Síntesis de nanopartículas de ácido poliláctico cargadas con antibióticos y su actividad antibacteriana contra Escherichia coli O157:H7 y Staphylococcus aureus resistente a meticilina / Synthesis of antibiotic loaded polylactic acid nanoparticles and their antibacterial activity against Escherichia coli O157:H7 and methicillin-resistant Staphylococcus aureus

RESUMEN

Resumen Introducción: Las nanopartículas poliméricas constituyen una herramienta nanotecnológica que podría ayudar a combatir los microorganismos patógenos que han desarrollado resistencia a los antibióticos convencionales. Objetivo: Sintetizar nanopartículas de ácido poliláctico cargadas con ofloxacina y vancomicina, y determinar su actividad antibacteriana frente a Escherichia coli O157H7 y Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM). Materiales y métodos: Las nanopartículas de ácido poliláctico cargadas con ofloxacina y vancomicina se sintetizaron utilizando el método de emulsión y evaporación de solvente. Se caracterizaron mediante dispersión de luz en modo dinámico, electroforesis Doppler con láser y microscopía electrónica de barrido (S-TEM). Se evaluó la actividad antibacteriana in vitro de las nanopartículas de ácido poliláctico con ofloxacina contra E. coli O157H7 y nanopartículas de ácido poliláctico con vancomicina contra SARM, mediante el método de microdilución en caldo. Resultados: Se obtuvieron nanopartículas poliméricas con tamaños inferiores a 379 nm y carga superficial positiva de hasta 21 mV. Las nanopartículas cargadas con ofloxacina presentaron una concentración inhibitoria mínima (CIM50) de 0,001 μg/ml frente a E. coli O157H7, valor 40 veces menor que la concentración de antibiótico libre necesaria para lograr el mismo efecto (CIM50=0,04 μg/ml). Para SARM, las nanopartículas mejoraron la potencia farmacológica in vitro de la vancomicina al exhibir una MIC50 de 0,005 μg/ml, comparada con la de 0,5 μg/ml del antibiótico libre. Conclusiones: Se mejoró el efecto antibacteriano de la ofloxacina y la vancomicina incorporadas en la matriz polimérica de ácido poliláctico. Las nanopartículas poliméricas constituirían una alternativa para el control de cepas bacterianas de interés en salud pública.

ABSTRACT

Abstract Introduction: Polymeric nanoparticles are promising nanotechnology tools to fight pathogenic bacteria resistant to conventional antibiotics. Objective: To synthesize polylactic acid nanoparticles loaded with ofloxacin and vancomycin, and to determine their antibacterial activity against Escherichia coli O157H7 and methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Materials and methods: We synthesized ofloxacin or vancomycin loaded polylactic acid nanoparticles by the emulsification-solvent evaporation method, and characterized them by dynamic light scattering, laser Doppler electrophoresis and scanning electron microscopy. We evaluated in vitro antibacterial activity of ofloxacin- and vancomycin-loaded polylactic acid nanoparticles against E. coli O157H7 and MRSA using the broth microdilution method. Results: Ofloxacin- and vancomycin-loaded polylactic acid nanoparticles registered a positive surface charge density of 21 mV and an average size lower than 379 nm. In vitro minimum inhibitory concentration (MIC50) of ofloxacin-polylactic acid nanoparticles was 0,001 μg/ml against E. coli O157H7, i.e., 40 times lower than the free ofloxacin (MIC50 0.04 μg/ml), indicating enhanced antibacterial activity while the in vitro MIC50 of vancomycin-polylactic acid nanoparticles was 0,005 μg/ml against MRSA, i.e., 100 times lower than that of free vancomycin (MIC50 0.5 μg/ml). Conclusion: Polylactic acid nanoparticles loaded with ofloxacin and vancomycin showed a higher antibacterial activity. Polymeric nanoparticles are a possible alternative for drug design against pathogenic bacterial strains of public health interest.