AI, 29/09/2022
Por Zaveria K
Microrobôs, criados por nanoengenheiros da Universidade da Califórnia, em San Diego - pequenos robôs nadadores - podem transportar medicamentos e nadar nos pulmões, e esses robôs separam pneumonia bacteriana que é fatal. Os microrrobôs erradicaram com sucesso a bactéria que causa pneumonia nos pulmões de camundongos, resultando em 100% de sobrevivência.
Em contraste, os camundongos que não foram tratados morreram três dias depois de ficarem doentes. A Nature Materials relatou as descobertas em 22 de setembro. A quantidade de antibióticos necessária é uma pequena porção do que é usado rotineiramente para tratar essa infecção. Os minúsculos robôs são construídos a partir de células de algas, que lhes dão a capacidade de se mover, e depois revestidos com nanopartículas contendo antibióticos. As membranas celulares dos neutrófilos, um tipo de glóbulo branco que combate infecções e inflamações, são revestidas nas minúsculas esferas usadas para fazer essas nanopartículas, o que aumenta a eficiência dos robôs nadadores no combate à infecção pulmonar.
O professor Joseph Wang, principal autor do artigo, nos fala sobre a tecnologia que permitiu ao grupo de nanoengenheiros construir esses minúsculos robôs. Joseph Wang e Liangfang Zhang, professores de nanoengenharia da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs, colaboraram no projeto. Wang é um especialista global no estudo de micro e nanorobótica, e Zhang é um especialista global na criação de nanopartículas que se assemelham a células vivas para tratar doenças e infecções. Juntos, eles abriram o caminho para a criação de robôs de distribuição de medicamentos em miniatura que podem ser usados para tratar com segurança infecções bacterianas no sangue e no estômago de animais vivos. O aspecto mais recente de seu trabalho envolve o tratamento de infecções pulmonares bacterianas.
“Nosso objetivo é realizar a entrega de medicamentos direcionados em áreas de difícil acesso do corpo, como os pulmões. E queremos realizá-lo de forma duradoura, direta, segura e biocompatível”, acrescentou Zhang. “Neste trabalho, mostramos que sim.”
Os cientistas trataram camundongos com pneumonia aguda causada por Pseudomonas aeruginosa usando microrrobôs para evitar a morte em alguns casos. Pacientes em ventilação mecânica na unidade de terapia intensiva são frequentemente acometidos por esse tipo de pneumonia. Por meio de um cateter colocado na traqueia dos camundongos, os pesquisadores entregaram os microrrobôs aos pulmões. Após uma semana, as infecções estavam totalmente sob controle. Enquanto os camundongos não tratados morreram em 3 dias, todos os camundongos tratados com os microrrobôs sobreviveram por mais de 30 dias.
Uma infusão intravenosa de antibióticos na corrente sanguínea não foi tão eficaz quanto o tratamento com os microrrobôs. Para conseguir o mesmo impacto, este último precisava de uma dose de antibiótico 3.000 vezes maior do que a empregada nos minúsculos robôs nadadores. Por exemplo, uma injeção intravenosa forneceu 1,644 miligramas de antibióticos por camundongo, enquanto uma dose de microrrobôs forneceu 500 nanogramas.
A estratégia da equipe funciona muito bem porque entrega o medicamento diretamente na área de necessidade do paciente, em vez de dispersá-lo por todo o corpo.
Essas descobertas demonstram como a mobilidade ativa das microalgas e a entrega de medicamentos focados podem aumentar a eficácia terapêutica, de acordo com Wang.
Às vezes, muito pouco dos antibióticos administrados por injeção intravenosa atinge os pulmões. Por causa disso, muitos dos atuais tratamentos com antibióticos para pneumonia não funcionam tão bem quanto deveriam, o que causa taxas de mortalidade extremamente altas nos pacientes mais doentes, de acordo com Victor Nizet, professor da Escola de Medicina da UC San Diego e Skaggs. School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences e coautor do estudo com Wang e Zhang. Os microrrobôs podem aumentar a penetração de antibióticos para matar infecções bacterianas e salvar a vida de mais pessoas, de acordo com o estudo com ratos.
E se a ideia de inalar células de algas deixa você enjoado, os pesquisadores afirmam que esse método é seguro. Após a terapia, as algas e quaisquer nanopartículas remanescentes são efetivamente digeridas pelas células imunológicas do corpo. Nada perigoso é deixado para trás, de acordo com Wang.
A fase de prova de conceito do projeto ainda está em andamento. Para entender com precisão como os microrrobôs interagem com o sistema imunológico, a equipe planeja realizar mais estudos fundamentais. Antes de testá-lo em animais maiores e, eventualmente, em humanos, o tratamento com microrrobô também passará por pesquisas para validá-lo e ser ampliado.
“Na área de entrega de medicamentos direcionados, estamos ampliando ainda mais os limites”, acrescentou Zhang.
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Fonte:https://www.analyticsinsight.net/tiny-swimming-robots-sort-bacterial-pneumonia-from-a-mices-lung/
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