Atividade Antibiofilme de Nanopartículas de Quitosana Contra Escherichia Coli Uropatogénica

As infeções do trato urinário (ITU) permanecem entre as infeções bacterianas mais prevalentes globalmente, causando um substancial encargo para os cuidados de saúde, com a Escherichia coli uropatogénica (UPEC) responsável pela maioria dos casos tanto em ambientes comunitários como hospitalares. As infeções do trato urinário associadas a cateteres (CAUTI) representam uma grande proporção das infeções associadas aos cuidados de saúde devido à adesão bacteriana e à formação de biofilme em cateteres urinários de permanência. A formação de biofilme permite que os microrganismos se fixem a superfícies abióticas e produzam uma matriz polimérica extracelular que aumenta a sobrevivência bacteriana em condições ambientais adversas.

As bactérias associadas a biofilmes exibem uma maior resistência às respostas imunitárias do hospedeiro e aos agentes antimicrobianos, contribuindo para infeções crónicas e recorrentes. As células incorporadas em biofilmes podem demonstrar uma tolerância a antibióticos marcadamente elevada em comparação com bactérias planctónicas, limitando o sucesso terapêutico. Embora os antibióticos sistémicos permaneçam como a base do tratamento, o aumento da resistência antimicrobiana entre estirpes de UPEC formadoras de biofilme destaca a necessidade de estratégias antibiofilme alternativas.

O quitosano, um biopolímero de origem natural, tem atraído atenção devido à sua biocompatibilidade, biodegradabilidade e propriedades antimicrobianas intrínsecas. O quitosano perturba as membranas bacterianas e inibe a formação da matriz de biofilme e a adesão à superfície. Evidências emergentes indicam que o quitosano pode regular negativamente a expressão de genes relacionados com o biofilme envolvidos na adesão e na síntese de polissacarídeos extracelulares. Além disso, a formulação em nanopartículas aumenta a penetração do quitosano nos biofilmes e melhora a eficiência antimicrobiana em comparação com as formas de polímero a granel. Além disso, as nanopartículas de quitosano podem aumentar a difusão de antibióticos e demonstrar atividade antibiofilme sinérgica quando combinadas com ciprofloxacina.

A ciprofloxacina, um antibiótico fluoroquinolona amplamente utilizado em ITU, demonstrou inibição parcial da formação de biofilme através da interferência com a replicação do ADN bacteriano, da adesão bacteriana inicial a superfícies, da redução da expressão de genes relacionados com o biofilme, da atividade de deteção de quórum e da diminuição da produção de substâncias poliméricas extracelulares (EPS); no entanto, a sua eficácia é reduzida contra biofilmes maduros. Consequentemente, as nanopartículas de quitosano podem demonstrar uma atividade antibiofilme aumentada quando combinadas com ciprofloxacina.

Apesar de resultados promissores, estudos limitados avaliaram revestimentos de nanopartículas de quitosano em superfícies de cateter clinicamente relevantes contra isolados de UPEC. Portanto, investigar esta estratégia pode oferecer uma abordagem preventiva eficaz para CAUTI e apoiar práticas melhoradas de controlo de infeção.