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Title in Portuguese: Terapia fotodinâmica mediada por azul de ortotoluidina: influência do regime de tratamento, superfície e matriz extracelular em biofilme de cândida albicans in vitro e toxicidade em modelo animal
Author: Garcia, Bruna Albuquerque
Advisor(s): Pontes, Karina Matthes de Freitas
Co-advisor(s): Duarte, Simone
Keywords: Candida albicans
Fotoquimioterapia
Matriz Extracelular
Toxicidade
Polimetil Metacrilato
Issue Date: 23-Aug-2019
Citation: GARCIA, B. A. Terapia fotodinâmica mediada por azul de ortotoluidina: influência do regime de tratamento, superfície e matriz extracelular em biofilme de cândida albicans in vitro e toxicidade em modelo animal. 2019. 90 f. Tese (Doutorado em Odontologia) - Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: Os tratamentos para infecções causadas por Candida albicans são um desafio devido às altas taxas de recorrências. A terapia fotodinâmica antimicrobiana (TFDa) tem sido sugerida como uma abordagem alternativa para essas infecções. Desse modo, esta tese, composta por quatro capítulos, objetiva: (1) comparar os resultados da TFDa contra biofilmes de C. albicans formados em dois diferentes substratos – resina acrílica ou placa de poliestireno; e dois regimes de aplicação da TFDa – duas vezes ao dia em um período de 48 horas, ou aplicação única após 48 horas de formação do biofilme; (2) comparar os resultados da TFDa em biofilmes de uma cepa padrão de C. albicans e de duas cepas mutantes com componentes da matriz extracelular reduzidos; (3) avaliar a toxicidade local e sistêmica da TFDa in vivo; (4) desenvolver um projeto de patente de um dispositivo portátil adaptado à cavidade oral para aplicação da TFDa. No estudo 01, biofilmes de C. albicans foram incubados com o fotossensibilizador azul de ortotoluidina (TBO; 44 μM), seguido da aplicação de luz (635 nm; 175,2 J/cm2). Foram usados como controle negativo água ultrapura e como controle positivo 0,12% de clorexidina. Biofilmes foram avaliados pela contagem de unidades formadoras de colônias (UFC), peso seco (PS) e microscopia confocal. No estudo 02, biofilmes tratados com TFDa foram incubados em TBO (44 μM), seguido da aplicação de luz (635 nm; 87,6 J/cm² e 175,2 J/cm2). Foram usados como controle negativo água ultrapura e como controle positivo 0,12% de clorexidina. Os efeitos do TBO sozinho e da luz sozinha também foram avaliados. Biofilmes foram avaliados por UFC, PS, DNA extracelular, proteínas solúveis e insolúveis, polissacarídeos solúveis e insolúveis e microscopia confocal. No estudo 03, aplicações oral e tópica de TBO foram realizadas em camundongos durante sete dias consecutivos. Nos animais tratados com TFDa, primeiro foi aplicado TBO (22 μM), seguido por luz (635 nm; 152 J/cm2). Como controle negativo, os animais foram tratados com solução salina estéril e, como controle positivo, com suspensão de nistatina. Os efeitos do TBO sozinho e da luz sozinha também foram avaliados. Após cada aplicação tópica, 0,3 mL de cada solução foi administrado por gavagem para todos os grupos. Toxicidades locais e sistêmicas foram avaliadas por análises histológicas e variação de massa corporal e dos órgãos. Os resultados do estudo 01 demostraram que biofilmes formados em placa de poliestireno são mais resistentes a TFDa do que os biofilmes formados em resina acrílica. O estudo 02 mostrou que cepas mutantes foram mais susceptíveis a TFDa do que a cepa padrão. O terceiro capítulo mostrou que TFDa não afetou o desenvolvimento do peso do corpo e dos órgãos dos animais; no entanto, a aplicação direta da luz em contato com o palato causou uma diminuição da espessura do epitélio deste. Em conclusão, os resultados desses estudos sugerem que a TFDa é uma abordagem terapêutica segura e promissora contra C. albicans.
Abstract: Candida albicans infections treatments is challenging due to the high recurrence rates. The antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) has been suggested as an alternative approach for these infections. Thus, this thesis, comprised by 4 chapters, aimed: (1) Comparing aPDT results against C. albicans biofilms formed on two different substrates – acrylic resin or polystyrene plate; and two aPDT application regimens – twice-daily over the course of 48 hours or one time after 48 hours biofilm formation (2) Comparing the outcomes of aPDT on biofilms of C. albicans wild-type strain and two mutant strains with reduced extracellular matrix components. (3) Assessing the local and/or systemic toxicity of aPDT in vivo. (4) Developing a device patent design adapted to oral cavity to applied aPDT. In study 1, C. albicans biofilms were incubated with the photosensitizer toluidine blue O (TBO; 44 μM) before having light (635 nm; 175.2 J/cm2). As a negative control, ultrapure water, and as a positive control 0.12% chlorhexidine were used. Biofilms were evaluated for colony forming units (CFU), dry weight (DW). Confocal scanning laser microscopy (CLSM) was performed. In study 2, biofilms treated with aPDT were incubated with TBO (44 μM) before light (635 nm; 87.6 J/cm² and 175.2 J/cm2). As a negative control, ultrapure water, and as a positive control 0.12% chlorhexidine were used. The effect of TBO and light alone were also assessed. Biofilms were evaluated for CFU, DW, extracellular DNA, soluble and insoluble protein, water-soluble polysaccharides, alkali-soluble polysaccharide and CSLM. In study 3, oral and topical administration of TBO (22 μM) were performed in mice during seven consecutive days. In the animals treated with aPDT, first the TBO was applied and then the light (635 nm; 152 J/cm2). As negative control, the animals were treated with sterile saline solution and as a positive control with oral nystatin. The effects of TBO alone and of light alone were also assessed. After the topical applications, 0.3 ml of each solution was administrated by gavage for all groups. Local and systemic toxicity were evaluated for histological analysis and body/organs mass variation. The study 1 demonstrated that the biofilms formed on polystyrene plate are more resistant to aPDT than biofilms formed on acrylic resin. The result of the study 2 showed that the mutant strain was more susceptible to aPDT than the wide type strain. The third manuscript showed that aPDT did not affect the development body weight and the weight of organs; however, the direct application of light in contact with the palate caused a decrease of epithelium thickness. In conclusion, the results of these studies suggest that aPDT is a safe and promising therapeutic approach against C. albicans.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/46599
metadata.dc.type: Tese
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