Nanopartículas fotoactivas eficientes para el tratamiento de patógenos asociados a mastitis bovina

SOSA LOCHEDINO, ARIANNA; MARTÍNEZ, SOL; IBARRA, LUIS; CAVERZAN, MATÍAS; AIASSA, VIRGINIA; BOHL L; PORPORATTO C; CHESTA, CARLOS; PALACIOS, RODRIGO

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022

Una de las enfermedades más importantes que afecta mundialmente a la industria láctea es la mastitis bovina (MB). Actualmente, los programas de control de MB se basan en la higiene como método profiláctico y en terapias antibióticas de amplio espectro. El uso de antibióticos genera diversos inconvenientes ya que dejan residuos en la leche y presentan una eficacia parcial en el control de las infecciones. La inactivación fotodinámica (PDI) es una terapia prometedora para eliminar estos microorganismos causantes de MB debido principalmente a su mecanismo de acción multifactorial.[1] Dicho mecanismo evita el desarrollo de colonias resistentes y permite, mediante irradiación, un detallado control de la terapia a nivel temporal y espacial, convirtiendo al tratamiento en no invasivo y con escasos o nulos efectos secundarios. De esta manera, proponemos nanopartículas de polímeros conjugados (NPC) como sistemas fotosensibilizadores avanzados para la eliminación de patógenos asociados a la enfermedad. Este nano material se evaluó en 4 aislamientos de origen mastiticos y una cepa de referencia hiperformadora de biofilm. La incorporación de las NPC a las estructuras bacterianas se exploró determinando el potencial Z de las partículas y de las mismas incubadas con los cultivos celulares. Inicialmente, la fototerapia se estudió en cultivos planctónicos utilizando medios ricos de crecimiento. Las cepas mostraron un perfil de eliminación bactericida (>99.99% respecto del control) utilizando concentraciones mínimas de NPC de (10 mg/L) y bajas dosis de luz (20 min irradiación, 19.2 J/cm2). El éxito de los estudios en suspensiones bacterianas dio indicios del potencial que la PDI con NPC podrían tener sobre biofilms maduros (65.8 J/cm2). Experimentos de evaluación de biomasa total y efecto en actividad metabólica del biofilm presentaron una reducción del 20 y 50 %, respectivamente. El alcance de la terapia en biofilms también fue confirmado por microscopia electrónica de barrido (SEM). Esta metodología permitió visualizar la capacidad de erradicación de la fototerapia sobre los consorcios celulares ensamblados, mostrando desprendimiento y eliminación de la matriz extracelular de dichos films. Por otro lado, la biocompatibilidad y citotoxicidad de la PDI-NPC se determinó en células epiteliales mamarias (MAC-T) evidenciando ser una terapia segura. Finalmente, estudios ex vivo sobre un modelo de piel bovina (ubre) revelaron el potencial de la terapia para profilaxis sobre dicho tejido. Este trabajo demuestra el alcance de nanopartículas fotoactivas para el tratamiento y prevención de patógenos asociados a MB mediante PDI.