Novas nanopartículas desenvolvidas por pesquisadores da ETH Zurich e da Empa detectam bactérias multirresistentes escondidas nas células do corpo e as matam. O objetivo dos cientistas é desenvolver um agente antibacteriano que seja eficaz onde os antibióticos convencionais permanecem ineficazes.
Por Fabio Bergamin, ETH Zurique publicado no Phys.
Na corrida armamentista “humanidade contra bactérias “, as bactérias estão atualmente à nossa frente. Nossas antigas armas milagrosas, os antibióticos, estão falhando cada vez com mais frequência quando os germes usam manobras complicadas para se proteger dos efeitos dessas drogas. Algumas espécies até se refugiam no interior das células humanas , onde permanecem “invisíveis” para o sistema imunológico . Esses patógenos particularmente temidos incluem estafilococos multirresistentes (MRSA), que podem causar doenças potencialmente fatais, como sepse ou pneumonia.
Para rastrear os germes em seus esconderijos e eliminá-los, uma equipe de pesquisadores da ETH Zurich e Empa está desenvolvendo nanopartículas que usam um modo de ação completamente diferente dos antibióticos convencionais: embora os antibióticos tenham dificuldade em penetrar nas células humanas, essas nanopartículas pode penetrar na membrana das células afetadas. Uma vez lá, eles podem lutar contra as bactérias.
Biovidro e metal
A equipe liderada por Inge Herrmann, professora de Sistemas Nanoparticulados da ETH Zurich e pesquisadora da Empa em St. Gallen, usou óxido de cério, um material com propriedades antibacterianas e antiinflamatórias em sua forma de nanopartículas. Os pesquisadores combinaram o óxido de cério com um material cerâmico bioativo conhecido como biovidro e híbridos de nanopartículas sintetizadas a partir dos dois materiais.
Em cultura de células e usando microscopia eletrônica, eles investigaram as interações entre as nanopartículas híbridas, células humanas e bactérias. Quando os cientistas trataram células infectadas com bactérias com as nanopartículas, as bactérias dentro das células começaram a se dissolver. No entanto, se os pesquisadores bloquearam especificamente a absorção das partículas híbridas nas células, o efeito antibacteriano foi embora.
Desenvolvimento de resistência menos provável
O modo de ação exato das partículas ainda não é totalmente compreendido. Foi demonstrado que outros metais também têm efeitos antimicrobianos. No entanto, o cério é menos tóxico para as células humanas do que, por exemplo, a prata. Os cientistas atualmente presumem que as nanopartículas afetam a membrana celular da bactéria, criando espécies reativas de oxigênio que levam à destruição dos germes. Como a membrana celular das células humanas é estruturada de maneira diferente da das bactérias, nossas células não são afetadas por esse processo.
Os pesquisadores acham que é menos provável que se desenvolva resistência contra um mecanismo desse tipo. Em seguida, os pesquisadores pretendem analisar mais detalhadamente as interações das partículas no processo de infecção, a fim de otimizar ainda mais a estrutura e a composição das nanopartículas . Seu objetivo é desenvolver um agente antibacteriano simples e robusto que seja eficaz dentro das células infectadas .
Mais informações: Martin T. Matter et al. Os nano-híbridos inorgânicos combatem as bactérias resistentes a antibióticos que se escondem nos macrófagos humanos, Nanoscale (2021). DOI: 10.1039 / d0nr08285f
