Nystatin: pioneering the future of antifungal strategies in combatting infections

Abstract

A interação entre a nistatina, um antifúngico de amplo espectro, e lipossomas, que são estruturas vesiculares formadas por fosfolípidos, pode ser um objeto de estudo muito relevante. A nistatina é um antifúngico de amplo espectro utilizado principalmente no tratamento de infeções cutâneas causadas por espécies de Candida. Embora eficaz, o seu uso terapêutico é limitado pela toxicidade sistémica e baixa permeabilidade intestinal. Deste modo, novas estratégias que permitam expandir o espectro de formulações de nistatina para tratar infeções fúngicas invasivas, abordando desafios como a toxicidade e a eficácia, são necessárias. Os lipossomas, compostos por bicamadas de fosfolipídios semelhantes às membranas biológicas, poderão constituir alternativas promissoras devido à sua biocompatibilidade, biodegradabilidade e capacidade de encapsular e direcionar fármacos de maneira específica. No entanto, para que estes sistemas de veiculação de fármacos sejam eficazes, é fundamental compreender as interações entre a Nys e os sistemas lipossomais, especialmente no que diz respeito a como a composição lipídica modula o mecanismo de ação da Nys e como este antifúngico afeta as propriedades das membranas e a integridade dos lipossomas. A interação entre Nys e lipossomas foi avaliada principalmente por espectroscopia de fluorescência e espalhamento dinâmico de luz em diferentes misturas lipídicas. As misturas foram preparadas com POPC, EggSM e DPPC, compondo ambientes que simulam as propriedades estruturais e funcionais das membranas celulares. Os estudos de espectroscopia mostraram que em membranas contendo fase gel, a nistatina apresenta um desvio para o azul tanto no espectro de absorção como na emissão de fluorescência, acompanhado por um aumento da sua anisotropia, indicando uma maior rigidez e estabilização da nistatina na membrana. No espalhamento dinâmico de luz, a dimensão das partículas de lipossomas demonstrou que houve uma variedade de populações, sugerindo uma possível agregação de vesículas, isto pode ser devido a uma instabilidade da membrana que poderia estar associada à formação de poros na membrana, especialmente em amostras de POPC/DPPC. Essas observações podem melhorar as perspetivas de tratamento para infeções sistémicas por fungos.

The interaction between nystatin, a broad-spectrum antifungal, and liposomes, which are vesicular structures formed by phospholipids, could be a highly relevant subject of study. Nystatin is a broad-spectrum antifungal primarily used to treat skin infections caused by Candida species. Although effective, its therapeutic use is limited by systemic toxicity and low intestinal permeability. Thus, new strategies are needed to expand the range of nystatin formulations for treating invasive fungal infections, addressing challenges such as toxicity and efficacy. Liposomes, composed of phospholipid bilayers similar to biological membranes, may present promising alternatives due to their biocompatibility, biodegradability, and ability to encapsulate and specifically target drugs. However, for these drug delivery systems to be effective, it is essential to understand the interactions between Nys and liposomal systems, particularly regarding how lipid composition modulates Nys’s mechanism of action and how this antifungal affects membrane properties and liposome integrity. The interaction between Nys and liposomes was mainly assessed by fluorescence spectroscopy and dynamic light scattering in different lipid mixtures. These mixtures were prepared with POPC, EggSM, and DPPC, creating environments that simulate the structural and functional properties of cellular membranes. Spectroscopy studies showed that in membranes containing a gel phase, nystatin exhibited a blue shift in both its absorption and fluorescence emission spectra, accompanied by an increase in its anisotropy, indicating greater rigidity and stabilization of nystatin within the membrane. In dynamic light scattering, the particle size of liposomes demonstrated a variety of populations, suggesting potential vesicle aggregation, which may be due to membrane instability that could be associated with pore formation in the membrane, especially in POPC/DPPC samples. These observations could improve treatment prospects for systemic fungal infections.