Evaluación de la actividad antimicrobiana de daptomicina asociada a nanopartículas de quitosano frente a Staphylococcus aureus
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Date
2025
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Publisher
Universidad Santiago de Cali
Abstract
Drug resistance is recognized as a global threat. Current methodologies fail to maintain adequate therapeutic concentrations, requiring higher doses and longer treatments, generating adverse effects. In this context, chitosan is a biopolymer that has emerged as a promising alternative for drug encapsulation because it has properties such as biocompatibility, biodegradability, mucoadhesiveness, antimicrobial activity and non-toxicity that make it suitable for use in the pharmaceutical sector. Daptomycin is a lipopeptide antibiotic used as a last resort to treat infections caused by Staphylococcus aureus, which range from skin conditions to serious diseases such as bacteremia and endocarditis. In this study, the synthesis, characterization and evaluation of the antimicrobial potential of chitosan nanoparticles loaded with daptomycin was carried out. To improve the efficacy of the antibiotic against S. aureus, the ionic gelation method was used with phytic acid as a cross-linking agent. This acid cross-links with the chitosan to encapsulate the daptomycin in chitosan nanoparticles, achieving an increase in the antimicrobial activity of the drug. The nanoparticles were characterized physicochemically, exhibiting a particle size of 453.9 ± 4.5 nm, Z potential of 29.4 ± 0.25 mV and a polydispersity index of 0.245 ± 0.03. The antimicrobial activity of the nanoparticles was evaluated against the S. aureus ATCC 25923 strain using the broth microdilution method. The minimum inhibitory concentration (MIC) of daptomycin was 64 μg/ml, while with nanoparticle encapsulation it was reduced to 4 μg/ml. In turn, the free nanoparticles presented antimicrobial activity at a chitosan concentration of 187.5 µg/mL. This study confirms the potential of chitosan nanoparticles to improve the effectiveness of the treatment of S. aureus infections
Description
La resistencia a los fármacos se reconoce como una amenaza a nivel global. Las metodologías actuales no logran mantener concentraciones terapéuticas adecuadas, lo que requiere dosis más altas y tratamientos más largos, generando efectos adversos. En este contexto, el quitosano es un biopolímero que ha surgido como una alternativa prometedora para la encapsulación de fármacos debido a que cuenta con propiedades como biocompatibilidad, biodegradabilidad, mucoadhesividad, actividad antimicrobiana y no toxicidad que lo hacen adecuado para su uso en el sector farmacéutico. La daptomicina es un antibiótico lipopéptido usado como último recurso para tratar infecciones por Staphylococcus aureus, que van desde afecciones cutáneas hasta enfermedades graves como bacteriemia y endocarditis. En este estudio se realizó la síntesis, caracterización y evaluación del potencial antimicrobiano de nanopartículas de quitosano cargadas con daptomicina, para mejorar la eficacia del antibiótico frente a S.aureus, se utilizó el método de gelación iónica con ácido fítico como agente de reticulación, este ácido se retícula con el quitosano para encapsular la daptomicina en nanopartículas de quitosano, logrando un incremento en la actividad antimicrobiana del fármaco. Las nanopartículas fueron caracterizadas fisicoquímicamente exhibiendo un tamaño de partícula de 453,9 ± 4,5 nm, potencial Z de 29,4 ±0,25 mV y un índice de polidispersidad 0,245 ±0,03. La actividad antimicrobiana de las nanopartículas se evaluó frente a la cepa S. aureus ATCC 25923 mediante el método de microdilución en caldo. La mínima concentración inhibitoria (MIC) de la daptomicina fue de 64 μg/ml, mientras que con la encapsulación mediante nanopartículas se redujo a 4 μg/ml, a su vez las nanopartículas libres presentaron actividad antimicrobiana a una concentración de quitosano 187,5 µg/mL. Este estudio confirma el potencial de las nanopartículas de quitosano para mejorar la eficacia del tratamiento de infecciones por S. aureus
Keywords
Quitosano, Daptomicina, Nanopartículas, Gelación Iónica, Actividad Antimicrobiana, Encapsulación
Citation
Moncayo Chaves, Daniela; Linda Alexandra, B. B. (2025). Evaluación de la actividad antimicrobiana de daptomicina asociada a nanopartículas de quitosano frente a Staphylococcus aureus. Universidad Santiago de Cali.