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Remarkable enhancement of cinnamaldehyde antimicrobial activity encapsulated in capped mesoporous nanoparticles: A new "nanokiller" approach in the era of antimicrobial resistance.
Morellá-Aucejo, Ángela; Medaglia, Serena; Ruiz-Rico, María; Martínez-Máñez, Ramón; Marcos, María Dolores; Bernardos, Andrea.
Affiliation
  • Morellá-Aucejo Á; Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València and Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain; CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Instituto de Salud C
  • Medaglia S; Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València and Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain; CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Instituto de Salud C
  • Ruiz-Rico M; Instituto Universitario de Ingeniería de Alimentos (FoodUPV), Universitat Politècnica de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain.
  • Martínez-Máñez R; Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València and Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain; CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Instituto de Salud C
  • Marcos MD; Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València and Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain; CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Instituto de Salud C
  • Bernardos A; Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València and Universitat de València, Camino de Vera s/n, 46022 Valencia, Spain; CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), Instituto de Salud C
Biomater Adv ; 160: 213840, 2024 Jun.
Article de En | MEDLINE | ID: mdl-38579520
ABSTRACT
Combating antimicrobial resistance is one of the biggest health challenges because of the ineffectiveness of standard biocide treatments. This challenge could be approached using natural products, which have demonstrated powerful therapeutics against multidrug-resistant microbes. In the present work, a nanodevice consisting of mesoporous silica nanoparticles loaded with an essential oil component (cinnamaldehyde) and functionalized with the polypeptide ε-poly-l-lysine is developed and used as an antimicrobial agent. In the presence of the corresponding stimuli (i.e., exogenous proteolytic enzymes from bacteria or fungi), the polypeptide is hydrolyzed, and the cinnamaldehyde delivery is enhanced. The nanodevice's release mechanism and efficacy are evaluated in vitro against the pathogenic microorganisms Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Candida albicans. The results demonstrate that the new device increases the delivery of the cinnamaldehyde via a biocontrolled uncapping mechanism triggered by proteolytic enzymes. Moreover, the nanodevice notably improves the antimicrobial efficacy of cinnamaldehyde when compared to the free compound, ca. 52-fold for E. coli, ca. 60-fold for S. aureus, and ca. 7-fold for C. albicans. The enhancement of the antimicrobial activity of the essential oil component is attributed to the decrease of its volatility due to its encapsulation in the porous silica matrix and the increase of its local concentration when released due to the presence of microorganisms.
Sujet(s)
Mots clés

Texte intégral: 1 Collection: 01-internacional Base de données: MEDLINE Sujet principal: Staphylococcus aureus / Acroléine / Candida albicans / Silice / Escherichia coli / Nanoparticules / Anti-infectieux Langue: En Journal: Biomater Adv Année: 2024 Type de document: Article

Texte intégral: 1 Collection: 01-internacional Base de données: MEDLINE Sujet principal: Staphylococcus aureus / Acroléine / Candida albicans / Silice / Escherichia coli / Nanoparticules / Anti-infectieux Langue: En Journal: Biomater Adv Année: 2024 Type de document: Article