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    Como funcionam as partículas de ninja
    Os ninjas humanos eram famosos por buscar e destruir seus oponentes de forma rápida e furtiva. Partículas Ninja são assim, também, apenas microscopicamente. Imagens de Toshifumi Kitamura / AFP / Getty p Os ninjas foram guerreiros furtivos na história japonesa, que muitas vezes receberam a responsabilidade de se infiltrar e assassinar os inimigos. Partículas ninja fazem praticamente a mesma coisa:atacar e matar.

    p Criado e nomeado por pesquisadores da IBM e do Instituto de Bioengenharia e Nanotecnologia de Cingapura, esses minúsculos invasores podem resolver dois problemas que afligem a medicina moderna:bactérias resistentes a antibióticos e biofilmes. Na primeira frente, metade dos pacientes hospitalizados nos Estados Unidos sofrem de infecção adquirida em hospitais por bactérias resistentes a medicamentos, de acordo com algumas estimativas, e as infecções por essas bactérias estão se tornando cada vez mais difíceis de tratar [fonte:Liu]. Superbugs, como causadores de infecções resistentes à meticilina Staphylococcus aureus e Escherichia coli , desenvolveram uma resistência aos antibióticos tradicionais. Como resultado, cientistas e médicos estão sendo forçados a buscar opções alternativas de tratamento para matar essas bactérias. Segundo, os biofilmes que se formam nas superfícies dos dispositivos médicos também representam um grande problema. Como essas substâncias pegajosas infectadas por bactérias revestem cateteres e outros implantes médicos, os dispositivos se tornam um veículo para transportar bactérias para o corpo.

    p Digite a partícula ninja. No estilo ninja clássico, essas minúsculas partículas (1, 000 vezes menor que um grão de areia!) Pode um dia ser capaz de se infiltrar no corpo, caça a bactéria agressora e mata-a de uma forma que faz com que o micróbio pareça ter sido atacado por uma estrela ninja. Como seu homônimo, esta partícula é boa em seu trabalho. Ele zera em seu alvo e consegue deixar outras células ilesas. As partículas são igualmente hábeis em eliminar biofilmes que se formam nas superfícies, fazendo com que essas pequenas forças ninjas sejam levadas em consideração.

    p Continue lendo para aprender mais sobre como essas partículas entraram no laboratório e o que podem fazer por nós.

    Conteúdo
    1. O que é preciso para ser uma partícula ninja
    2. Ninja Particles Target and Destroy
    3. Benefícios do uso de partículas Ninja para tratar infecções
    4. Aplicações Alvo de Partículas Ninja

    O que é preciso para ser uma partícula ninja

    Parece uma célula bacteriana sem nada a temer, direito? Vá para a próxima página para ver como fica depois que uma partícula ninja a atinge. Imagem cortesia da IBM p Quando o pesquisador Yi Yan Yang ouviu sobre o trabalho que o químico Jim Hedrick estava fazendo na IBM em microeletrônica, ela imediatamente o abordou sobre uma colaboração, dizendo a ele que seus avanços de pesquisa poderiam ser melhor aproveitados na medicina. Desde então, sua parceria resultou no desenvolvimento de um grupo muito promissor de nanopartículas apelidado de "partículas ninja".

    p O sistema imunológico humano inspirou sua criação. Quando uma pessoa fica doente, segredos de seu corpo peptídeos antimicrobianos . Essas moléculas que combatem as bactérias procuram um micróbio, agarre-se a ele e mate-o (a última parte pode acontecer de algumas maneiras diferentes). Hedrick e Yang decidiram fazer uma partícula no laboratório que faria a mesma coisa.

    p A nanopartícula que eles criaram é feita de um tipo especial de polímero. Polímeros são super longos, moléculas em cadeia. Plásticos, por exemplo, são todos polímeros. A nanopartícula de polímero que Hedrick e Yang desenvolveram tem três partes que a tornam tão hábil em matar bactérias.

    1. As cadeias têm uma molécula de dopamina pendurada nela. Sim, estamos falando sobre a mesma dopamina que ajuda a controlar os centros de recompensa e prazer do cérebro. Aqui, está servindo a um propósito puramente funcional de ajudar a anexar a nanopartícula de polímero ao seu alvo.
    2. As cadeias longas também contêm uma cadeia curta de um tipo diferente de polímero, polietilenoglicol (ou PEG). O PEG tem muitos usos industriais e medicinais. Nesse caso, ele funciona para combater o crescimento de organismos em superfícies, como medida preventiva de combate às bactérias.
    3. Finalmente, as nanopartículas contêm uma porção carregada positivamente que possui propriedades antibacterianas. Esta parte ajuda a direcionar as bactérias carregadas negativamente no corpo e matá-las quando encontradas.
    p Com essas três partes, partículas ninja têm se mostrado eficazes em matar resistentes à meticilina Staphylococcus aureus (MRSA), E. coli e certos tipos de fungos [fonte:Yang]. Além disso, as nanopartículas podem ser usadas para revestir dispositivos médicos como cateteres, que são notórios pelo crescimento de biofilmes infectados por bactérias. O revestimento impede a formação de bactérias nas superfícies, reduzindo a chance de infecções em pacientes com esses dispositivos implantados.

    Ninja Particles Target and Destroy

    É assim que a célula bacteriana se parece depois que uma partícula ninja se instala sobre ela:estourou (ou lisou). Imagem cortesia da IBM p Então, as partículas ninja são especialmente projetadas para atingir bactérias e matá-las, mas como? O primeiro passo é encontrar as células bacterianas agressivas em um mar de células de mamíferos. É aqui que o princípio fundamental de "os opostos se atraem" toma conta. A superfície das células bacterianas é mais carregada negativamente do que a das células de mamíferos. A fim de ser atraído especificamente para as células bacterianas, as partículas ninja devem ter a carga oposta - positiva. Eles acumulam essa carga positiva em sua superfície por meio de um processo chamado auto-montagem . Cada partícula é composta de muitos, muitos fios menores de polímeros. Esses polímeros se agrupam, ou auto-montagem, para formar bolinhas chamadas micelas . Por causa das interações atraentes entre as diferentes partes da cadeia do polímero, essas micelas se formam naturalmente na água com a parte externa da bola revestida por uma carga positiva. E pronto - a bola de carga positiva é naturalmente atraída pelo micróbio com carga negativa.

    p Uma vez lá, a partícula ninja se liga à célula bacteriana. As porções carregadas positivamente da partícula que ajudaram a encontrar seletivamente as células bacterianas também agem como agentes antibacterianos, fazendo furos na parede da célula. Este processo, chamado lise da membrana , arruína a estrutura da célula, fazendo com que as entranhas da célula comecem a vazar, sem esperança de recuperação. Esse, na verdade, é onde os pesquisadores criaram o nome "ninja" para suas partículas. O método kill para perfurar a parede celular com buracos é semelhante ao que poderia acontecer se a célula fosse atacada por uma estrela ninja.

    p Uma das melhores partes desse processo é que as bactérias nunca têm a chance de desenvolver resistência. Os antibióticos atuam mutilando seletivamente certas partes do mecanismo da célula, mantendo a maioria das características estruturais intactas. O método das partículas ninja, em contraste, é muito prejudicial fisicamente para a célula, e as bactérias não têm a oportunidade de desenvolver potencialmente uma resistência às partículas ninja [fonte:Nederberg et al].

    p A vida útil das partículas ninja pode ser ajustada para que sejam capazes de matar as células bacterianas antes de serem mortas. Eventualmente, Contudo, enzimas no corpo começam a degradar as partículas e elas se desfazem, com os pedaços menores resultantes sendo excretados pelo corpo [fonte:Hedrick].

    Benefícios do uso de partículas Ninja para tratar infecções

    Os bacteriófagos podem representar outra opção de tratamento para os médicos que lutam contra infecções bacterianas. Science Picture Co / Getty Images p Com a mudança em direção a um mundo pós-antibiótico, os cientistas têm procurado encontrar tratamentos alternativos para infecções que não envolvam antibióticos. Progresso foi feito com vírus chamados bacteriófagos , que sequestram a maquinaria interna da bactéria e a fazem estourar como um balão. Outro trabalho foi feito com toxinas produzidas por bactérias ( bacteriocinas ) para matar bactérias causadoras de infecções. Os avanços que mais se relacionam com as partículas ninja são as terapias que envolvem catiônico ou peptídeos antimicrobianos . Essas moléculas também podem ter como alvo seletivo as bactérias devido à atração oposta de cargas em suas superfícies. Seu método de matar as células bacterianas está enraizado na interrupção da comunicação entre as células [fonte:Borel]. Esta terapia, Contudo, tem sido atormentado por vários problemas:toxicidade para pessoas saudáveis, células não bacterianas (por exemplo, células de mamíferos podem se romper e liberar seu conteúdo); meia-vida curta na Vivo (eles não duram muito no corpo) e altos custos de fabricação [fonte:Nederberg et al].

    p Partículas de ninja resolvem muitos desses problemas. Eles são compatíveis com sangue, tendo mínima ou nenhuma toxicidade para os glóbulos vermelhos; são estáveis ​​o suficiente para permanecerem eficazes in vivo; biodegradam-se facilmente e são ordens de magnitude mais baratas de fazer. As partículas Ninja não são as únicas bactérias que lutam contra as partículas. Pesquisadores em todo o mundo têm feito avanços semelhantes desenvolvendo outras pequenas moléculas com propriedades antimicrobianas ou criando abordagens baseadas em nanopartículas para a entrega de medicamentos [fontes:Zhu e Gao]. Essas partículas se juntam a uma comunidade crescente de terapias baseadas em nanopartículas. As nanopartículas são usadas em aplicações medicinais, como imagens médicas (como ressonância magnética) e no tratamento de uma ampla gama de doenças como câncer e AIDS.

    Aplicações Alvo de Partículas Ninja

    p As partículas ninja têm o potencial de causar um grande impacto em nossas vidas. Sua capacidade demonstrada de procurar e matar bactérias resistentes a antibióticos significa que podemos um dia vê-los na forma de uma droga injetável. Os pesquisadores continuam a reunir dados sobre a eficácia e toxicidade (ou falta de toxicidade, na verdade) dessas partículas. Depois de concluírem os testes, as empresas farmacêuticas podem intervir para fazer testes em humanos que monitorem como essas partículas combatem as infecções bacterianas dentro do corpo.

    p Fora do corpo, podemos começar a ver partículas ninja usadas como desinfetante e para impedir a formação de biofilme. As bactérias que compõem os biofilmes são muito boas em se proteger. Muitos sprays no mercado têm dificuldade em romper as camadas protetoras de um biofilme para desinfetar superfícies. Partículas Ninja, por outro lado, são capazes de erradicar bactérias nestes biofilmes em contato, fornecendo uma ótima maneira de limpar dispositivos médicos, ou mesmo superfícies de preparação de alimentos.

    p Essas nanopartículas podem chegar aos nossos produtos de cuidados pessoais, também, essencialmente, qualquer lugar onde não queremos o acúmulo de bactérias. Eles podem ser usados ​​para revestir lentes de contato ou colocados como aditivos em coisas como bochechos, desodorantes e detergentes. Eles podem até ser usados ​​em sistemas de purificação de água. Bactérias ruins estão por toda parte, e essas partículas ninja estão prontas para encontrá-los e destruí-los.

    Muito mais informações

    Nota do autor:Como funcionam as partículas Ninja

    p É melhor quando algo que tem um nome legal realmente faz jus ao seu nome. E as partículas ninja são tão impressionantes quanto o nome indica. Enquanto escrevia este artigo, Eu adorei imaginar essas partículas furtivamente zunindo pelo corpo, encontrar as bactérias nocivas e abri-las. Esta pesquisa é tão promissora; Mal posso esperar para encontrar essas partículas no mercado. A única parte que me deixa triste é que quando um dia eles fazem isso em nossos produtos de cuidados pessoais ou em nossos medicamentos, que não poderei percorrer os ingredientes e ver as "partículas ninja" listadas. Tristemente, Acho que o FDA e outras organizações reguladoras podem exigir seus nomes químicos reais. Muito ruim.

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