Resumo
A nanociencia estuda fenomenos que ocorrem em escala nanometrica. A nanotecnologia por sua vez e a aplicacao da nanociencia na obtencao e estudo de materiais nanometricos. Dentre estes nanomateriais, estao as nanoparticulas de prata que possuem as mais diversas aplicacoes, sendo a atividade antimicrobiana a mais comumente difundida em tempos onde a resistencia antimicrobiana e considerada um problema grave. Estas nanoparticulas podem ser obtidas a partir de sintese quimica, fisica e biologica, sendo esta ultima mais vantajosa se compararmos com as demais pois e considerada ecologicamente correta por ser menos poluente e de baixo custo. Este estudo teve como objetivo avaliar o potencial de quatro linhagens de Trichoderma em biossintetizar nanoparticulas de prata. Foram avaliadas as linhagens Trichoderma brevicompactum P16D2, T. harzianum P4A, T. inhamatum P21C e T. tomentosum P14C2. O fungo T. harzianum P4A foi o mais eficiente, sendo detectada a mudanca de coloracao do filtrado micelial a partir de 24h. A mudanca de coloracao dos demais ocorreu a partir de 72h de biossintese. A caracterizacao parcial foi realizada, e foram detectadas bandas de ressonancia de plasmon de superficie com picos de 405 e 425 nm. A analise de DLS foi realizada apenas com a solucao coloidal de T. harzianum P4A e T. inhamatum P21C, onde o tamanho hidrodinamico foi de 72,22 e 73,82 nm; potencial zeta de -29,3 e -8,03 mV e indice de polidispersividade de 0,256 e 0,357, respectivamente. Foi realizado teste antibacteriano com a solucao coloidal de nanoparticulas dos quatro fungos contra quinze cepas de Aeromonas spp. obtidas lesoes de pele e rim de tambaqui, e cepas de referencia ATCC, sendo estas Aeromonas hydrophila, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. As maiores zonas de inibicao foram de 10,19 e 14,43 mm para T. brevicompactum P16D2, 10,30 e 11,54 mm para T. harzianum P4A, 11,03 e 13,20 mm para T. inhamatum P21C, 10,32 e 13,76 mm para T. tomentosum P14C2. O filtrado micelial de T. harzianum P4A e T. tomentosum P14C2 apresentaram zonas de inibicao, onde os maiores valores variaram de 14,79 a 16,07 mm e 8,80 a 9,55 mm, respectivamente. Foi observada reducao significativa da atividade antibacteriana apos longo tempo de preservacao das nanoparticulas, sugerindo que sejam necessarias otimizacoes dos parametros de biossintese para evitar a perda de atividade antibacteriana e torna-la mais eficiente.
Nanoscience studies phenomena that occur on a nanoscale. Nanotechnology in turn is the application of nanoscience in obtaining and studying nanometric materials. Among these nanomaterials, there are silver nanoparticles that have the most diverse applications, with antimicrobial activity being the most widespread in times when antimicrobial resistance is considered a serious problem. These nanoparticles can be obtained from chemical, physical and biological synthesis, the latter being more advantageous if compared to the others because it is considered ecologically correct because it is less polluting and low cost. This study aimed to evaluate the potential of four Trichoderma strains to biosynthesize silver nanoparticles. The strains Trichoderma brevicompactum P16D2, T. harzianum P4A, T. inhamatum P21C and T. tomentosum P14C2 were evaluated. The fungus T. harzianum P4A was the most efficient, being detected the color change of the mycelial filtrate after 24 hours. The color change of the others occurred after 72 hours of biosynthesis. Partial characterization was performed, and surface plasmon resonance bands with peaks of 405 and 425 nm were detected. DLS analysis was performed only with the colloidal solution of T. harzianum P4A and T. inhamatum P21C, where the hydrodynamic size was 72.22 and 73.82 nm; zeta potential of -29.3 and -8.03 mV and polydispersity index of 0.256 and 0.357, respectively. An antibacterial test was carried out with the colloidal solution of nanoparticles of the four fungi against fifteen strains of Aeromonas spp. obtained from skin lesions and kidney of tambaqui, and strains of ATCC reference, these being Aeromonas hydrophila, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. The largest zones of inhibition were 10.19 and 14.43 mm for T. brevicompactum P16D2, 10.30 and 11.54 mm for T. harzianum P4A, 11.03 and 13.20 mm for T. inhamatum P21C, 10, 32 and 13.76 mm for T. tomentosum P14C2. The mycelial filtrate of T. harzianum P4A and T. tomentosum P14C2 showed zones of inhibition, where the highest values ranged from 14.79 to 16.07 mm and 8.80 to 9.55 mm, respectively. A significant reduction in antibacterial activity was observed after a long time of preservation of the nanoparticles, suggesting that optimizations of the biosynthesis parameters are necessary to avoid the loss of antibacterial activity and make it more efficient.
Resumo
A biossíntese de nanopartículas a partir de fungos nematófagos vem sendo estudada mundialmente e é uma área promissora da nanobiotecnologia. Neste estudo, realizamos a biossíntese de nanopartículas de prata (AgNPs) utilizando o fungo nematófago Duddingtonia flagrans. Foi estudado o melhor método para liofilização e ressuspensão das nanopartículas, sendo a melhor forma para liofilizá-las na rotação 12.000 rpm por 20 minutos e o melhor meio para ressuspensão foi em água ultrapura. O ensaio do MTT revelou que o IC50 da AgNP biossintetizada foi de 43,4 g/mL. Foram obtidas imagens por MET das AgNPs mostrando sua forma esférica,tamanho e monodispersão. O método de Bradford e técnicas espectroscópicas (UV-Vis, FTIR, DRX) foram utilizadas para indicar quais moléculas estão envolvidas na formação das nanopartículas, como a quitinase, explicando a ação penetrante das AgNPs biossintetizadas nos nematoides. Foi realizado o teste de atividade nematicida das AgNPs comparando-as com outras substâncias. As AgNPs obtiveram eficácia em sua ação nematicida, sendo as únicas capazes de penetrar a cutícula das larvas causando alterações tegumentares levando o parasita à morte. Dessa forma, as nanopartículas biossintetizadas são promissoras para aplicações terapêuticas de verminoses em animais e humanos.
Nanoparticle biosynthesis from nematophagous fungi has been studied worldwide and is a promising area for nanobiotechnology. In this study, we performed silver nanoparticle biosynthesis (AgNP's) using the nematophagous fungus Duddingtonia flagrans. The best method for lyophilization and resuspension of the nanoparticles was the best way to freeze dry them at 12,000 rpm for 20 minutes and the best medium for resuspension was in ultrapure water. The MTT assay revealed that the biosynthesized AgNP IC50 was 43.4 g/mL. MET images of the AgNPs were obtained showing their spherical shape, size and monodispersion. The Bradford method and spectroscopic techniques (UV-Vis, FTIR, DRX) were used to indicate which molecules are involved in the formation of nanoparticles, such as chitinase, explaining the penetrating action of biosynthesized AgNPs in the nematodes. The nematicidal activity test of the AgNPs was performed comparing them with other substances. The AgNPs obtained efficacy in their nematicidal action, being the only ones able to penetrate the cuticle of the larvae causing tegumentary changes leading the parasite to death. Thus, biosynthesized nanoparticles are promising for therapeutic applications of verminoses in animals and humans.