Nanopartículas de polímeros conjugados fotoactivas eficientes para el tratamiento de patógenos multiresistentes

MARTINEZ, SOL ROMINA; FORCONE, MARÍA VIRGINIA; SPESIA, MARIANA BELÉN; IBARRA, LUIS EXEQUIEL; WENDEL, ANA BELÉN; PALACIOS, RODRIGO EMILIANO; PONZIO, RODRIGO ANDRÉS; CHESTA, CARLOS ALBERTO

on-line

Conferencia; V reunión del grupo argentino de fotobiología; 2020

Grupo argentino de fotobiología

Una de las modalidades terapéuticas utilizada para combatir infecciones bacterianas es la inactivación fotodinámica microbiana (PDI). Esta terapia emplea moléculas (o partículas) denominadas fotosensibilizadores (FS), que al ser irradiadas con luz visible y en presencia de oxígeno molecular (O2), producen especies reactivas del oxígeno (ROS) citotóxicas. Estas especies, producidas in situ, atacan simultáneamente varios sitios biomoleculares en el patógeno afectando macromoléculas (proteínas, lípidos y ADN) del sistema celular generando un daño irreversible y letal para las células. Así mismo, la no especificidad del ataque de los ROS evita el desarrollo de mecanismos convencionales de resistencia por parte de los patógenos. Por su parte en la última década, se han sintetizado nanopartículas de polímeros conjugados ?NPC? dopadas con colorantes para ser utilizadas como sistemas FS avanzados. Estas NPC presentan un conjunto de características que las convierten en sistemas FS ideales para ser usados en PDI tales como: fotoestabilidad, altos coeficientes de absorción, biocompatibilidad, facilidad de síntesis y excelente capacidad para transferir intrapartícula energía de excitación electrónica. En este contexto, se ha demostrado la efectividad de PDI frente a diversas cepas bacterianas productoras de biofilms incluyendo cepas resistentes a antibióticos. En particular, nuestro grupo de trabajo ha reportado eficientes protocolos de PDI usando NPC dopadas con colorantes tetrapirrólicos para ser utilizadas como FS avanzados contra patógenos del grupo ESKAPE. Protocolos de NPC-PDI se estudiaron utilizando diferentes concentraciones de nanopartículas y dosis de irradiación en cinco cepas bacterianas provenientes de aislamientos clínicos y cuatro de referencia. Se observó un efecto bactericida en cultivos planctónicos eliminando el 99.999% del inóculo de partida a bajas concentraciones de NPC como también dosis de luz (9.6-28.8 J/cm2). La interacción de las NPC y la pared bacteriana se investigó mediante citometría de flujo, utilizando la fluorescencia intrínseca de NPC no dopadas; de esta manera observamos una eficiente adsorción del sistema nanoparticulado sobre la pared celular. Por último, la performance de estas partículas fotoactivas fue evaluada en biofilms microbianos. La NPC-PDI demostró ser eficiente frente a clústeres celulares maduros de las diferentes especies bacterianas estudiadas y reveló un marcado efecto antibiofilm. Utilizando microscopia confocal se visualizó un elevado desarreglo de la estructura tridimensional y casi una completa erradicación del film microbiano. De esta manera, logramos evidenciar que protocolos de NPC-PDI son una eficiente herramienta para eliminar tanto células sésiles, como también, desorganizar y erradicar biofilm de especies patogénicas de gran relevancia clínica.