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Publicação
Engineering antifungal peptide-functionalized nanoparticles for managing candidiasis
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Resumo(s)
Superficial and systemic infections caused by Candida spp. are common and represent a global healthcare burden. Cases of vulvovaginal candidiasis (VVC) are highly prevalent and a considerable cause of poor quality-of-life in women. Sub-optimal efficacy of currently available antifungal drugs – namely azoles – is associated with fungal resistance, highlighting the urgent need for alternatives. Antimicrobial peptides have received considerable attention as potential therapeutic options, and one candidate in particular, decoralin-C, displays strong antifungal activity. However, its intrinsic toxicity to host cells hinders clinical use. One possibility to circumvent such problem and to enhance its therapeutic potential comprises the association of decoralin-C with nanomaterials. Thus, the aim of this work was to develop nanosystems functionalized with decoralin-C as a new tool for managing VVC.
Poly(lactic-co-glycolic acid)-based nanoparticles (NPs) (diameter of 165 nm and zeta potential of -12 mV) were prepared by nanoprecipitation. NPs were functionalized with decoralin-C prior or after production, yielding similar colloidal properties. Despite presenting low toxicity to female genital cells, NPs were shown ineffective against Candida spp., contrasting with the high cytotoxicity and inhibitory effects of free decoralin-C (minimum inhibitory concentration values of 16-64 µg/mL). Alternative nanosystems of polycaprolactone and polystyrene were also investigated, but similar effects were observed, suggesting a direct inhibitory interaction of NPs with decoralin-C. Liposomes (168 nm) and gold NPs (53 nm) were also evaluated, resulting in mild to little interference, respectively, when physically mixed with decoralin-C. This suggest that gold NPs may be a viable option for further development of antifungal decoralin-C-based nanosystems.
Overall, obtained data showed that different nanomaterials affected differently the anti-Candida activity of decoralin-C, thus highlighting the importance of formulation steps in the development of antifungal nanomedicines proved to be challenging, and future optimization of peptide-immobilized gold NPs is required.
As infeções sistémicas e superficiais causadas por Candida spp. são comuns e representam um problema de saúde global. Os casos de candidíase vulvovaginal (CVV) são muito frequentes e condicionam a qualidade de vida nas mulheres. A ineficácia dos tratamentos atualmente disponíveis – nomeadamente com azóis – está associada à resistência fúngica, realçando a necessidade urgente em desenvolver alternativas. Os péptidos antimicrobianos constituem potenciais opções terapêuticas nomeadamente a decoralina-C, que apresenta uma forte atividade antifúngica. Contudo, a sua toxicidade intrínseca para as células do hospedeiro compromete a sua utilização clínica. Uma possibilidade para contornar este problema e melhorar o seu potencial terapêutico inclui a sua associação com nanomateriais. Assim, o objetivo deste trabalho passou pelo desenvolvimento de nanossistemas funcionaliza dos com a decoralina-C como um agente terapêutico para o controlo da CVV. Nanoparticulas (NPs) de poli(ácido láctico-co-glicólico) (diâmetro: 165 nm e potencial zeta: -12 mV) foram preparadas através da nanoprecipitação. As NPs foram funcionalizadas com a decoralina-C antes ou depois da produção, possuindo propriedades semelhantes. Apesar de apresentarem baixa toxicidade para células genitais femininas, as NPs demonstraram ser ineficazes contra Candida spp., contrastando com a toxicidade e atividade da decoralina-C livre (concentração mínima inibitória: 16-64 µg/mL). Nanossistemas alternativos de policaprolactona e poliestireno foram também avaliados, mas foram observados efeitos semelhantes, preconizando assim a existência de uma interação inibitória direta entre NPs e decoralina-C. Lipossomas (168 nm) e NPs de ouro (53 nm) foram também avaliados, resultando numa interferência ligeira e reduzida, respetivamente, quando fisicamente misturados com a decoralina-C. Isto sugere que as NPs de ouro poderão ser uma opção viável para o desenvolvimento futuro de nanossistemas antifúngicos com decoralina-C. Resumidamente, estes resultados demonstraram que diferentes nanomateriais afetam diferencialmente a atividade anti-Candida da decoralina-C, realçando a importância da sua formulação no desenvolvimento de nanomedicamentos antifúngicos, como a otimização das NPs de ouro imobilizadas com péptidos.
As infeções sistémicas e superficiais causadas por Candida spp. são comuns e representam um problema de saúde global. Os casos de candidíase vulvovaginal (CVV) são muito frequentes e condicionam a qualidade de vida nas mulheres. A ineficácia dos tratamentos atualmente disponíveis – nomeadamente com azóis – está associada à resistência fúngica, realçando a necessidade urgente em desenvolver alternativas. Os péptidos antimicrobianos constituem potenciais opções terapêuticas nomeadamente a decoralina-C, que apresenta uma forte atividade antifúngica. Contudo, a sua toxicidade intrínseca para as células do hospedeiro compromete a sua utilização clínica. Uma possibilidade para contornar este problema e melhorar o seu potencial terapêutico inclui a sua associação com nanomateriais. Assim, o objetivo deste trabalho passou pelo desenvolvimento de nanossistemas funcionaliza dos com a decoralina-C como um agente terapêutico para o controlo da CVV. Nanoparticulas (NPs) de poli(ácido láctico-co-glicólico) (diâmetro: 165 nm e potencial zeta: -12 mV) foram preparadas através da nanoprecipitação. As NPs foram funcionalizadas com a decoralina-C antes ou depois da produção, possuindo propriedades semelhantes. Apesar de apresentarem baixa toxicidade para células genitais femininas, as NPs demonstraram ser ineficazes contra Candida spp., contrastando com a toxicidade e atividade da decoralina-C livre (concentração mínima inibitória: 16-64 µg/mL). Nanossistemas alternativos de policaprolactona e poliestireno foram também avaliados, mas foram observados efeitos semelhantes, preconizando assim a existência de uma interação inibitória direta entre NPs e decoralina-C. Lipossomas (168 nm) e NPs de ouro (53 nm) foram também avaliados, resultando numa interferência ligeira e reduzida, respetivamente, quando fisicamente misturados com a decoralina-C. Isto sugere que as NPs de ouro poderão ser uma opção viável para o desenvolvimento futuro de nanossistemas antifúngicos com decoralina-C. Resumidamente, estes resultados demonstraram que diferentes nanomateriais afetam diferencialmente a atividade anti-Candida da decoralina-C, realçando a importância da sua formulação no desenvolvimento de nanomedicamentos antifúngicos, como a otimização das NPs de ouro imobilizadas com péptidos.
Descrição
Palavras-chave
Antifungal therapy Candida spp. Decoralin-C Drug delivery systems Vulvovaginal candidiasis