Antimicrobial and cytotoxic activity of chitosan/gelatin/copaíba oil emulsion

A resistência bacteriana aos antibióticos tem se disseminado mais rapidamente do que a introdução de novos compostos, portanto, a investigação e desenvolvimento de novas moléculas para o controle microbiano é necessário. O presente estudo teve como objetivo avaliar a atividade antimicrobiana de diferentes óleos de copaíba OC(S), OC(C) e OC(E), do gel de quitosana/gelatina (QG) e de emulsões de quitosana/gelatina/óleo de copaíba (QGOC) frente às linhagens de Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922 e Pseudomonas aeruginosa ATCC 27873. A quitosana foi obtida a partir de gládios de lula por desmineralização, desproteinização e desacetilação e uma solução a 2% foi preparada em ácido acético 1%. O gel de gelatina 2% foi obtido por dissolução de gelatina comercial (Sigma) em água, sendo gelatinizada a 60ºC por 30 min. O gel QG e as emulsões QGOC(S), QGOC(C) e QGOC(E) foram preparadas pela mistura dos géis de quitosana e gelatina na proporção 2:1 sob agitação constante. A concentração das emulsões QGOC foi ajustada de acordo com a concentração inibitória mínima (CIM) encontrada para o gel QG e para os óleos individualmente. Os ensaios de atividade antimicrobiana foram realizados utilizando-se a técnica de microdiluição em caldo para a determinação da CIM e da concentração bactericida mínima (CBM). O efeito citotóxico dos compostos também foi investigado sobre células VERO. Os valores de CIM e CBM para o gel QG sobre S. aureus, E. coli e P. aeruginosa foram de 31, 2; 62,5 e 31, 2 &#956g/mL, respectivamente, no entanto para P. aeruginosa observou-se que o gel mostrou atividade bacteriostática. Os óleos de copaíba apresentaram atividade apenas para S. aureus, com CIM e CBM de 2000 &#956g/mL para OC(S), 500 &#956g/mL para OC(C) e 62,5 &#956g/mL para OC(E), com caráter bactericida. A interação entre os antimicrobianos na forma da emulsão QGOC(E) sugere efeito sinérgico para S. aureus. As demais emulsões não apresentaram efeito sinérgico, entretanto, a atividade antimicrobiana e o efeito bactericida foram mantidos com a adição dos óleos no gel QG, com exceção da bactéria P. aeruginosa em que a adição dos óleos reduziu a eficácia do gel QG. Os óleos de copaíba apresentaram efeito citotóxico sobre as células VERO, enquanto o gel QG e a combinação na forma de emulsões não mostraram citotoxicidade. Os resultados desse estudo evidenciam que a combinação QGOC pode ser uma fonte em potencial para o desenvolvimento de um novo agente antimicrobiano seletivo no controle de infecções bacterianas.Antibiotic resistance increases faster than the introduction of new compounds thus, the research and development of new drugs and antimicrobial systems is required. This study aimed to evaluate the antimicrobial activity of different copaiba oils CO(S), CO(C) and CO(E), chitosan/gelatin gel (CG) and chitosan/gelatin/copaiba oil (CGCO) emulsions against the strains of Staphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27873. Chitosan was obtained from squid pens by desmineralization, desproteinization and deacetylation and a 2% solution was prepared in 1% acetic acid. A 2% gelatin gel was obtained by dissolution of commercial gelatin (Sigma) in water and gelatinized at 60ºC for 30 min. CQ gel and CQCO emulsions were prepared by mixing chitosan and gelatin gels at 2:1 (w/w) ratio under constant stirring. The concentration of CGCO emulsions were adjusted according to the minimum inhibitory concentration (MIC) for CG gel and oils separately. MIC and minimum bactericidal concentrations (MBC) with oils, CG gel and CGCO emulsions were determined using the micro-broth dilution technique. The cytotoxicity effect of compounds on VERO cell line was also evaluated using the MTT assay. CG gel inhibited S. aureus, E. coli and P. aeruginosa growth showing a MIC and a MBC of 31.2; 62.5 and 31.2 &#956g/mL, respectively except for P. aeruginosa, that showed bacteriostatic effect. Copaiba oils inhibited only S. aureus with MIC and MBC of 2,000 &#956g/mL to CO(S), 500 &#956g/mL to CO(C) and 62.5 &#956g/mL to CO(E). The combined emulsion CGCO(E) suggesting synergistic effect to S. aureus. However, the other emulsions showed not synergistic effect, but showed the same MIC and MBC values as those obtained for the isolated compounds, except for P. aeruginosa where the addition of oils reduced the effectiveness of CQ gel. The copaiba oils showed toxicity to VERO cells, while the CG gel and the CGCO were not cytotoxic. The results of this study demonstrated that the combination of CGCO may be a potential source for the development of a new selective agent to control these important bacterial pathogens