofilm architecture and extracellular matrix material. The Hens Egg Test-Chorion Allantoic Membrane (HET-CAM) technique was employed and the compounds under study were not irritating. It is suggested that C16MImCl and allyl selenocyanates (1-3) are potent candidates for antifungal and antibiofilms agents for the development of mouthwashes formulations. In addition, commercial antifungal agents as Anidulafungin (AND), Anfotericin (AMB), Ketoconazole (CTZ), Itraconazole (ITR), as well as C16MImCl and CP were used in order to evaluate the susceptibility of Candida spp in the presence or absence of polymers (PVOH, highly amorphous polyvinyl alcohol and PDDA, poly diallyl dimethyl ammonium chloride)) in different polymer/drug ratios (1:1; 99:1 and 1:99). PVOH did not present MICs capable of inhibiting the growth of all fungi tested. When PVOH was associated the efficacy of four of the six drugs tested (CTZ, ITR, C16MImCl and AND) was demonstrated, showing broad antifungal activity against Candida spp. In some cases, in very low concentrations when compared to pure drugs. PDDA in water showed antifungal activity. Six antifungals (CTZ, ITR, CP, C16MImCl, AND and AMB) had their antifungal effect potentiated when associated with the cationic polymer (PDDA). Change in zeta potential, particle size and and structure of the drug/polymer indicating the possible formation of micelles that solubilize the drugs in water.The results obtained in this work show strong candidates for the application in several biomedical areas, allowing the use of a series of antifungal drugs of different classes