Partículas bioinorgânicas metal-proteína, com ação antimicrobiana, incorporadas em filmes de caseína para aplicação em doenças de pele canina

Abstract

Este estudo teve como objetivo central a produção de partículas modificadas pela conjugação de metais com as proteínas albumina e caseína, visando sua aplicação contra as bactérias patogênicas, Staphylococcus pseudintermedius e Enterococcus faecalis, causadoras de feridas de pele. As partículas foram sintetizadas pela adição de precursor de ferro e zinco às proteínas e o sistema foi mantido sob forte agitação por 24 h a temperatura ambiente. As partículas foram caracterizadas por meio de espectroscopia de fluorescência, infravermelho, análise de diâmetro hidrodinâmico, potencial zeta e microscopia de força atômica. E sua atividade antimicrobiana foi testada frente as bactérias acima citadas. As análises de infravermelho e fluorescência indicaram alterações conformacionais nas proteínas e interações específicas entre proteína e metal, influenciadas pelo pH e concentração do precursor metálico. As partículas de zinco modificadas com ambas proteínas exibiram efeito antibacteriano (100%) em concentrações baixas (a partir de 5mM) contra S. pseudintermedius, em 24 h de contato. Para E. faecalis, foi observada uma atividade antimicrobiana de 99% para concentrações maiores que 50 mM e 150 mM para partículas com caseína e albumina, respectivamente. Com relação às partículas de ferro modificadas, verificou-se atividade contra S. pseudintermedius acima de 99% para concentrações acima de 50mM para partículas com albumina. Bem como, uma atividade acima de 90% para concentrações maiores que 400 mM, quando com caseína. Posteriormente, foram sintetizados filmes de caseína contendo as partículas de zinco modificadas incorporadas ao mesmo. Observou-se os filmes modificados apresentaram alta taxa de absorção de água e eficácia antimicrobiana (92%) contra S. pseudintermedius em 48h para os filmes contendo as partículas modificadas com 150 mM de zinco em pH 7,0. Destaca-se o alcance dos objetivos propostos, a síntese de materiais inovadores com possibilidade de uso para tratamento de doenças de pele.

This study aimed at the central production of particles modified by the conjugation of metals with the proteins albumin and casein, with the purpose of their application against pathogenic bacteria, Staphylococcus pseudintermedius, and Enterococcus faecalis, which cause skin wounds. The particles were synthesized by adding iron and zinc precursors to the proteins, and the system was kept under strong agitation for 24 hours at room temperature. The particles were characterized using fluorescence spectroscopy, infrared analysis, hydrodynamic diameter analysis, zeta potential, and atomic force microscopy. Their antimicrobial activity was tested against the mentioned bacteria. Infrared and fluorescence analyses indicated conformational changes in the proteins and specific interactions between protein and metal, influenced by pH and metal precursor concentration. Zinc particles modified with both proteins exhibited antibacterial effects (100%) at low concentrations (starting from 5mM) against S. pseudintermedius within 24 hours of contact. For E. faecalis, antimicrobial activity of 99% was observed for concentrations higher than 50mM and 150mM for particles with casein and albumin, respectively. Regarding modified iron particles, activity against S. pseudintermedius was above 99% for concentrations above 50mM for particles with albumin. Additionally, an activity above 90% was observed for concentrations higher than 400 mM when using casein. Subsequently, casein films containing the modified zinc particles were synthesized. The modified films showed a high water absorption rate and antimicrobial efficacy (92%) against S. pseudintermedius in 48 hours for films containing particles modified with 150mM of zinc at pH 7.0. The achievement of the proposed objectives is noteworthy, involving the synthesis of innovative materials with the potential for use in the treatment of skin diseases.