Ação antimicrobiana da nanoprata: como funciona?

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Diariamente, nós estamos expostos à milhões de microrganismos! Dentre esses pequenos seres vivos temos aqueles conhecidos como deteriorantes e patogênicos.

Os microrganismos deteriorantes são aqueles que causam prejuízos à objetos e alimentos, provocando alteração de cor, estrutura, sabor, causando mau odor e reduzindo a vida útil (ou validade) dos materiais e substâncias.

Já os patogênicos são aqueles que provocam doenças em seres humanos, animais e plantas. Um exemplo muito comum presente no nosso cotidiano é a gastroenterite. Talvez o nome não seja familiar, mas você já sofreu com náuseas, vômitos, diarreia e forte dores abdominais? Se sim, muito provavelmente você já teve gastroenterite! Essa doença é transmitida através da ingestão de água e alimentos contaminados ou até mesmo pelo contato com superfícies infectadas com diferentes bactérias, como a Salmonella e Escherichia coli.

Apesar de ser bastante comum, segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), em 2011, cerca de 1,5 milhões de crianças morreram em função da desidratação provocada pela diarreia aguda, um dos sintomas da gastroenterite. Além disso, anualmente, 2 bilhões de pessoas ao redor do globo são infectadas![1]

Prejuízos causados por microrganismos

Apesar dos microrganismos patogênicos serem geralmente os mais preocupantes devido às ameaças sérias a nossa saúde, os microrganismos deteriorantes também tem causado grandes danos às nossas vidas. Isso porque inúmeras situações desagradáveis do cotidiano são provocada por fungos e bactérias. Por exemplo:


Além disso, diversos microrganismos deteriorantes podem ser também patogênicos, como aqueles que causam alergias e infecções.

Visto os inúmeros problemas ocasionados por fungos, bactérias e vírus, é preciso saber como combate-los. Na verdade, mais do que isso:  é preciso entender como combate-los de forma eficiente! Isso porque as superbactérias e superfungos já são uma realidade. Esses seres microscópicos surgem através de ações inadequadas que geram concentrações subinibitórias e possibilitam a proliferação de organismos super-resistentes. Inclusive, nós já falamos em detalhes sobre eles aqui!

Nanoprata: ação antimicrobiana eficiente

As nanopartículas de prata garantem ação antimicrobiana para um amplo espectro de bactérias, fungos filamentosos, leveduras e vírus, combatendo inclusive, diversas bactérias resistentes a antibióticos (superbactérias). Não é atoa que o uso de nanoprata para combater os microrganismos está em ascensão em diferentes setores, incluindo a saúde e o agronegócio.[2] Mas, a sua aplicação pode ir além!

As nanopartículas S3nano possuem alta compatibilidade e podem ser facilmente incorporadas em diferentes materiais. Assim, podemos incluir a ação antimicrobiana da prata na a indústria têxtil, higiene e limpeza, polímeros, tintas e vernizes, vidros, espumas, embalagens e muitas outras!

Mas, você sabe como isso acontece? As propriedades bactericidas da prata fazem desta um dos agentes antibacterianos mais potentes do mercado.[2] Entretanto, como ocorre essa ação antimicrobiana?

Nota: antes de avançarmos no mecanismo de atuação da nanoprata, repare nos três termos que apareceram a cima: bactericida, antibacteriano e antimicrobiano . Apesar de similares, eles possuem significados diferentes e a compreensão deles é fundamental no universo da nanotecnologia. Entenda em detalhes aqui. Agora, vamos a diante!

Nanoprata no combate à bactérias

O mecanismo de ação das nanopartículas de prata para combate as bactérias pode variar de acordo com o sistema. Atualmente, quatro ações antimicrobianas são conhecidas.

Mecanismos antibacterianos das nanopartículas de prata.
  1. Adesão a superfície: uma vez em contato com o microrganismo, a nanoprata adere a parede celular ou membrana plástica bacteriana em função de atrações eletrostáticas. Ou seja, os íons positivos de prata são atraídos para a superfície negativa da bactéria. Como consequência dessa adesão, o envolto bacteriano sofre mudanças morfológicas irreversíveis, alterando a integridade da bicamada lipídica e a permeabilidade. Tais alterações afetam a capacidade da célula de regular as suas funções, podendo levar a morte celular.
  2.  Penetração nas células: como a nanoprata possui afinidade com o envolto bacteriano, para alguns microrganismos ela tem a capacidade de penetrar a membrana. Uma vez dentro da célula, as nanopartículas de prata interagem com diferentes biomoléculas danificando a estrutura interna da bactéria. No caso das proteínas, por exemplo, os íons prata podem provocar a desnaturação, enquanto que no DNA podem atuam diminuindo a estabilidade da estrutura por repulsões eletrostáticas.
  3. Estresse oxidativo: um dos mecanismos mais difundidos de ação da nanoprata está vinculado a sua capacidade de produzir espécies reativas de oxigênio (EROs). Tais moléculas, como superóxidos, óxidos e radicais livres, são altamente instáveis e reagem com facilidade com as estruturas bacterianas e demais biomoléculas. Nesse cenário, EROs promovem o estre oxidativo, podendo levar a apoptose celular.
  4. Interrompe as vias de transdução: em algumas bactérias a nanoprata pode atuar como modulador de transdução de sinal. Ou seja, gerar interferências significativas na comunicação celular. Nesse cenário, estudos mostram que as nanopartículas podem causar alterações morfológicas no citoesqueleto de actina, levando ao aumentando de fluidez da memebrana e, eventualmente, a ruptura celular.

Como forma de exemplificação, dá uma olhada como as nanopartículas atuam para algumas bactérias:

BactériaSintomasMecanismos de ação da nanoprata
Pseudomonas aeruginosaFebre, perda de audição, inflamação de tecidos e dor de ouvido severa. Estresse oxidativo e adesão a superfície
Escherichia coli AB1157Dor abdominal, diarreia, dor e ardor ao urinar, presença de sangue nas fezes ou na urina e febrePenetração na celular e interações com o DNA bacteriano
Staphylococcus aureus multirresistente 
(MMC-20)
Febre, náusea, dor abdominal, diarreia e vômito Estresse oxidativo

Nanoprata no combate à vírus

Ao contrário dos mecanismos bacterianos, a ação antimicrobiana de prata no combate aos vírus não é tão bem caracterizada. Existem inúmeros estudos sobre o assunto, mas em função da complexidade entre as interações virais com as nanopartículas, há poucas conclusões. Atualmente, há duas teorias bem aceitas:

  1. Interação com a superfície: as nanopartículas de prata interagem com o revestimento externo dos vírus. Dessa forma, os patógenos ficam impedidos de aderirem às células, pois não conseguem se ligar aos receptores celulares da membrana.
  2. Interação com o material genético: a nanoprata se ligará diretamente ao material genético viral, seja ele DNA ou RNA. Assim, mesmo que a célula já esteja infectada, a proliferação viral será inibida.
Mecanismos antiviral das nanopartículas de prata.

Um grande diferencial do mecanismo de ação das tecnologia baseadas em prata é o seu aspecto não volátil e não lixiviante ou migratório, promovendo ação localizada e permanente! Ou seja, os aditivos atacam os microrganismos em contato pleno de maneira contínua. Essa característica difere a prata dos biocidas convencionais voláteis, os quais perdem rapidamente sua eficiência com o tempo.

Além disso, o aspecto não migratório e ação localizada torna essa tecnologia ainda mais segura, sendo hipoalergênica e dermatologicamente testada.

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[1] BRASIL. SOCIEDADE BRASILEIRA DE PEDIATRIA. (org.). Diarreia aguda: diagnóstico e tratamento. São Paulo: Departamento Científico de Gastroenterologia, 2017.
[2] SALLEH, Atiqah; NAOMI, Ruth; UTAMI, Nike Dewi; MOHAMMAD, Abdul Wahab; MAHMOUDI, Ebrahim; MUSTAFA, Norlaila; FAUZI, Mh Busra. The Potential of Silver Nanoparticles for Antiviral and Antibacterial Applications: a mechanism of action. Nanomaterials, [S.L.], v. 10, n. 8, p. 1566, 9 ago. 2020. MDPI AG. http://dx.doi.org/10.3390/nano10081566.

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