Propriedades antibacteriana, anti-inflamatória e antioxidante de nanopartículas de óxido de cério : um estudo in vitro

Abstract

As nanopartículas de óxido de cério (NpCeO2) destacam-se por sua habilidade de alternar entre os estados Ce³⁺ e Ce⁴⁺, conferindo-lhes propriedades redox ideais para aplicações em catálise, antioxidantes e terapias avançadas. Este estudo analisou novas NpCeO2 funcionalizadas com citrato de sódio em formatos de bastão (NCB) e esfera (NCE), considerando aspectos físico-químicos (diâmetro hidrodinâmico - DH, índice de polidispersão - PDI e potencial zeta - PZ) e efeitos biológicos in vitro, incluindo atividades antibacteriana, antioxidante, anti-inflamatória e de migração e proliferação celular. As medições indicaram que a NCB possui DH de 85,78 ± 3,22 nm, PDI de 0,24 ± 0,02 e PZ de –53,42 ± 12,08 mV. Já a NCE apresentou valores de 140,06 ± 11,2 nm, 0,35 ± 0,05 e – 55,23 ± 10,47 mV. Ambas demonstraram estabilidade por 70 dias em temperatura de 4°C. Nos testes de atividade antimicrobiana, realizados por diluição em caldo, S. aureus foi a bactéria mais sensível, com redução de crescimento de 50% e 91%, respectivamente, para NCB e NCE. A viabilidade celular, avaliada através do ensaio colorimétrico de MTT, revelou diferenças nos valores de concentração inibitória (IC50) entre diferentes linhagens celulares e formatos de nanopartículas. Para macrófagos (RAW 264.7), os valores foram 1176 µg/mL (NCB) e 45,6 µg/mL (NCE); para fibroblastos (NIH-3T3), 992,4 µg/mL (NCB) e 406,3 µg/mL (NCE). Para os estudos subsequentes, foi utilizada apenas a NpCeO2 considerada segura por 24h para ambas as linhagens, equivalente a NCB nas concentrações de 10,2, 40,6 e 81,3 µg/mL. Essas concentrações não apresentaram efeito citostático e citotóxico por um período de até 72h, analisado pelo ensaio de viabilidade em tempo real. Além disso, demonstraram efeito protetor contra o estresse oxidativo em RAW 264.7 ativado por LPS com redução de cerca de 35% nos níveis de espécies reativas de oxigênio quantificados pela sonda DCFDA. A análise anti-inflamatória de NCB, realizada pelos métodos de Griess para dosagem de óxido nítrico (NO) e ELISA para dosagem de citocinas (TNF-α, IL-6 e IL10) em RAW 264.7, demonstrou uma redução significativa de 70% de NO em todas as concentrações testadas, e redução de 26% de TNF-α, 48% de IL-6 e 15% de IL-10 na concentração de 81,3 µg/mL. O resultado do ensaio de ranhura em células NIH-3T3 sugere um potencial cicatrizante de NCB promovendo proliferação e migração superiores ao controle em até 15%. Em síntese, este estudo sugere o potencial de NCB como uma abordagem terapêutica promissora, particularmente no tratamento de condições associadas ao estresse oxidativo e processos inflamatórios. Estudos posteriores devem ser realizados para aprofundar nos mecanismos de ação e efeito in vivo da NCB.