A pneumonia é uma infecção caracterizada pela inflamação dos alvéolos que se enchem de líquido ou pus, dificultando a respiração e a passagem de oxigênio para corrente sanguínea. Esta infecção está entre as principais causas de morbimortalidade, devido principalmente a dificuldade de se encontrar tratamentos eficazes frente ao aumento da taxa de microrganismos resistentes a antibióticos. A Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana (TFDa) apresenta-se como uma potencial alternativa, devido sua alta eficiência antimicrobiana e ação não-específica com foco em múltiplos alvos moleculares, seletividade ao local de tratamento e caráter não invasivo. Estudos realizados por nosso grupo de pesquisa relataram a eficiência e segurança de um protocolo para fotoinativação de Streptococcus pneumoniae in vitro, bem como a entrega de luz e fotossensibilizador em modelo animal. No entanto, a redução de microrganismos in vivo ainda apresenta desafios a serem contornados, devido à presença do surfactante pulmonar (SP), que aprisiona os fotossensibilizadores (FS) impedindo que estes cheguem ao alvo microbiano. No presente trabalho, diferentes abordagens foram empregadas afim de se otimizar a resposta antimicrobiana da TFDa utilizando indocianina verde (ICV) na presença de SP, sendo este FS associado a perfluorocarbono e nanobolhas de oxigênio, além da combinação de TFDa com ultrassom. Entretanto, a estratégia mais promissora consistiu na combinação de ICV (10 μM) ao polímero Gantrez AN-139 (0,2% (m/v)), que apresentou elevada redução microbiana de S. pneumoniae concomitantemente a não toxicidade, em condições similares de tratamento, para linhagens celulares pulmonares humanas de fibroblasto (MRC-9) e epiteliais (A549). Os resultados obtidos demonstram as dificuldades no desenvolvimento de protocolos para desinfecção pulmonar e aponta uma possível resolução para otimização da resposta antimicrobiana da TFDa para este fim.

Pneumonia is an infection characterized by inflammation of the alveoli that is filled with fluid or pus, making breathing and the passage of oxygen into the bloodstream difficult. This infection is among the main causes of morbidity and mortality, mainly due to the difficulty in finding effective treatments given the increase in the rate of antibioticresistant microorganisms. Antimicrobial Photodynamic Therapy (aPDT) presents itself as a potential alternative, due to its high antimicrobial efficiency and non-specific action acting on multiple molecular targets, selectivity to the treatment site and through noninvasive procedure. Studies carried out by our research group reported the efficiency and safety of a protocol for in vitro photoinactivation of Streptococcus pneumoniae, as well as the delivery of light and photosensitizer in an animal model. However, the reduction of microorganisms in vivo still presents challenges to be overcome, due to the presence of lung surfactant (LS), which traps photosensitizer (PS) molecules preventing them from interacting with the microbial target. In the present study, different approaches were used in order to optimize the antimicrobial response of aPDT using indocyanine green (ICG) in the presence of LS, where this FS was associated with perfluorocarbon and oxygen nanobubbles, in addition to the combination of aPDT with ultrasound. However, the most promising strategy consisted of the combination of ICG (10 μM) with the Gantrez AN-139 polymer (0.2% (w/v)), which showed high microbial reduction of S. pneumoniae concomitantly with nontoxicity for lung cell lines human fibroblast (MRC-9) and epithelial (A549), under same treatment conditions. The achieved results demonstrate the difficulties in developing protocols for lung disinfection and point to a possible solution for optimizing the antimicrobial response of aPDT for this purpose.