Nanopartículas de óxido de ferro mesoporosas carregadas com ciprofloxacina: um potencial sistema contra infecção bacteriana

Nowadays, infectious diseases are still a great challenge for human health. Bacterial infections are one of the primary causes of worldwide mortality. Due to the development of resistance processes, the search for therapeutic alternatives has focused on many researchers of biomedical areas. In this sense, antimicrobial drugs’ encapsulation has emerged as a relevant alternative, capable of improving the therapeutic effectiveness, while a significant reduction in the side effects can be observed. Following in the same direction, in the present work, mesoporous iron oxide nanoparticles (MIONs), loaded with ciprofloxacin, were prepared in order to evaluate the potential application of the system against bacterial infections. MIONs and MIONs silanized with 3-amino-propyltriethoxysilane - APTES (MIONs@APTES) were obtained with a mean size of 78.34 ± 1.83 nm and surface areas of 258.27 and 186.27 m2 .g-1 , respectively. Both samples allowed to load relevant amounts of the drug, reaching a high incorporation rate and a controlled release profile, with different kinetics behavior, when incubated with simulated body fluid (SBF). MIONs samples showed release behavior compatible with second order kinetics, while the MIONs@APTES matrix allowed the release following a first order kinetics. The in vitro cytotoxicity evaluation of the obtained matrices revealed that both systems exhibit biocompatibility profiles under normal human cell lineage cells (HEK-293), where no significant cytotoxic profile was observed. On the other hand, MIONs containing the antibiotic drug incorporated showed relevant antibiofilm properties against a strain of Staphylococcus Aureus, when compared to controls consisting of free ciprofloxacin and nanoparticles without the drug. From all the results obtained in this work, the nanosystems produced can be considered as a potential system to be applied in the treatment of bacterial infections.Atualmente, as doenças infecciosas ainda representam um grande desafio para a saúde humana e neste contexto as infecções bacterianas são uma das principais causas de mortalidade em todo o mundo. Devido ao desenvolvimento de processos de resistência bacteriana, a busca por alternativas terapêuticas tem motivado o trabalho de diversos pesquisadores nas áreas biomédicas em muitos países. Nesse sentido, a encapsulação de agentes antimicrobianos tem surgido como alternativa relevante, capaz de melhorar a eficácia terapêutica, ao mesmo tempo em que se observa redução significativa dos efeitos adversos. Seguindo nessa mesma direção, no presente trabalho, nanopartículas de óxido de ferro mesoporosas (MIONs), carregadas com ciprofloxacina, foram preparadas com o objetivo de avaliar a potencial aplicação do sistema contra infecções bacterianas. MIONs e MIONs silanizados com 3-amino-propiltrietoxisilano - APTES (MIONs@APTES) foram obtidos com tamanho médio de 78,34 ± 1,83 nm e áreas superficiais de 258,27 e 186,27 m2 .g -1 , respectivamente. Ambas as amostras permitiram incorporar quantidades relevantes do fármaco ciprofloxacina (> xx%). Também foi observado um perfil de liberação controlado do fármaco, sendo que as diferentes matrizes estudadas permitiram comportamentos cinéticos distintos, quando incubadas com fluido corpóreo simulado (SBF). Amostras de MIONs apresentaram comportamento de liberação compatível com segunda ordem cinética, enquanto a matriz MIONs@APTES permitiu a liberação seguindo uma cinética de primeira ordem. A avaliação da citotoxicidade in vitro das matrizes obtidas revelou que ambos os sistemas exibem perfis de biocompatibilidade sob células de linhagem celular humana normal (HEK-293), onde nenhum perfil citotóxico significativo foi observado. Por outro lado, os MIONs contendo o fármaco antibiótico incorporado, apresentaram relevantes propriedades antibiofilme contra cepa de Staphylococcus Aureus, quando comparado aos controles constituídos por ciprofloxacina livre e nanopartículas sem o fármaco. A partir de todos os resultados obtidos neste trabalho, os nanossistemas produzidos podem ser considerados como sendo um potencial sistema a ser aplicado no tratamento de infecções bacterianas