Atividade inibitória dos compostos emodin, clorexidina, ácido peracético e peróxido de hidrogênio sobre biofilmes de bactérias isoladas de peles humanas

Abstract

Aloenxerto ou enxerto homólogo é qualquer tipo de transplante entre indivíduos de uma mesma espécie, mas com características genéticas desiguais. Os aloenxertos de pele servem de barreira contra infecção, ajudam a controlar a dor, promovem a reepitelização e restauram importantes funções da pele, após lesões por queimaduras severas, perda extensa de pele, feridas cirúrgicas e úlceras nos membros. É função dos bancos de pele a coleta e todo o processamento de desinfecção e esterilização que precede a enxertia. Ainda assim, a contaminação microbiana representa um dos principais motivos de descarte de tecidos. Estudos observaram que os tratamentos antimicrobianos não conseguem eliminar os microrganismos aderidos à pele, mesmo estes sendo susceptíveis aos antimicrobianos utilizados, o que levou a hipótese de que estes microrganismos estão aderidos à pele na forma de biofilme. A partir da necessidade da incorporação nos bancos de pele de um tratamento antimicrobiano mais eficiente a ser realizado sobre peles alógenas e visando menores taxas de descartes por contaminação bacteriana, ressalta-se a importância de estudos da ação antimicrobiana de diferentes compostos sobre biofilmes bacterianos. Neste contexto, o presente trabalho teve o objetivo avaliar o potencial inibitório dos compostos emodin, clorexidina, ácido peracético e peróxido de hidrogênio sobre bactérias formadoras de biofilme, a fim de sugerir estes compostos como possíveis candidatos a serem aplicados na esterilização de tecidos para sua utilização como aloenxertos. Foram avaliadas nove bactérias, seis isoladas de amostras de peles alógenas já descartadas em um banco de pele por contaminação bacteriana e três isoladas de pele não alógenas. Em placa de 96 poços foram testados os compostos: emodin (nas concentrações de 1 μg/mL a 256 μg/mL); clorexidina (concentrações de 145 μg/mL a 9302 μg/mL); ácido peracético (0,1% e 0,2%); peróxido de hidrogênio (na concentração 3% e na concentração 1% juntamente com ácido peracético 0,1%) sobre o biofilme formado. A metodologia foi baseada na coloração com Resazurina, seguida da leitura visual da placa e leitura das absorbâncias nos comprimentos de onda 570nm e 600nm. A concentração inibitória mínima (CIM), que corresponde à inibição metabólica maior ou igual a 80%, foi determinada através da diferença percentual na redução do corante entre o poço tratado e o controle positivo não tratado. Foi observado que o emodin apesar de ter sofrido interferência com o corante, apresentou baixa inibição, tendo seus melhores resultados na concentração 256 μg/mL para isolados de Bacillus sp. Já a clorexidina mostrou inibição da atividade metabólica em torno de 85% nas bactérias Gram-negativas, com capacidade de aderência fraca e com perfil de resistência a beta-lactâmicos e macrolídeos. Avaliando o ácido peracético, foi possível identificar maior potencial inibitório na concentração 0,1% sobre as Gram-positivas fortemente e moderadamente aderentes. A única Gram-negativa fortemente aderente (P. agglomerans), foi melhor inibida pelo ácido peracético 0,2%. Quando tentou-se avaliar a potencialização deste composto, utilizando o peróxido de hidrogênio, houve uma redução de potencial inibitório de até 61%, em relação ao ácido peracético 0,1%. Contudo, quando avaliado separadamente, o peróxido de hidrogênio na concentração de 3% apresentou percentagem de inibição de 62% - 86% nos Bacillus sp. e bactérias Gram-negativas. Este composto apresentou o melhor desempenho inibitório sobre a única bactéria Gram-positiva fracamente aderente (B. cereus1), com perfil de resistência a beta-lactâmicos e aminoglicosídeos. Concluiu-se que a clorexidina na concentração de 290 μg/mL e ácido peracético a 0,1% apresentaram os melhores resultados gerais sobre bactérias formadoras de biofilmes.

Allograft or homologous graft is any type of transplant between individuals of the same species, but with unequal genetic characteristics. Skin allografts serve as a barrier against infection, help control pain, promote re-epithelialization and restore important skin functions, after severe burn injuries, extensive skin loss, surgical wounds and ulcers in the limbs. The skin banks collect and disinfect and sterilize all the processing that precedes the grafting. Even so, microbial contamination represents one of the main reasons for tissue disposal. Studies have observed that antimicrobial treatments cannot eliminate the microorganisms attached to the skin, even though they are susceptible to the antimicrobials used, which led to the hypothesis that these microorganisms are attached to the skin in the form of biofilm. Based on the need to incorporate a more efficient antimicrobial treatment in skin banks to be carried out on allogeneic skin and aiming at lower rates of discharges due to bacterial contamination, the importance of studies on the antimicrobial action of different compounds on bacterial biofilms is emphasized. In this context, the present work aimed to evaluate the inhibitory potential of the compounds emodin, chlorhexidine, peracetic acid and hydrogen peroxide on biofilm-forming bacteria, in order to suggest these compounds as possible candidates to be applied in the sterilization of tissues for use as allografts. Six bacterial strains isolated from samples of allogeneic skins already discarded in the skin bank due to bacterial contamination, and three from samples of non allogeneic skin, were evaluated. In a 96-well plate, the following compounds were tested: emodin (in concentrations from 1 μg/mL to 256 μg/mL); chlorhexidine (concentrations from 145 μg/mL to 9302 μg/mL); peracetic acid (0.1% and 0.2%); hydrogen peroxide (in the 3% concentration and in the 1% concentration together with 0.1% peracetic acid) on the biofilm formed. The Resazurin staining method was performed, followed by visual reading of the plate and reading of absorbances at 570nm and 600nm wavelengths. The minimum inhibitory concentration (MIC), which corresponds to metabolic inhibition greater than or equal to 80%, was determined by the percentage difference in the dye reduction between the treated well and the untreated positive control. It was observed that emodin, despite having suffered interference with the dye, presented low inhibition, with its best results in the concentration 256 μg/mL for Bacillus sp. Chlorhexidine, on the other hand, showed inhibition of metabolic activity around 85% in Gram-negative bacteria, with poor adherence capacity and with a resistance profile to beta-lactams and macrolides. By evaluating peracetic acid, it was possible to identify a greater inhibitory potential in the concentration of 0.1% over gram-positives strongly and moderately adherent. The only gram-negative strongly adherent (P. agglomerans), was better inhibited by 0.2% peracetic acid. When trying to evaluate the potentiation of this compound, using hydrogen peroxide, there was a reduction in the inhibitory potential of up to 61%, in relation to 0.1% peracetic acid. However, when evaluated separately, hydrogen peroxide at a concentration of 3% showed a percentage of inhibition of 62% - 86% in Bacillus sp. and Gram-negative bacteria. This compound showed the best inhibitory performance on the only weakly adherent Gram-positive bacteria (B. cereus1), with a resistance profile to beta-lactams and aminoglycosides. It was concluded that chlorhexidine at a concentration of 290 μg/mL and 0.1% peracetic acid have the best overall results on biofilm-forming bacteria.