G-BLOCK: BLOQUEADOR MICROBIANO

RESUMO

1. Motivação e Oportunidade: a sepse é uma síndrome de disfunção orgânica com risco de vida causada por uma resposta desregulada do hospedeiro à infecção, associada a uma taxa de mortalidade superior a 25%, que tem sido designada uma prioridade de saúde global. Embora a sepse adquirida na comunidade seja mais comum, a infecção hospitalar é mais letal. Infecções bacterianas são a causa mais comum, mas vírus e fungos podem ocorrer em pacientes com comorbidades e imunossupressão. Os focos mais comuns em pacientes hospitalizados são infecções do trato respiratório inferior, seguidas por infecções intra-abdominais, sanguíneas, intravasculares e do trato urinário. Além da idade, entre os fatores de risco de desenvolvimento de septicemia o uso de dispositivos médicos incluindo cateteres urinários, dispositivos de acesso venoso, inserção de dispositivos em procedimentos cirúrgicos, como os tubos respiratórios e hospitalizações prolongadas em unidades de tratamento intensivo (UTIs), no qual ocorre a utilização de procedimentos invasivos. O uso de bloqueadores microbianos neste tipo de material é uma prática comum, mas a eficiência dos mesmos está aquém do desejável, isto porque frequentemente os patógenos presentes nestes materiais são multirresistentes. Este é o caso, por exemplo, das bactérias Staphylococcus aureus e Escherichia coli. Por este motivo, existe a necessidade de identificação e desenvolvimento de novos produtos de bloqueio microbiano, que possam ser utilizados por tecnologias verdes, tenham baixo custo de manufatura e eficiência e segurança comprovada. Portanto, é de grande relevância o desenho de novos produtos inovadores de bloqueio microbiano, principalmente baseados em matrizes químicas de fitoterápicos amazônicos. Este é o caso dos resíduos industriais da semente torrada e moída do guaraná (Paullinia cupana) que é utilizada na indústria de bebidas e energéticos.

2.Importância da inovação proposta:  resultados obtidos pela equipe de pesquisa que participa desta proposta, e que foram publicados na literatura indicaram que extratos da semente torrada e moída do guaraná ou seus resíduos industriais poderiam ter atividade antimicrobiana, antinflamatórias relevante, além de aumentar a eficiência de células imunes expostas componentes patogênicos. Neste contexto, resultados prévios, revisão de literatura e investigações nas fases de maturidade TRL-1 a TRL-3 foram conduzidas, voltadas a responder as seguintes questões: (1) a semente torrada e moída de guaraná (com e sem extração prévia da cafeína que é feita pelas indústrias de refrigerantes e enérgicos) teria potencial ação antimicrobiana? (2) Poderia também atuar como potencializadora da resposta imune frente a infecção patogênica? (3) A utilização de tecnologias verdes, como é o caso da extração supercrítica por CO2 poderia identificar moléculas bioativas presentes no guaraná com potencial ação antimicrobiana? Os resultados obtidos levaram a formulação do protótipo G-Block que pode ser potencialmente utilizado como um bloqueador microbiano inovador, com aumento de eficácia, segurança e tempo de ação amplificado via nanoformulação. No caso, a caracterização química por cromatografia de massas identificou diversas moléculas bioativas no extrato supercrítico, que ainda não haviam sido descritas na literatura incluindo: astaxantina, ácido oleico, lupeol, Beta-sitosterol, R-baringeol, ácido cis-11eicosenóico, e a molécula esteróide ciclocolestano. O conjunto dos resultados obtidos indica que os residuos industriais da semente torrada e moída de guaraná produzidos principais pela indústria de bebidas e energéticos poderia ser uma matéria-prima potencialmente utilizável para a obtenção de bloqueadores microbianos.

3. Nível de maturidade tecnológica: TRL-4 a TRL-65 voltado a estudos farmacotécnicos que possibilitem o desenvolvimento de um bloqueador microbiano (antisséptico e desinsetante) com baixo potencial alergênico e alta eficiência no controle de bactérias e fungos resistentes encontrados em materiais médicos e veterinários como cateteres, sondas e próteses. 

4. Objetivo: desenvolver um bloqueador microbiano a base de resíduos industriais do pó da semente torrada e moída de guaraná a ser utilizado em materiais médicos, odontológicos e veterinários a base de extrato supercrítico de resíduo industrial do guaraná (G-Block).

5. Inovações que a tecnologia traz em relação ao que já existe: apesar de existirem estudos sugerindo que extratos de guaraná possuem atividade antimicrobiana e antisséptica, atualmente, não existem ainda produtos antimicrobianos, como desinfetantes ou antissépticos, que utilizem o guaraná como princípio ativo. Os antissépticos mais comuns incluem substâncias como álcool etílico, clorexidina e iodopovidona, reconhecidas por sua eficácia na eliminação de microrganismos. Neste contexto, o desenvolvimento de um produto bloqueador microbiana a base de resíduos industriais do guaraná tem alto potencial inovador e mercadológico.

6. Metodologia: o projeto prevê a realização de quatro metas correlacionadas.

1ª Meta – obtenção e caracterização química de um protótipo de G-Block a base de extração de componentes químicos de residuos industriais do guaraná, com e sem agregação de substâncias antissépticas geralmente utilizadas (alcool etílico, clorexidina e iodopovidona) com maior eficácia no bloqueio microbiano;

2ª Meta – o potencial uso do protótipo G-Block com maior eficácia antimicrobiana será testado a partir dos métodos de incorporação de agentes antimicrobianos: revestimento antimicrobiano na superfície de dispositivo médico (cateter, sonda, próteses); incorporação do G-Block por imersão; infusão ou impregnação diretamente no interior do material durante o processo de fabricação e nanoencapsulamento.

3ª Meta – avaliação de potenciais efeitos adversos no contato do produto G-Block com células imunes e da pele (cultura de fibroblastos e queratinócitos) observando se o mesmo tem ação antigênica (induz resposta inflamatória) e cito-genotóxica (induz morte ou mutações no DNA celular).

4ª Meta – ensaio clínico randomizado, duplo-cego, controlado por placebo para a realização do teste de contato (Patch Test), em voluntários saudáveis a fim de observar potencial efeito alergênico.

7. Produtos relacionados aos resultados do projeto: submissão de 02 artigos científicos e submissão de uma patente do processo de obtenção do G-Block a partir de resíduos industriais do guaraná. Realização de workshop para empresas que tenham interesse potencial na produção e/ou comercialização do G-Block

8. Período de execução: 18 meses.

Histórico do Desenvolvimento do Nanosuplemento G-Block

O desenvolvimento do protótipo G-BLOCK foi realizado por pesquisadores da Universidade do Oeste de Santa Catarina (UNOESC)  em colaboração com a  FUnATI. Os resultados permitiram o desenho de um produto inovador com ação de bloqueio microbiano, uma vez que pode ser utilizado tanto como detergente quanto como antisséptico, permitindo também sua incorporação em materiais médicos e veterinários.

Formação de RH e Produção Científica Associada

Fonseca et al., 2021:  Avaliação da potencial ação antimicrobiana do guaraná contra bactérias de interesse veterinário. 

 Bonilla e Sobral, 2017:  Antioxidant and antimicrobial properties of ethanolic extracts of guarana, boldo, rosemary and cinnamon.

Adolar, 2002: Validação de método de extração supercrítica das sementes do guaraná (Paullinia cupana Kunth, Sapindacese). 

Coordenação Científica do Projeto G-NUT:  Dr. Marco Aurélio Echart Montano

Currículo: https://lattes.cnpq.br/4734802565141093