Generacion de nanoparticulas de quitosano empleando micelas inversas como nanomolde y su evaluacion como agente antimicrobiano e inmunoestimulante en glandula mamaria bovina

Abstract

La mastitis bovina (MB) es una inflamación de la glándula mamaria (GM) producida como respuesta al ingreso de microorganismos a través del canal del pezón. Esta enfermedad genera grandes pérdidas económicas a la actividad lechera nacional y mundial. Su tratamiento consiste en el uso de antibióticos, sin embargo, estos no pueden eliminar por completo la infección debido a que se genera resistencia a los mismos. Además, los patógenos desarrollan mecanismos de supervivencia tales como la formación de biofilm y la sobrevida a nivel intracelular en las células bovinas, evadiendo las terapias antibióticas y la respuesta inmune del huésped. Por lo tanto, se necesitan nuevas terapias que permitan disminuir el uso de antibióticos y que actúen como inmunoestimulante para superar los mecanismos de evasión que desarrollan los patógenos. Las nanopartículas (NPs) han atraído recientemente mucha atención como agentes antimicrobianos. El quitosano (Q) es un polisacárido no tóxico, biocompatible, y con actividad antibacteriana. Por lo tanto, en este trabajo, se propuso obtener nanopartículas de quitosano (NPs-Q) y evaluar el potencial de dicha formulación para el tratamiento de la MB El empleo de micelas inversas (MIs) como nanoreactores ofrece una vía sintética que permite obtener NPs de tamaño controlado. Sin embargo, es una metodología de síntesis muy poco explorada en la obtención de NPs-Q. En este trabajo se propuso llevar a cabo el entrecruzamiento de Q con glutaraldehído (G) empleando dos nanoreactores micelares marcadamente diferentes: benceno/cloruro de bencil-hexadecil-dimetilamonio (BHDC)/H2O y n-heptano/ bis-(2-etilhexil) sulfosuccinato de sodio (AOT)/H2O. Además, se planteó evaluar la actividad antimicrobiana de las NPs-Q frente a bacterias del género Staphylococcus aislados de casos de MB y su actividad inmunoestimulante en células epiteliales de GM bovina. En este trabajo de tesis fue posible poner a punto una metodología de síntesis de NPs-Q empleando distintas MIs como nanoreactores. Las MIs permitieron obtener NPs de dimensiones nanométricas y con baja polidispersidad. Además, fue posible controlar el tamaño final de las partículas variando la concentración de reactivos, concentración de G y contenido acuoso del nanoreactor. Además, se demostró que las propiedades interfaciales de las MIs influyen en la reacción de Q con G, siendo más efectivo el entrecruzamiento en MIs de n-heptano/AOT/H2O Por otro lado, se evaluó la actividad antimicrobiana de NPs-Q de diferentes tamaños obtenidas en distintas MIs, encontrando que, indistintamente del sistema empleado como nanoreactor, la actividad antimicrobiana es mayor mientras menor es el diámetro de partícula. Las NPs-Q que mostraron mejor potencial fueron evaluadas como agente antimicrobiano y antibiofilm frente a diez aislamientos del género Staphylococcus empleando diversas técnicas. Las NPs-Q desarrolladas presentaron efecto bactericida frente a todas las cepas evaluadas, exhibiendo mejor efecto que el polímero Q. Además, NPs-Q inhibieron la formación de biofilm de cepas y redujeron el número de bacterias internalizadas en células epiteliales de GM bovina, demostrando bloquear los dos principales mecanismos de supervivencia desarrollado por los patógenos. El tratamiento de biofilms preformados con NPs-Q fue capaz de erradicar los biofilms bacterianos luego de 48 h de tratamiento. Las NPs-Q no mostraron toxicidad en células bovinas. Si bien no exhibieron capacidad de estimular la producción de citoquinas pro- inflamatorias y anti-inflamatorias en células epiteliales de GM bovina, se encontró que son capaces de actuar como nanotransportadores, lo que permite cargarlas con algún compuesto que presenten esta propiedad. Todos los resultados obtenidos en este trabajo demuestran el gran potencial de NPs-Q obtenidas en MIs para ser empleadas en el tratamiento de la MB.