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Tipo do documento: Dissertação
Título: Efeitos de formulações líquidas e em gel na terapia fotodinâmica: avaliação da atividade antimicrobiana e da biocompatibilidade celular
Título(s) alternativo(s): Effects of liquid and gel formulations in photodynamic therapy: evaluation of antimicrobial activity and cellular biocompatibility
Autor: Ferreira, Bruno de Souza 
Primeiro orientador: Horliana, Anna Carolina Ratto Tempestini
Primeiro membro da banca: Horliana, Anna Carolina Ratto Tempestini
Segundo membro da banca: Ferrari, Raquel Agnelli Mesquita
Terceiro membro da banca: Kato, Ilka Tiemy
Resumo: Staphylococcus aureus é um patógeno Gram-positivo associado à infecções graves, e o aumento da resistência antimicrobiana destaca a aPDT como uma alternativa promissora devido à sua ação eficaz e à ausência de indução de resistência. O objetivo deste estudo foi avaliar, in vitro, um protocolo otimizado de aPDT para a descolonização de S. aureus, comparando azul de metileno em solução líquida (0,005% e 0,01%) e em gel (0,01%), sob diferentes tempos de pré-irradiação (3 e 5 min), além de investigar a citotoxicidade e a biocompatibilidade das formulações líquidas em fibroblastos L929. Para garantir a padronização da carga bacteriana utilizada nos ensaios, foi estabelecido o momento de maior atividade de crescimento da bactéria, assegurando reprodutibilidade experimental. Foram realizados experimentos para avaliar a atividade da aPDT em culturas planctônicas nos grupos organizados em: (i) controle, sem tratamento; (ii) laser, submetido apenas à irradiação; (iii) AM, incubado com 0,005% ou 0,01%, em formulação líquida ou em gel, com tempos de pré-irradiação de 3 ou 5 minutos; e (iv) aPDT, combinando AM (0,005% ou 0,01%, líquido ou gel) e laser, após pré-irradiação de 3 ou 5 minutos. As irradiações foram realizadas com um protótipo de laser (400 mW, 120 J por ponto, 660 nm). Após os tratamentos, as amostras foram diluídas, plaqueadas em ágar BHI e incubadas por 24 h para determinação de UFC/mL. A biocompatibilidade foi avaliada em fibroblastos murinos L929, nos mesmos grupos experimentais (exceto AM gel). As células foram tratadas e analisadas após 24 e 48 h, por meio dos ensaios MTT, Cristal Violeta e teste de Griess. Como resultado, a padronização da curva, na fase exponencial (mid- log) foi atingida em ≈ 5 h, com OD600 ≈ 0,7 (2 × 10⁸ UFC/mL). Tanto o laser isolado quanto o AM não promoveram redução de UFC/mL, enquanto a combinação laser + AM líquido, em ambas as concentrações, resultou em inativação parcial após 3 min de pré-irradiação, e total após 5 min. A formulação em gel de azul de metileno a 0,01% não promoveu redução do crescimento bacteriano, independentemente do tempo de pré-irradiação avaliado (3 ou 5 minutos). Nos fibroblastos L929, os grupos controle, laser isolado e AM isolado mantiveram morfologia, monocamada e viabilidade metabólica preservadas, enquanto os grupos submetidos à aPDT (laser + AM 0,005% e 0,01%) exibiram perda acentuada de células aderidas, baixa retenção de Cristal Violeta e redução da viabilidade no ensaio de MTT. As dosagens de nitrito (24 e 48 h) não mostraram aumento entre os grupos. Podemos concluir que a aPDT com AM líquido mostrou eficácia na inativação de S. aureus, especialmente após 5 minutos de pré-irradiação em ambas as concentrações, enquanto o gel apresentou desempenho limitado. Contudo, a combinação AM + laser apresentou citotoxicidade em fibroblastos murinos L929.
Abstract: Staphylococcus aureus is a Gram-positive pathogen associated with severe infections, and the increasing antimicrobial resistance highlights antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) as a promising alternative due to its effective action and lack of resistance induction. The aim of this study was to evaluate, in vitro, an optimized aPDT protocol for the decolonization of S. aureus, comparing methylene blue in liquid solution (0.005% and 0.01%) and gel formulation (0.01%), under different pre- irradiation times (3 and 5 min), as well as to investigate the cytotoxicity and biocompatibility of the liquid formulations in L929 fibroblasts. To ensure standardization of the bacterial load used in the assays, the time point of highest bacterial growth activity was established, ensuring experimental reproducibility. Experiments were performed to assess aPDT activity in planktonic cultures, with groups organized as follows: (i) control, without treatment; (ii) laser, subjected only to irradiation; (iii) MB, incubated with 0.005% or 0.01% methylene blue, in liquid or gel formulation, with pre- irradiation times of 3 or 5 minutes; and (iv) aPDT, combining methylene blue (0.005% or 0.01%, liquid or gel) and laser after 3 or 5 minutes of pre-irradiation. Irradiations were performed using a laser prototype (400 mW, 120 J per point, 660 nm). After treatment, samples were diluted, plated on BHI agar, and incubated for 24 h for CFU/mL determination. Biocompatibility was assessed in murine L929 fibroblasts using the same experimental groups, except for the MB gel. Cells were treated and analyzed after 24 and 48 h using MTT, Crystal Violet, and Griess assays. Curve standardization at the exponential growth phase (mid-log) was achieved at approximately 5 h, with OD600 ≈ 0.7 (2 × 10⁸ CFU/mL). Neither laser irradiation alone nor methylene blue alone promoted CFU/mL reduction, whereas the combination of laser and liquid methylene blue at both concentrations resulted in partial inactivation after 3 minutes of pre-irradiation and complete inactivation after 5 minutes. The 0.01% methylene blue gel formulation did not reduce bacterial growth, regardless of the pre-irradiation time evaluated (3 or 5 minutes). In L929 fibroblasts, control, laser-only, and methylene blue- only groups preserved morphology, monolayer integrity, and metabolic viability, whereas groups subjected to aPDT (laser + methylene blue at 0.005% and 0.01%) exhibited marked loss of adherent cells, low Crystal Violet retention, and reduced viability in the MTT assay. Nitrite levels at 24 and 48 h did not increase among the groups. It can be concluded that aPDT using liquid methylene blue was effective in the inactivation of S. aureus, particularly after 5 minutes of pre-irradiation at both concentrations, while the gel formulation showed limited performance. However, the combination of methylene blue and laser exhibited cytotoxicity in murine L929 fibroblasts.
Palavras-chave: Staphylococcus aureus
terapia fotodinâmica antimicrobiana
azul de metileno
biocompatibilidade celular
fibroblastos L929
Staphylococcus aureus
antimicrobial photodynamic therapy
methylene blue
cellular biocompatibility
L929 fibroblasts
Área(s) do CNPq: CIENCIAS DA SAUDE
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Nove de Julho
Sigla da instituição: UNINOVE
Departamento: Saúde
Programa: Programa de Pós-Graduação em Medicina – Biofotônica
Citação: Ferreira, Bruno de Souza. Efeitos de formulações líquidas e em gel na terapia fotodinâmica: avaliação da atividade antimicrobiana e da biocompatibilidade celular. 2025. 78 f. Dissertação( Programa de Pós-Graduação em Medicina – Biofotônica) - Universidade Nove de Julho, São Paulo.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bibliotecatede.uninove.br/handle/tede/3931
Data de defesa: 17-Dez-2025
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Medicina – Biofotônica

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