Desenvolvimento e avaliação de nanomedicamento para prevenção de coccidiose em frangos de corte

A coccidiose é uma doença causada por protozoários intracelulares do gênero Eimeria que afetam o trato intestinal de frangos de corte, podendo causar perdas na produção. Usualmente, o tratamento se dá por adição dos fármacos na ração durante todo o ciclo produtivo das aves, mas problemas de resistência das cepas e resíduo dos fármacos na carcaça têm chamado à atenção do setor produtivo, neste sentido a nanoecapsulação de fármacos torna-se uma alternativa promissora. Levando isto em consideração, este estudo objetivou desenvolver, caracterizar físico-quimicamente, avaliar a segurança in vitro e atividade anticoccidiana in vivo de nanopartículas poliméricas contendo toltrazuri, quje é um fármaco anticoccidiano que atua na alteração da função da cadeia respiratória e das enzimas mitocondriais, nas formas de esquizontes, macrogametócitos e microgametócitos de Eimeria spp.. As nanocápsulas poliméricas foram produzidas pelo método de deposição interfacial de polímero pré-formado utilizando Eudragit® S100 (NCt) ou poli-ɛ-caprolactona (LNCt) como polímero estruturante. Ambas as formulações apresentaram distribuição homogênea de diâmetro de partícula na faixa nanométrica (z-average e D(4,3) < 200 nm) e potencial zeta negativo (< -8,93 mV), característico destes polímeros. O conteúdo de fármaco foi próximo a 100% (1 mg/mL) com eficiência de encapsulação acima de 90%. As suspensões foram classificadas como fluídos newtonianos devido a relação linear entre os valores das tensões de cisalhamento e as das taxas de cisalhamento. Apesar das formulações expostas a diferentes condições de armazenamento, apresentarem teor adequado por até 60 dias, foi observado alteração do diâmetro das nanocápsulas em função do tipo de polímero empregado, sendo a LNCt a formulação mais estável (60 dias em todas as condições). Ainda, quando expostas ao meio gastrointestinal simulado de aves, não houve alteração de diâmetro e de teor das formulações. Adicionamente, as nanocápsulas foram avaliadas in vitro quanto a viabilidade celular em fibroblastos aviários e atividade anticoccidiana profilática in vivo contra Eimeria spp. Com relação à segurança in vitro, ambas as formulações não diminuíram significativamente a viabilidade celular de fibroblastos aviários após 24 e 48 horas de exposição. Quanto à avaliação in vivo, observou-se que os diferentes tratamentos (LNCt 1,75, 3,5 e 7 mg/kg/dia) não influenciaram no ganho de peso dos animais em relação ao grupo controle (não tratado), e na avaliação geral histopatológica e de morfometria, os grupos tratados nas doses de 3,5 e 7 20 mg/Kg/dia apresentaram resultados semelhantes ao grupo tratado com o medicamento comercial na posologia indicada (Baycox® 7 mg/Kg/dia). Diante dos resultados obtidos, conclui-se que as formulações nanotecnológicas desenvolvidas são promissoras para o tratamento profilático da coccidiose aviária.Coccidiosis is a disease caused by intracellular protozoa of the genus Eimeria that affect the intestinal tract of broiler chickens, which can cause production losses. Usually, the treatment is done by adding drugs to the feed throughout the production cycle of the birds, but problems of strain resistance and drug residue in the carcass have drawn the attention of the productive sector. In this sense, drug nanoecapsulation becomes a promising alternative. Taking this into account, this study aimed to develop, physicochemically characterize, evaluate the in vitro safety and in vivo anticoccidial activity of polymeric nanoparticles containing toltrazuril, an anticoccidial drug that acts on changing the function of the respiratory chain and mitochondrial enzymes, in the forms of schizont, macrogametocytes and microgametocytes of Eimeria spp.. Polymeric nanocapsules were produced by the preformed polymer interfacial deposition method using Eudragit® S100 (NCt) or poly-ɛ-caprolactone (LNCt) as structuring polymer. Both formulations showed homogeneous particle diameter distribution in the nanometer range (z-average and D(4.3) < 200 nm) and negative zeta potential (< -8.93 mV), characteristic of these polymers. The drug content was close to 100% (1 mg/mL) with encapsulation efficiency above 90%. The suspensions were classified as Newtonian fluids due to the linear relationship between the values of shear stresses and shear rates. Despite the formulations exposed to different storage conditions presented adequate content for up to 60 days, a change in the diameter of the nanocapsules was observed as a function of the type of polymer used, with LNCt being the most stable formulation (60 days in all conditions). Still, when exposed to the simulated gastrointestinal environment of birds, there was no change in the diameter and content of the formulations. Furthermore, they were evaluated in vitro for cell viability in avian fibroblasts and prophylactic anticoccidial activity in vivo against Eimeria spp. Regarding in vitro safety, both formulations did not significantly decrease the cell viability of avian fibroblasts after 24 and 48 hours of exposure. As for the in vivo evaluation, it was observed that the different treatments (LNCt 1.75, 3.5 and 7 mg/kg/day) did not influence the weight gain of the animals in relation to the control group (untreated), and in the general histopathological and morphometric evaluation, the groups treated at doses of 3.5 and 7 mg/kg/day showed similar results to the group treated with the commercial drug at the indicated dosage (Baycox® 7 mg/kg/day). 22 Given the results obtained, it is concluded that the developed nanotechnology formulations are promising for the prophylactic treatment of avian coccidiosis

Estudo comparativo da contaminação de ovos com Salmonella Heidelberg e Salmonella Typhimurium

Cases of salmonellosis in humans have been associated with consumption of eggs contaminated with this bacterial pathogen due to insufficient heat treatment. The most prevalent serotypes of Salmonella in Brazil include serotypes Enteritidis, Typhimurium, and Heidelberg. The first two serotypes are major causes for eggs to be withheld from sale and for recalls over Salmonella contamination concerns in both domestic and foreign markets. Eggs may be contaminated through transovarian infection (transovarial transmission) due to the presence of the microorganism in the hen’s oviduct and bacterial penetration of the eggshell. There is little data in the literature on the susceptibility of egg contamination and eggshell penetration by Brazilian serotypes of Salmonella. The present study aimed to evaluate the ability of S. Heidelberg and S. Typhimurium serotypes to penetrate through the eggshell and detect these bacteria in the albumen and yolk according to the thickness of the eggshell. SPF (specific-pathogen-free) eggs were artificially contaminated by contact with moist cotton containing Salmonella (15 x 108 CFU/ml). Eggs were divided into the following groups: negative control (not contaminated), S. Heidelberg, and S. Typhimurium. Subsequently, these eggs were incubated at 37°C, and their contents analyzed after 4 h and 24 h of incubation. The evaluation (assessment) of the contamination was performed by traditional bacteriology and confirmed by biochemical and serological tests. Treatments were compared with Fisher’s test using a SAS statistical software. For S. Heidelberg, the percentage of positivity (positive cases) was lower in both albumen and yolk at 4 h and 24 h intervals (33.33% and 3.7%, and 3.7% and 3.7%, respectively) compared to S. Typhimurium (26.63% and 7.41%, and 33.33% and 33.33%, respectively). These findings suggest that the former strain (S. Heidelberg) was unable to survive in the hostile environment of the albumen. In contrast, eggshell thickness had no significant correlation with the number of positive samples. In conclusion, the results obtained in the egg infection model show that the Salmonella strains tested were able to penetrate the eggshell and multiply in both the albumen and yolk and that S. Typhimurium proved to be the most efficient to grow within these portions of the egg.Salmonelose em humanos é frequentemente associada ao consumo de ovos contaminados sem o devido processamento térmico. No Brasil, os sorotipos mais prevalentes são: Enteritidis, Typhimurium e Heidelberg, alvo de barreiras sanitárias na comercialização de ovos. O ovo pode ser contaminado por via transovariana, pela presença da bactéria no oviduto da ave e também por penetração da bactéria através da casca do ovo. Existem poucas informações acerca da capacidade de contaminação no ovo por sorotipos isolados no Brasil. Este estudo teve como objetivo avaliar a capacidade dos sorotipos S. Heidelberg e S. Typhimurium penetrar através da casca do ovo e colonizar a albumina e gema, relacionando à espessura da casca. Os ovos SPF livres de patógenos específicos) foram contaminados artificialmente pelo contato com algodão umedecido (15 x 108 CF/mL). Os ovos foram divididos nos seguintes grupos: controle negativo (sem contaminação), S. Heidelberg e S. Typhimurium. Posteriormente foram incubadas a 37°C e seu conteúdo foi analisado após 4 e 24 h. A avaliação da contaminação foi realizada por bacteriologia tradicional e confirmada por testes bioquímicos e sorológicos.Os tratamentos foram comparados com o teste de Fisher usando o software estatístico SAS. Para S. Heidelberg, a&nbsp;percentagem de positividade foi menor no albúmen e gema às 4 e 24 h(33,33% e 3,7%, 3,7% e 3,7%, respectivamente) em comparação com S. Typhimurium (26,63% e 7,41%, 33,33% e 33,33%, respectivamente), sugerindo que a primeira estirpe foi mais vulnerável as condições hostis da albumina. Por outro lado, a espessura da casca do ovo não teve relação significativa com a positividade das amostras. Em conclusão, o modelo de infecção do ovo mostrou que as cepas foram capazes de penetrar a casca do ovo e sobreviver na albumina e gema, sendo que o sorotipo S. Typhimurium foi mais eficiente

Toltrazuril-loaded polymeric nanocapsules as a promising approach for the preventive control of coccidiosis in poultry

Coccidiosis is a disease caused by intracellular protozoan parasites of the genus Eimeria that affect the intestinal tract of poultry. However, strain resistance and drug residue in the carcass have drawn the attention of the productive sector. The nanotechnology can improve the biological effect of drugs, reducing of administered doses and toxic effects. Due to this, toltrazuril-load polymeric nanoparticles based on Eudragit® S100 (NCt) or poly-"-caprolactone (LNCt) were developed to prevent coccidiosis in broilers. Nanoformulations were produced and showed homogeneous particle diameter distribution in the nanometer range (z-average and D (4.3) 90%. Cell viability assays using avian fibroblasts showed that LNCt presented no relevant toxicity up to 72 h. LNCt was then prophylactically administrated to chicken followed by challenge with Eimeria oocysts. The evaluation of the small intestine and cecum showed that the treatment with LNCt (3.5 mg/kg/day) in drinking water reduced the lesion scores and oocysts excretion, similar to the reference medicine containing toltrazuril (Baycox®, 7 mg/kg/day). The current study shows the potential protective use of nanoencapsulating anticoccidial drugs as a promising approach for the control of coccidiosis in poultry