quarta-feira, 31 de maio de 2017


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Nanotecnologia aplicada ao combate da resistência bacteriana

Imagem: Mateus Borba Cardoso
Atualmente nos deparamos cada vez mais com perfis de resistência bacteriana a antibióticos, e a corrida por soluções está cada vez mais acelerada. Cientistas brasileiros do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM)  encontraram uma nova estratégia para combater as bactérias multirresistentes.
O trabalho publicado na revista Scientific Reports, do grupo Nature, trata sobre a síntese de um nanofármaco, usando um método de revestimento nanopartículas de prata e sílica porosa (potencialmente tóxicas para os microrganismos e também para as células humanas) com uma camada de antibiótico, no caso a ampicilina, em um arranjo específico, que tem uma explicação lógica. A ideia é que, por afinidade química, o nanorfámaco age apenas sobre os microrganismos patogênicos, sendo inerte ao organismo humano.
Segundo Mateus Borba Cardoso, um dos pesquisadores do CNPEM, o antibiótico é usado como uma espécie de isca, para levar a nanopartícula até a bactéria com uma grande quantidade do fármaco. “A ação combinada da droga com os íons de prata foi capaz de matar até mesmo microrganismos resistentes”. O pesquisador explica ainda que atualmente há medicamentos comerciais com nanopartículas, que servem para recobrir o princípio ativo e aumentar o tempo de vida deste dentro do organismo, mas a estratégia usada para este método publicado recentemente, eles “decoraram” a superfície da nanopartícula com grupos químicos que a direcionam até o local onde ela deve agir, sendo assim, mais seletivo.
E como a nanopartícula é direcionada até o patógeno? Tudo ocorre pela lógica do arranjo da ampicilina. “Por meio de modelagem molecular, conseguimos determinar qual parte da molécula de ampicilina interage melhor com a membrana bacteriana. Deixamos então todas as moléculas do fármaco com essa parte-chave voltada para o lado externo da nanopartícula, aumentando as possibilidades de interação com o patógeno”, explicou Cardoso.

E quanto à eficácia?

Inicialmente foi feito um estudo quanto ao efeito do nanoantibiótico em comparação ao da ampicilina convencional, em duas linhagens diferentes de Escherichia coli. Na primeira situação, os cientistas utilizaram uma linhagem suscetível à ampicilina, e praticamente 100% dos microrganismos morreram tanto com a ampicilina convencional quanto com o nanoantibiótico, versão combinada com a prata e a sílica. Na segunda situação, a linhagem da E.coli era resistente à ampicilina convencional, e somente o nanofármaco apresentou eficácia.  
Depois, era preciso testar o efeito citotóxico do nanoantibiótico nas células de mamíferos. Foi usado então, uma linhagem de células renais humanas. O resultado foi que o revestimento da nanopartícula com o antibiótico se mostrou segura.
Uma das partes mais interessantes do trabalho são as imagens de microscopia confocal, onde mostram que além de não ser tóxico, o nanoabtibiótico não interfere no ciclo celular:
 
Imagem do artigo, mostrando o teste de citotoxidade da nanopartícula revestida e sem o revestimento. Fonte: Oliveira, JFA. et al. Defeating Bacterial Resistance and Preventing Mammalian Cells Toxicity Through Rational Design of Antibiotic-Functionalized Nanoparticles. 2017.

Este estudo pode ser o passo inicial para a síntese de outros nanofármacos, variando o antibiótico de revestimento e combatendo também outras espécies de bactérias.

Tem pontos negativos?

Sim, como todo estudo inicial. O problema desse método é justamente a nanopartícula. Cardoso explica que, como a prata e a sílica são materiais inorgânicos, a nanopartícula não é metabolizada pelo organismo, o que ocasiona em acúmulo.
Não se sabe ao certo onde as nanopartículas se acumulariam. Para isso, serão necessários testes em animais. Entretanto, uma alternativa é utilizar ao invés da prata, um outro antibiótico de espectro diferente ou uma nanopartícula pequena o suficiente para ser excretada pela urina.
De qualquer forma, o nanofármaco apresentado neste estudo já é um avanço imensurável, e poderá ser utilizado em casos graves em que não há outra alternativa para o tratamento de infecções hospitalares, evitando a morte de muitos pacientes.
O trabalho foi também uma colaboração de pesquisadores do Instituto de Química da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), do Instituto de Química (IQ), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), e do Departamento de Bioquímica-Programa de Pós-graduação em Biologia Funcional e Molecular, Instituto de Biologia (IB), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP).


O artigo Defeating Bacterial Resistance and Preventing Mammalian Cells Toxicity Through Rational Design of Antibiotic-Functionalized Nanoparticles (doi:10.1038/s41598-017-01209-1), de Jessica Fernanda Affonso de Oliveira, Ângela Saito, Ariadne Tuckmantel Bido, Jörg Kobarg, Hubert Karl Stassen e Mateus Borba Cardoso pode ser lido na íntegra em: www.nature.com/articles/s41598-017-01209-1. 



Fonte: Revista FAPESP
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