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One-Pot Microfluidics to Engineer Chitosan Nanoparticles Conjugated with Antimicrobial Peptides Using "Photoclick" Chemistry: Validation Using the Gastric Bacterium Helicobacter pylori.
Fonseca, Diana R; Alves, Pedro M; Neto, Estrela; Custódio, Beatriz; Guimarães, Sofia; Moura, Duarte; Annis, Francesca; Martins, Marco; Gomes, Ana; Teixeira, Cátia; Gomes, Paula; Pereira, Rúben F; Freitas, Paulo; Parreira, Paula; Martins, M Cristina L.
Afiliação
  • Fonseca DR; i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.
  • Alves PM; Instituto Nacional de Engenharia Biomédica, Universidade do Porto, R. Alfredo Allen 208, 4200-135 Porto, Portugal.
  • Neto E; Faculdade de Engenharia, Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, Universidade do Porto, R. Dr. Roberto Frias, 4200-465 Porto, Portugal.
  • Custódio B; i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.
  • Guimarães S; Instituto Nacional de Engenharia Biomédica, Universidade do Porto, R. Alfredo Allen 208, 4200-135 Porto, Portugal.
  • Moura D; Faculdade de Engenharia, Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, Universidade do Porto, R. Dr. Roberto Frias, 4200-465 Porto, Portugal.
  • Annis F; LAQV-REQUIMTE, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, Rua do Campo Alegre 685, 4169-007 Porto, Portugal.
  • Martins M; i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.
  • Gomes A; Instituto Nacional de Engenharia Biomédica, Universidade do Porto, R. Alfredo Allen 208, 4200-135 Porto, Portugal.
  • Teixeira C; i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.
  • Gomes P; Instituto Nacional de Engenharia Biomédica, Universidade do Porto, R. Alfredo Allen 208, 4200-135 Porto, Portugal.
  • Pereira RF; ICBAS-Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar, Universidade do Porto, Rua de Jorge Viterbo Ferreira, 4050-313 Porto, Portugal.
  • Freitas P; i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.
  • Parreira P; Instituto Nacional de Engenharia Biomédica, Universidade do Porto, R. Alfredo Allen 208, 4200-135 Porto, Portugal.
  • Martins MCL; i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Rua Alfredo Allen, 208, 4200-135 Porto, Portugal.
ACS Appl Mater Interfaces ; 16(12): 14533-14547, 2024 Mar 27.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-38482690
ABSTRACT
Surface bioconjugation of antimicrobial peptides (AMP) onto nanoparticles (AMP-NP) is a complex, multistep, and time-consuming task. Herein, a microfluidic system for the one-pot production of AMP-NP was developed. Norbornene-modified chitosan was used for NP production (NorChit-NP), and thiolated-AMP was grafted on their surface via thiol-norbornene "photoclick" chemistry over exposure of two parallel UV LEDs. The MSI-78A was the AMP selected due to its high activity against a high priority (level 2) antibiotic-resistant gastric pathogen Helicobacter pylori (H. pylori). AMP-NP (113 ± 43 nm; zeta potential 14.3 ± 7 mV) were stable in gastric settings without a cross-linker (up to 5 days in pH 1.2) and bactericidal against two highly pathogenic H. pylori strains (1011 NP/mL with 96 µg/mL MSI-78A). Eradication was faster for H. pylori 26695 (30 min) than for H. pylori J99 (24 h), which was explained by the lower minimum bactericidal concentration of soluble MSI-78A for H. pylori 26695 (32 µg/mL) than for H. pylori J99 (128 µg/mL). AMP-NP was bactericidal by inducing H. pylori cell membrane alterations, intracellular reorganization, generation of extracellular vesicles, and leakage of cytoplasmic contents (transmission electron microscopy). Moreover, NP were not cytotoxic against two gastric cell lines (AGS and MKN74, ATCC) at bactericidal concentrations. Overall, the designed microfluidic setup is a greener, simpler, and faster approach than the conventional methods to obtain AMP-NP. This technology can be further explored for the bioconjugation of other thiolated-compounds.
Assuntos
Palavras-chave

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Helicobacter pylori / Quitosana / Nanopartículas Idioma: En Revista: ACS Appl Mater Interfaces Assunto da revista: BIOTECNOLOGIA / ENGENHARIA BIOMEDICA Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article País de afiliação: Portugal

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Helicobacter pylori / Quitosana / Nanopartículas Idioma: En Revista: ACS Appl Mater Interfaces Assunto da revista: BIOTECNOLOGIA / ENGENHARIA BIOMEDICA Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article País de afiliação: Portugal