Desenvolvimento e caracterização do líquido iônico [C16MIm][Cl] como candidato a ingrediente ativo em sistemas tópicos antifúngicos contra candidíase resistente

Abstract

As infecções fúngicas superficiais são altamente prevalentes e frequentemente recorrentes, afetando até um quarto da população mundial. Espécies de Candida, especialmente em indivíduos imunocomprometidos, destacam-se pela capacidade de colonizar pele e mucosas e evoluir para quadros persistentes. A emergência de cepas resistentes e multirresistentes, como Candida auris, aliada às limitações terapêuticas dos antifúngicos tópicos disponíveis, reforça a necessidade de novas alternativas mais eficazes e seguras. Nesta tese, foi avaliado o sal imidazólico 1-hexadecil-3- metilimidazólio cloreto [C16MIm][Cl] como candidato a insumo farmacêutico ativo (IFA) em formulações tópicas antifúngicas. O composto foi incorporado em géis estáveis, caracterizados quanto ao pH, viscosidade e comportamento reológico e quantificado por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), onde o método foi desenvolvido e validado. Nos estudos de pré-formulação, [C16MIm][Cl] apresentou alta solubilidade em água e propilenoglicol (PG), formação micelar acima da concentração crítica e coeficiente de partição (logP) compatível com aplicação cutânea. Ensaios de liberação in vitro mostraram perfil sustentado próximo da ordem zero, enquanto estudos ex vivo evidenciaram que a presença de PG aumentou a retenção cutânea em até 9 vezes na derme, sem detecção de permeação para a fase receptora. Ensaios de estabilidade acelerada demonstraram manutenção do teor, pH próximo ao neutro, viscosidade adequada e aparência inalterada por 120 dias a 40 °C, reforçando a robustez da formulação. Do ponto de vista biológico, [C16MIm][Cl] exibiu atividade antifúngica expressiva, com concentração inibitória mínima (CIM) entre 0,39 e 1,56 μg/mL, valores inferiores aos do miconazol (1,7 μg/mL em média), e desempenho superior frente a C. auris (1,56 vs. 6,25 μg/mL). Ensaios de citotoxicidade em células epiteliais e fibroblásticas revelaram margens de segurança compatíveis com o uso tópico. Em modelo murino de candidíase cutânea, o gel reduziu a carga fúngica em 2–3 log10 unidades formadoras de colônias (UFC)/g de tecido, atingindo eficácia equivalente ao creme de miconazol a 2%, sem sinais de toxicidade local ou sistêmica. Esses resultados demonstram a inovação no uso de sais imidazólicos em formulações tópicas antifúngicas, com estabilidade comprovada, eficácia pré-clínica validada e potencial translacional, abrindo caminho para novas estratégias terapêuticas no enfrentamento da resistência fúngica.

Superficial fungal infections are highly prevalent and often recurrent, affecting up to one quarter of the global population. Candida species, especially in immunocompromised individuals, stand out for their ability to colonize skin and mucosal surfaces and progress to persistent conditions. The emergence of resistant and multidrug-resistant strains, such as Candida auris, combined with the therapeutic limitations of available topical antifungals, reinforces the need for more effective and safer alternatives. In this thesis, the imidazolium salt 1-hexadecyl-3- methylimidazolium chloride [C16MIm][Cl] was evaluated as an active pharmaceutical ingredient (API) candidate in topical antifungal formulations. The compound was incorporated into stable gels, characterized in terms of pH, viscosity, and rheological behavior, and quantified by high-performance liquid chromatography (HPLC), for which the analytical method was developed and validated. In pre-formulation studies, [C16MIm][Cl] exhibited high solubility in water and propylene glycol (PG), micelle formation above the critical micelle concentration, and a partition coefficient (logP) compatible with cutaneous application. In vitro release assays showed a sustained profile close to zero-order kinetics, while ex vivo studies demonstrated that the presence of PG increased dermal retention by up to 9-fold without detectable permeation into the receptor phase. Accelerated stability studies revealed maintenance of drug content, near-neutral pH, adequate viscosity, and unchanged appearance for 120 days at 40 °C, confirming the robustness of the formulation. From a biological standpoint, [C16MIm][Cl] displayed strong antifungal activity, with minimum inhibitory concentrations (MICs) ranging from 0.39 to 1.56 μg/mL, values lower than those of miconazole (1.7 μg/mL on average), and superior performance against C. auris (1.56 vs. 6.25 μg/mL. Cytotoxicity assays in epithelial and fibroblast cells revealed safety margins compatible with topical use. In a murine model of cutaneous candidiasis, the gel reduced the fungal burden by 2–3 log10 colony-forming units (CFU)/g of tissue, achieving efficacy equivalent to 2% miconazole cream, with no signs of local or systemic toxicity. These results demonstrate the innovation in using imidazolium salts in topical antifungal formulations, with proven stability, validated preclinical efficacy, and translational potential, paving the way for new therapeutic strategies to address fungal resistance.