Este protocolo describe la aplicación de la terapia fotodinámica antimicrobiana (aPDT) en un modelo murino de candidiasis oral. La aPDT se realizó utilizando una mezcla soluble en agua de curcuminoides y luz LED azul.
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Artículo de método
Este protocolo describe la aplicación de la terapia fotodinámica antimicrobiana (aPDT) en un modelo murino de candidiasis oral. La aPDT se realizó utilizando una mezcla soluble en agua de curcuminoides y luz LED azul.
La terapia fotodinámica antimicrobiana (aPDT) se ha investigado ampliamente in vitro, y los modelos animales preclínicos de infecciones son adecuados para evaluar tratamientos alternativos antes de los ensayos clínicos. Este estudio describe la eficacia de la aPDT en un modelo murino de candidiasis oral. Cuarenta ratones fueron inmunosuprimidos con inyecciones subcutáneas de prednisolona, y sus lenguas fueron inoculadas utilizando un hisopo oral previamente empapado en una suspensión celular de C. albicans . La tetraciclina se administró a través del agua potable durante el transcurso del experimento. Cinco días después de la inoculación fúngica, los ratones se distribuyeron aleatoriamente en ocho grupos; Un noveno grupo de ratones no infectados no tratados se incluyó como control negativo (n = 5). Se probaron tres concentraciones (20 μM, 40 μM y 80 μM) de una mezcla de curcuminoides con una luz LED azul (89,2 mW/cm2; ~455 nm) y sin luz (grupos C+L+ y C+L-, respectivamente). Se evaluaron como controles la luz sola (C-L+), ningún tratamiento (C-L-) y los animales sin infección. Los datos se analizaron mediante ANOVA de Welch y pruebas de Games-Howell (α = 0,05). La candidiasis oral se estableció en todos los animales infectados y se visualizó macroscópicamente a través de la presencia de manchas blancas características o pseudomembranas en el dorso de las lenguas. Los cortes histopatológicos confirmaron una gran presencia de levaduras y filamentos limitados a la capa queratinizada del epitelio en el grupo C-L-, y la presencia de células fúngicas disminuyó visualmente en las imágenes obtenidas de ratones sometidos a aPDT con curcuminoides de 40 μM u 80 μM. La aPDT mediada por 80 μM de curcuminoides promovió una reducción de 2,47 log10 en el recuento de colonias en comparación con las del grupo C-L- (p = 0,008). Todos los demás grupos no mostraron una reducción estadísticamente significativa en el número de colonias, incluidos los grupos fotosensibilizadores (C+L-) o los grupos de luz sola (C-L+). La aPDT mediada por curcuminoides redujo la carga fúngica de las lenguas de los ratones.
La candidiasis oral (OC) es la principal infección fúngica de la cavidad oral; es causada por el crecimiento excesivo de Candida spp. Los factores predisponentes para el CO incluyen la disfunción endocrina, el uso de antibióticos de amplio espectro, la radioquimioterapia y la quimioterapia, las deficiencias nutricionales, la xerostomía (bajo flujo salival), el uso de dentaduras postizas, la mala higiene y, especialmente, la inmunosupresión1. Entre las especies de Candida, Candida albicans es la más prevalente y virulenta; Se encuentra como especie comensal en el cuerpo humano y como patógeno oportunista. C. albicans tiene la capacidad de cambiar su morfología de levaduras comensales (blastóforos) a filamentos patógenos (hifas y pseudohifas)2. Las formas filamentosas, especialmente las hifas, pueden invadir el epitelio del huésped por endocitosis o penetración activa, causando infección3. Otros factores de virulencia de C. albicans incluyen la adhesión, la formación de biopelículas y la secreción de enzimas y toxinas lipolíticas e hidrolíticas, como lipasas, fosfolipasas, proteinasas y candidalisina4.
Los tratamientos antifúngicos implican el uso de agentes antifúngicos, especialmente polienos y azoles tópicos (nistatina y miconazol)5. Sin embargo, solo muestran eficacia a corto plazo y la recurrencia es frecuente. Además, el uso excesivo de antifúngicos ha dado lugar al problema del desarrollo y la propagación de la resistencia a los antifúngicos6. Por lo tanto, se necesitan terapias alternativas, como la terapia fotodinámica antimicrobiana (aPDT), que combina un fotosensibilizador (PS) y luz a una longitud de onda adecuada (la misma que la de la absorción de PS) en presencia de oxígeno. Las PS se unen a las células o son absorbidas por ellas y, cuando son activadas por la luz, producen especies reactivas de oxígeno (ROS) que son tóxicas para las células sensibilizadas7.
En la aPDT, uno de los fotosensibilizadores (PS) empleados es la curcumina (CUR), un compuesto natural extraído de los rizomas de la planta de cúrcuma (Curcuma longa L.). La curcumina posee numerosos atributos terapéuticos, incluyendo capacidades antiinflamatorias, antioxidantes, anticancerígenas y antimicrobianas 8,9. Una investigación previa encontró que la aPDT que utiliza CUR disminuyó efectivamente C. albicans en un modelo murino de candidiasis oral sin causar ningún daño a los tejidos del huésped10. El CUR es el principal curcuminoide extraído de la cúrcuma, pero otros polifenoles, como la demetoxicurcumina y la bis-demetoxicurcumina, también se encuentran en esta planta. La aPDT mediada por curcuminoides demostró actividad antibacteriana contra biopelículas de Staphylococcus aureus cultivadas en catéteres11. Sin embargo, hasta donde sabemos, su actividad antifúngica contra C. albicans sigue sin estar clara. Por lo tanto, en este estudio, evaluamos la aPDT mediada por una sal curcuminoide contra C. albicans en un modelo murino de CO.
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El protocolo de investigación para el uso de ratones fue aprobado por el Comité de Ética para el Uso de Animales (casos números 05/2008 y 09/2020) de la Facultad de Odontología de Araraquara, UNESP. Se utilizó C. albicans (ATCC 90028) como cepa de referencia. Para el presente estudio se utilizaron ratones suizos hembra de seis semanas de edad (n = 45), con un rango de masa corporal de 20-30 g. Los animales fueron proporcionados por la Universidad Estadual Paulista, UNESP, Botucatu.
1. Preparación de PS y selección de la fuente de luz para aPDT
2. Preparación del inóculo de C. albicans
3. Inducción de CO en ratones
NOTA: La siguiente metodología fue descrita previamente por Takakura et al.13 y reproducida por nuestro grupo10,14, con algunas modificaciones.
4. Terapia fotodinámica antimicrobiana y recuperación de C. albicans de lesiones orales
5. Análisis histopatológicos
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El modelo murino de OC mostró manchas blancas típicas y pseudomembranas en la lengua de todos los ratones infectados (Figura 4A). C. albicans recuperada de animales C-L- confirmó la colonización tisular por este microorganismo (los valores variaron de 1,62 x 104 a 4,80 x 105 UFC/mL). Como era de esperar, los animales del grupo NCtr no mostraron ninguna alteración tisular ni crecimiento de colonias después del muestreo (Figura 4B).<...
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C. albicans se ha asociado con infecciones orales y esofágicas en individuos con estado inmunocomprometido, diabetes mellitus, uso prolongado de antibióticos y mala higiene bucal 1,3. El estudio de las enfermedades infecciosas humanas requiere investigaciones in vitro e in vivo antes de que los ensayos clínicos puedan diseñarse de forma segura y precisa. El presente estudio describe un método para establecer un modelo murino de CO, el c...
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Los autores agradecen el apoyo financiero de la FAPESP (Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo, número de proceso FAPESP #2013/07276-1 (CePID CePOF) y 2008/00601-6. También agradecemos a la Dra. Ana Paula Silva por brindar la información sobre la sal soluble en agua a base de CUR.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| C. albicans | ATCC (Rockville, Md, EE. UU.) | 90028 | Utilizado para preparar la centrífuga de inóculo de Candida |
| Eppendorf Centrífuga 5804/5804R,B. Braun, Melsungen, Hesse, Alemania | 022628146 (NA) | Se utiliza para preparar el inóculo de Candida | |
| Cloruro de clorpromazina 2 mg/mL | Farmacia de compuestos, Araraquara, SP, Brasil | - | Se utiliza para sedar a los animales durante la inoculación de cándida |
| Sal soluble en agua a base de curcumina | PDTPharma, Cravinhos, Brasil | - | Compuesto por un 53,4% de curcumina natural y un 46,6% de otros curcuminoides (demetoxicurcumina y bis-demetoxicurcumina). Preparado en agua y N-MetilD-Glucamina (peso molecular promedio final de 730.32 g.mol&menos; 1) |
| Contador de colonias digital | CP 600 Plus, Phoenix Ind Com Equipamentos Cientí ficos Ltda, Araraquara, SP, Brasil | - | Se utiliza para contar colonias en placas de agar |
| Comida de ratón extruida | Benelab food, Industry Qualy Animal Nutrition and Commerce Ltda., Lindó ia, Sã o Estado de Paulo, Brasil. | - | Utilizado para la alimentación de los ratones |
| Clorhidrato de ketamina 10% | Ketamina Agener, Uniã o Quí mica Farmacê utica Nacional S/A, Embu-Guaç u, SP, Brasil | - | Se utiliza para anestesiar animales antes de los tratamientos y para la eutanasia |
| Pieza de mano de diodo emisor de luz (prototipo) | Instituto de Fí sica de Sã o Carlos, Universidad de Sã o Paulo, Sã o Carlos, SP, Brasil | - | Fabricado con LXHL-PR09, emisor Luxeon III, Lumileds Lighting, San José, California, EE. UU. |
| Acetato de metilprednisolona 40 mg | DEPO-MEDROL, Pfizer, Nueva York | - | Se utiliza como inmunosupresor |
| Microtomo | Leica Microsystems, Bannockburn, IL, EE.UU | SM2500 | Se utiliza para cortar las secciones en serie de las lengüetas |
| Cajas de propileno (jaulas, carcasas) H13 x L20 x D30 cm | Bonther Equipaments, Ribeirã o Preto, SP, Brasil | - | Se utiliza para mantener a los animales durante todo el período experimental |
| Sabouraud Agar Dextrosa con Cloranfenicol | HiMedia, Mumbai, India | MM1067-500G Medio de | cultivo para el crecimiento de levaduras (agar) |
| Espectrofotómetro | Espectrofotómetro Kasvi K37-VIS , Sã o José dos Pinhais, PR, Brasil | K37-VIS | Se utiliza para estandarizar la concentración de inóculo |
| Clorhidrato de tetraciclina | Farmacia de compuestos, Araraquara, SP, Brasil | - | Antibiótico administrado para inducir la disbiosis oral |
| Virutas de madera | J.R. Virutas de madera, Comercio de Aserrín Ltda., Conchal, Sã o Estado de Paulo, Brasil | - | Utilizado para el revestimiento de pisos dentro de las cajas de vivienda |
| Xilacina 2% | Calmiun, Uniã o Quí mica Farmacê utica Nacional S/A, Embu-Guaç u, SP, Brasil | - | Se utiliza en combinación con ketamina para la anestesia |
| Caldo de nitrógeno de levadura | Difco, InterLab, Detroit, MI, EE. UU | . DF0919-07-3 | Medio de cultivo para el crecimiento de levaduras (caldo) |
| Caldo de Levadura Peptona Dextrosa | NutriSelect Basic, Sigma Aldrich | Y1375 | Medio de cultivo para mantener las cepas a -80° C y crecer |
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