Declaração de ética
Este estudo foi um estudo bacteriano in vitro e não envolveu participantes humanos, animais ou materiais derivados de pacientes. Portanto, não era necessária aprovação do conselho de revisão institucional nem da ética animal.
Avaliação da degradação do AO7 no sistema Fenton assistido por vitamina C
Para avaliar o efeito da vitamina C no comportamento oxidativo observável da reação de Fenton, a degradação do Ácido Laranja 7 (AO7) foi usada como leitura química indireta da atividade oxidativa. Este ensaio não quantifica especificamente as espécies individuais reativas de oxigênio. Preparei 100 mL de solução de AO7 a 5 mg/L e ajustei a solução para pH 3. Adicionaram H₂O₂ e FeSO₄ às concentrações finais de 2,2 mM e 0,055 mM, respectivamente. Adicionou vitamina C seja como um bolo único no início da reação ou em um esquema de dosagem em três etapas. Para o experimento dose-resposta, foram usadas razões molares Vc: Fe2⁺ de 0, 0,12, 0,24, 0,48, 2, 4, 6 e 8, correspondendo às concentrações finais de vitamina C de 0, 0,0066, 0,0132, 0,0264, 0,110, 0,220, 0,330 e 0,440 mM, respectivamente, quando FeSO₄ é usado a 0,055 mM. Para a condição de adição em três etapas, dividi a mesma quantidade total de vitamina C em três alíquotas iguais e adicionou uma aliquota aos 3, 5 e 7 minutos após o início da reação. Por exemplo, com uma razãoVc:Fe de 2⁺ de 0,48, adicionou vitamina C a 0,0088 mM por alíquota, resultando em uma concentração total final de 0,0264 mM.
Mexi a solução de reação continuamente no escuro por 10 minutos, mantendo a temperatura abaixo de 30 °C. Coletei 2 mL de amostras antes e depois da reação. Medi a absorvância a 483 nm usando um espectrofotômetro UV-Vis e calculou a taxa de degradação do AO7 usando a Equação 1:
Taxa de degradação (%) = [(A₀ − A₁) / A₀] × 100% (1)
Aqui, A₀ representa a absorção da amostra antes da reação, enquanto A₁ representa a absorção da amostra após a reação.
Avaliação do sinal de fluorescência •OH associado usando uma sonda TA
Para avaliar sinais de fluorescência associados a radicais hidroxila sob as mesmas condições ácidas in vitro usadas nos experimentos antibacterianos, foi estabelecido um sistema químico livre de células usando tereftalato dissódico (TA, 1 mM) como sonda de fluorescência. Esse ensaio foi usado como indicador relativo da formação do produto associado à •OH e não foi interpretado como uma quantificação absoluta da geração de radicais hidroxila. Sete grupos foram incluídos: (1) blank (1 mM TA apenas no buffer de reação), (2) H₂O₂ sozinho, (3) Fe2⁺ sozinho, (4) Vc sozinho (adição em etapas), (5) Fenton convencional (Fe2⁺ + H₂O₂), (6) Fenton assistido por vitamina C com adição de bolus Vc (Fe2⁺ + H₂O₂ + Vc, bolus), e (7) Fenton assistido por Vc com adição de Vc em etapas (Fe2⁺ + H₂O₂ + Vc, passo a passo). Na condição de adição por etapas, o Vc foi introduzido aos 3, 5 e 7 minutos após a iniciação da reação em alíquotas iguais, enquanto a condição do bolus recebeu a mesma quantidade total de Vc como uma única adição.
As aliquotas foram coletadas ao longo de um período de reação de 10 minutos, imediatamente alcalinizadas com NaOH para neutralizar novas reações radicais e estabilizar a fluorescência, e armazenadas a 4 °C antes da medição. A intensidade de fluorescência do produto derivado da TA foi medida usando um leitor de microplacas (Ex/Em: 315/425 nm). A geração de radicais foi expressa como intensidade de fluorescência após subtração de blank e usada como indicador relativo da geração de radicais. Pelo menos três experimentos independentes foram realizados, e os dados foram apresentados como perfis de curso temporal e comparações de desfechos em 10 minutos.
Avaliação do desempenho antibacteriano por contagem de colônias
Cepas de H. pylori foram armazenadas a −80 °C em caldo de infusão cerebral cardíaca (BHI) contendo 25% de glicerol. A principal deformação usada para o ensaio principal de contagem de colônias, ensaio de resgate, ensaio de interferência matricial, coloração por fluorescência viva/morta e análise por microscopia eletrônica de varredura foi H. pylori G27. Antes de cada experimento, as bactérias eram riscadas nas placas de ágar sanguíneo da Columbia e incubadas por 3 dias a 37 °C sob condições microaerofílicas consistindo em 5% O₂, 10% CO₂ e 85% N₂22.
Colônia contando ensaio na cepa primária
Utilizou a enumeração de unidades formadoras de colônias (CFU) para avaliar a atividade antibacteriana sob diferentes condições de tratamento. Incluíram os seguintes grupos: controle não tratado, H₂O₂ sozinho, vitamina C sozinha, reação convencional de Fenton e reação de Fenton assistida por vitamina C. Se um grupo Fe2⁺-sozinho não foi incluído no experimento original, evite interpretar o ensaio primário como separando totalmente os efeitos apenas de ferro dos efeitos oxidativos mediados pela reação de Fenton. Colheu H . pylori e cultivou e ressuspendeu as bactérias em soro fisiológico. Ajustou a densidade óptica em 600 nm (OD₆₀₀) para 0,5, e transferiu a suspensão para uma solução fisiológica fisiológica contendo 3 mM de ureia ajustada para pH 3. Adicionou H₂O₂, FeSO₄ e vitamina C de acordo com o grupo de tratamento designado. Foram usadas concentrações finais de 2,2 mM H₂O₂ e 0,055 mM de FeSO₄. Para o tratamento com Fenton assistido por vitamina C, adicionou-se vitamina C em três alíquotas iguais em 3, 5 e 7 minutos, com concentração total final de 0,0264 mM.
Após 10 minutos de tratamento, cada amostra foi imediatamente diluída 100 vezes em soro salino tamponado com fosfato (PBS, pH 7,4) para neutralizar a suspensão ácida e reduzir o remanescente de oxidantes e ferro para a etapa de placagem. Placaram a suspensão bacteriana diluída em placas de ágar sanguíneo Columbia e incubaram a 37 °C por 3 dias sob condições microaerofílicas de 5% O₂, 10% CO₂ e 85% N₂. Contaram as CFUs e calcularam a atividade antibacteriana como redução log₁₀ da CFU em relação ao controle não tratado usando a Equação 2:
log10 CFU redução = log10 (controle CFU) − log10 (CFU tratada) (2)
Ensaio de resgate
Para examinar se a atividade antibacteriana do sistema Fenton assistido por vitamina C estava associada à disponibilidade de ferro e processos relacionados a radicais, experimentos de resgate foram realizados usando deferoxamina (DFO) como quelante de ferro e tioureia como catador de radicais hidroxila. DFO ou tioureia foi adicionada à suspensão bacteriana 5 minutos antes da adição de FeSO₄ e H₂O₂. DFO e tioureia foram usados em concentrações finais de 100 μM e 5 mM, respectivamente.
Seis grupos experimentais foram incluídos: controle não tratado, Fenton assistido por vitamina C, Fenton assistido por vitamina C com DFO, Fenton assistido por vitamina C com tioureia, DFO isolado e tioureia isolada. Todos os outros parâmetros experimentais, incluindo pH, fundo de soro fisiológico/ureia, concentração de H₂O₂, concentração de FeSO₄, esquema de dosagem de vitamina C, duração do tratamento, diluição/neutralização antes do placagem e condições de incubação, foram idênticos aos usados no ensaio primário de contagem de colônias. A atividade antibacteriana foi quantificada por enumeração de UFC e expressa como redução log₁₀ da UFC em relação ao controle não tratado.
Validação multideformação
Para fornecer suporte limitado de cepa cruzada para o efeito antibacteriano observado na cepa primária, o ensaio de contagem de colônias foi aplicado ainda a duas cepas adicionais de referência de H. pylori , ATCC 43504 e ATCC 26695. Para cada cepa, três grupos experimentais foram incluídos: controle não tratado, reação de Fenton convencional e reação de Fenton assistida por vitamina C com adição gradual de vitamina C. As condições e procedimentos experimentais eram idênticos aos usados no ensaio primário de contagem de colônias. A atividade antibacteriana foi expressa como redução logarítmica₁₀ da UFC em relação ao controle não tratado para cada cepa. Cada experimento foi realizado com n = 3 réplicas biológicas independentes, e os dados foram apresentados como pontos individuais com média ± desvio padrão.
Ensaio de interferência matricial
Para avaliar se componentes da matriz orgânica poderiam atenuar a atividade antibacteriana do sistema Fenton assistido por vitamina C, foi estabelecido um modelo de interferência proteica usando albumina sérica bovina (BSA). A BSA foi incluída em concentrações finais de 0, 1 e 3 g· L⁻1. Em cada concentração de BSA, três grupos experimentais foram incluídos: (1) controle não tratado, (2) Fenton convencional (Fe2⁺ + H₂O₂) e (3) Fenton assistido por vitamina C com adição gradual de vitamina C. O ensaio foi realizado usando a cepa primária sob o mesmo protocolo descrito no ensaio primário de contagem da colônia, com condições idênticas de pH, fundo salino/ureia, concentrações de reagentes, duração do tratamento (10 min) e procedimentos de placagem. A atividade antibacteriana foi expressa como redução log₁₀ da CFU em relação ao controle não tratado em cada concentração de BSA. Cada experimento foi realizado pelo menos três vezes de forma independente. A comparação principal focou em saber se a condição de Fenton aprimorada permaneceu superior, ou pelo menos não mais fraca que, a condição de Fenton convencional sob condições contendo proteínas.
Coloração bacteriana viva/morta por fluorescência
Após o tratamento, a suspensão bacteriana foi diluída 100 vezes em PBS, conforme descrito acima, para reduzir o remanescente ácido e oxidativo residual. Centrifugou a suspensão a 1.800 × g por 10 minutos em temperatura ambiente e descartou o sobrenadante. Ressuspenso o pellet bacteriano em 200 μL de soro fisiológico. Adicionaram SYTO9 e iodeto de propidio (PI) a concentrações finais de 6 μM e 30 μM, respectivamente. Incubei a suspensão no escuro por 20 minutos em temperatura ambiente. Coloquei 5–10 μL da suspensão bacteriana manchada sobre uma lâmina de vidro limpa e a cobriu com uma tampa de cobertura. Imagens de fluorescência adquiridas usando um microscópio de fluorescência com canais de fluorescência verde e vermelho sob configurações idênticas de exposição para todos os grupos de tratamento. Capturaram pelo menos três campos selecionados aleatoriamente para cada grupo. Usaram as imagens como evidência visual qualitativa de padrões de coloração viva/morta, em vez de uma medida quantitativa da viabilidade bacteriana.
Análise da morfologia bacteriana por microscopia eletrônica de varredura
Após o tratamento, as amostras bacterianas foram coletadas e fixadas em glutaraldeído a 2,5% preparadas em tampão fosfato 0,1 M (pH 7,4) a 4 °C por 12 horas. Após a fixação, as amostras foram lavadas com tampão fosfato para remover o fixador residual. As amostras foram então desidratadas sequencialmente em soluções de etanol graduadas de 50%, 70%, 90% e 100%. Após a desidratação, foi realizada a secagem em ponto crítico. As amostras secas foram montadas em tocos de SEM e revestidas com uma fina camada de ouro de aproximadamente 10 nm. A morfologia bacteriana foi examinada usando microscopia eletrônica de varredura com uma tensão acelerada de 5 kV. Imagens representativas foram adquiridas com baixa e alta ampliação para cada grupo de tratamento. Imagens de MEV foram usadas como observações morfológicas qualitativas, em vez de evidências quantitativas de um mecanismo de dano definido.
Análise estatística
Análises estatísticas foram realizadas usando o GraphPad Prism versão 10.0. Todos os experimentos quantitativos foram realizados com n = 3 réplicas biológicas independentes, e os dados são apresentados como média ± desvio padrão (DS). Para ensaios de fluorescência TA, comparações estatísticas entre múltiplos grupos de tratamento foram realizadas usando análise unidirecional da variância (ANOVA), seguidas pelo teste de múltiplas comparações de Tukey. Para ensaios de contagem de colônias na cepa primária envolvendo múltiplas condições de tratamento, comparações estatísticas foram realizadas usando ANOVA unidirecional, seguidas pelo teste de múltiplas comparações de Tukey. Para ensaios de resgate, comparações entre grupos foram realizadas usando ANOVA unidirecional, seguidas pelo teste de múltiplas comparações de Dunnett, com o grupo de Fenton assistido por vitamina C como referência. Para experimentos limitados de validação cruzada, as reduções log₁₀ da CFU foram comparadas entre os grupos Fenton convencional e Fenton assistido por vitamina C dentro de cada cepa, utilizando um teste t bicaudal sem pareamento. Para ensaios de interferência matricial, foi realizada ANOVA bidirecional com tratamento e concentração de BSA como fatores, incluindo o termo de interação. Comparações par a par entre tratamentos em cada concentração de BSA foram realizadas usando o teste de múltiplas comparações de Šídák. A significância estatística foi definida como P < 0,05. Os níveis de significância são indicados como *p < 0,05, ** P < 0,01, ***P < 0,001 e ****p < 0,0001.