Efeito antibacteriano in vitro de quitosanas e nanoquitosana

Abstract

Resumo: As quitosanas são reconhecidas por apresentarem boa biodegradação, excelente biocompatibilidade, não toxicidade e atividade antimicrobiana. O uso das quitosanas como fonte alternativa de combate microbiano tem sido alvo de estudo em todo o mundo, visando combater a crescente resistência de cepas patogênicas a antimicrobianos sintéticos comerciais. A quitosana é obtida através da desacetilação da quitina, que pode ser obtida de várias fontes como esqueleto externo de insetos e crustáceos como camarão, caranguejo e lagosta e também fungos. Este presente trabalho testou a atividade antibacteriana in vitro de duas nanoquitosanas obtidas de camarão, sendo uma nanoquitosana de baixa massa molecular (Nano) e uma de média massa molecular (0121), e duas quitosanas comerciais, uma de média (SM) e outra de alta massa molecular (SH), à cepas bacterianas. Testou-se a suscetibilidade de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, perante a esses biomateriais, sendo cepas ATCC (American Type Collection Culture) de Bacillus cereus 10876, Salmonella Typhimurium 14028, Escherichia coli O157:H7 43888, Pseudomonas aeruginosa 27853, Staphylococcus aureus 6538 e Klebsiella pneumoniae 13883. As soluções foram preparadas dissolvendo 0,1 g das quitosanas em pó em 10 ml de ácido acético 1% (10 mg/ml) e mantidas sob agitação magnética por 24 horas em temperatura ambiente. O teste de susceptibilidade das bactérias às quitosanas foi realizado pela técnica de microdiluição em caldo e foi determinada a Concentração Inibitória Mínima (CIM) e Concentração Bactericida Mínima (CBM) das quitosanas. A bactéria que apresentou maior resistência para todas as quitosanas testadas foi S. Typhimurium (Gram-negativa) e a mais sensível foi B. cereus (Gram-positiva). Ao se comparar as quatro quitosanas, a SH foi a menos eficiente, sendo necessária uma maior concentração para inibir o crescimento bacteriano. Para E. coli O157:H7 e K. pneumoniae, ambas Gram-negativas, as menores CIMs foram observadas para as quitosanas Nano e 0121, indicando que são mais eficientes em inibir o crescimento dessas enterobactérias. P. aeruginosa apresentou o mesmo perfil de sensibilidade às quatro quitosanas. As quitosanas SM e SH apresentaram o mesmo efeito na inibição de S. aureus. No entanto o resultado foi variável e não houve uma tendência das diferentes quitosanas testadas em inibir um determinado tipo de bactéria.

Abstract: Chitosans are recognized for their good biodegradation, excellent biocompatibility, non-toxicity and antimicrobial activity. The use of chitosans as an alternative source of microbial control has been studied around the world, in order to avoid resistance of pathogenic strains to commercial synthetic antimicrobials. Chitosan is obtained through the deacetylation of chitin, which can be obtained from various external skeleton sources of insects and crustaceans such as shrimp, crab and lobster, as well as fungi. This present work tested the in vitro antibacterial activity of two nanochitosans obtained from shrimp, one of low molecular mass (Nano) and other of medium molecular mass (0121) and two commercial chitosans with medium (SM) and high (SH) molecular mass.The susceptibility of some Gram-positive and Gramnegative bacterial strains to these biomaterials was tested, using the ATCC (American Type Collection Culture) strains of Bacillus cereus 10876, Salmonella Typhimurium 14028, Escherichia coli O157:H7 43888, Pseudomonas aeruginosa 27853, Staphylococcus aureus 6538 and Klebsiella pneumoniae 13883. For the tests with the microorganisms, the solutions were prepared by dissolving 0.1 g of the powdered chitosans in 10 ml of 1% acetic acid (10 mg/ml) and kept under magnetic stirring by 24 hours at room temperature. The susceptibility test of bacteria to chitosans was performed by the broth microdilution technique and the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Bactericidal Concentration (MBC) of the chitosans. The bacterium with the highest resistance to all chitosans tested by S. Typhimurium (Gram-negative) and the most sensitive was B. cereus (Gram-positive). When comparing the four chitosans, SH was the least efficient, requiring a higher concentration to inhibit bacterial growth. For E. coli O157:H7 and K. pneumoniae, both Gram-negative, the lowest MICs were observed for chitosans Nano and 0121, which indicate that they are more efficient in inhibiting the growth of these enterobacteria. P. aeruginosa showed the same sensitivity profile to the four chitosans. Chitosans SM and SH had the same effect on the inhibition of S. aureus.