Desenvolvimento de antisséptico nanoestruturado para controle de SARS-CoV-2

Abstract

A Organização Mundial da Saúde (OMS) determinou uma série de recomendações para conter o avanço e disseminação da COVID-19. Dentre elas, a higienização frequente das mãos foi amplamente recomendada, o que resultou no aumento do consumo de produtos antissépticos à base de álcool ou de outras moléculas sintéticas. Porém, quando utilizados em excesso, esses compostos podem trazer consequências adversas à saúde humana, como o desenvolvimento de dermatites, e para o ambiente, a exemplo da seleção de genótipos bacterianos resistentes. Uma das alternativas para combater este problema é a substituição dos antissépticos comuns por formulações à base de compostos bioativos naturais com atividade antimicrobiana/antiviral. Além disso, através da nanoestruturação das formulações é possível aumentar a biodisponibilidade, estabilidade, solubilidade e absorção dos bioativos em sistemas biológicos. O objetivo deste estudo foi desenvolver uma nanoemulsão de ação antisséptica à base de compostos bioativos naturais, com atividade virucida sobre o SARS-CoV-2. Para isso, nanoemulsões do tipo óleo em água (O/A) foram preparadas, sendo a fase oleosa composta por óleo essencial, um ativo fenólico e seu respectivo solvente, enquanto a fase aquosa foi composta por carragenana e água purificada. Caracterizações físico-químicas e estudos de estabilidade foram desenvolvidos para avaliar a viabilidade das formulações ao longo do tempo. Além disso, as atividades bactericidas contra Staphylococcus aureus e virucida contra SARS-CoV-2 foram determinadas por ensaios in vitro. As caracterizações físico-químicas registraram valores médios de 150 nm de tamanho para as nanopartículas, PdI de 0,2 e potencial zeta em torno de -10,0 mV. A avaliação da estabilidade das nanoformulações indicou a ocorrência de creaming e sedimentação dependentes da concentração de quercetina utilizada. Além disso, os produtos apresentaram validade mínima de 3 meses e, em relação à atividade bactericida, as formulações evidenciaram concentração de inibição mínima de 1,25% para S. aureus. Nos ensaios de citotoxicidade e atividade virucida os produtos apresentaram 100% de inibição da replicação viral e se mostraram seguros para aplicação de uso tópico. Ao final, duas nanoformulações antissépticas de alta atividade virucida e grande potencial industrial foram desenvolvidas

Abstract: The World Health Organization (WHO) has determined a series of recommendations to contain the advance and spread of COVID-19. Among them, frequent hand hygiene was widely recommended, resulting in an increased consumption of alcohol-based antiseptic products or synthetic molecules. However, when used in excess, these products can cause adverse consequences for human health, such as the development of dermatitis, as for the environment the selection of resistant bacterial genotypes. One of the alternatives to overcome this problem is the replacement of common antiseptics by formulations based on natural bioactive compounds with antimicrobial/antiviral activity. In addition, by nanostructuring formulations, it is possible to increase the bioavailability, stability, solubility and absorption of bioactives in biological systems. The objective of this study was to develop an antiseptic nanoemulsion based on natural bioactive compounds, aiming at the virucidal activity against SARS-CoV-2. For this, oil-in-water (O/W) nanoemulsions were prepared, being the oil phase composed of essential oil, a phenolic bioactive and its respective solvent, while the aqueous phase presented carrageenan and purified water. Physicochemical characterization and stability studies were developed to evaluate the viability of the formulations over time. In addition, bactericidal activities against Staphylococcus aureus and virucidal activity against SARS-CoV-2 were determined by in vitro assays. As a result, average values of 150 nm nanoparticle size were recorded, PdI of 0.2, and zeta potential around -10.0 mV. The stability of nanoformulations indicated the occurrence of quercetin-dependent creaming and sedimentation. In addition, the products showed a minimum validity of 3 months. Regarding the bactericidal activity, the formulations showed a minimum inhibition concentration of 1.25% for S. aureus. In the cytotoxicity and virucidal assays, the products showed 100% of viral replication inhibition and proved to be safe for topical application. In the end, two antiseptic nanoformulations with high virucidal activity and great industrial potential were developed.