p Pneumonia, uma doença respiratória que mata cerca de 50, 000 pessoas nos Estados Unidos todos os anos, pode ser causado por muitos micróbios diferentes, incluindo bactérias e vírus. A detecção rápida de pneumonia é crítica para um tratamento eficaz, especialmente em casos adquiridos em hospitais, que costumam ser mais graves. Contudo, as abordagens diagnósticas atuais costumam levar vários dias para retornar resultados definitivos, tornando mais difícil para os médicos prescreverem o tratamento certo. p Os pesquisadores do MIT desenvolveram agora uma tecnologia baseada em nanopartículas que pode ser usada para melhorar a velocidade do diagnóstico. Este tipo de sensor também pode ser usado para monitorar se a terapia com antibióticos tratou a infecção com sucesso, diz Sangeeta Bhatia, o Professor John e Dorothy Wilson de Ciências da Saúde e Tecnologia e Engenharia Elétrica e Ciência da Computação e o autor sênior do estudo.

p "Se os sintomas do paciente desaparecerem, então você assume que a droga está funcionando. Mas se os sintomas do paciente não desaparecerem, então você gostaria de ver se a bactéria ainda está crescendo. Estávamos tentando resolver esse problema, "diz Bhatia, que também é membro do Koch Institute for Integrative Cancer Research e do Institute for Medical Engineering and Science do MIT.

p O estudante de graduação Colin Buss e recente Ph.D. destinatário Jaideep Dudani são os principais autores do artigo, que aparece online em 29 de novembro no jornal EBioMedicine . Reid Akana, um sênior do MIT, e Heather Fleming, diretor de pesquisa do laboratório de Bhatia, também são autores do artigo.

p Sensores no corpo

p Vários anos atrás, Bhatia e seus colegas desenvolveram uma abordagem de diagnóstico que amplifica um sinal de biomarcadores já presentes no corpo - especificamente, enzimas chamadas proteases, que cortam outras proteínas. O genoma humano codifica mais de 500 proteases diferentes, cada um deles tem como alvo diferentes proteínas.

p A equipe desenvolveu nanopartículas revestidas com peptídeos (proteínas curtas) que podem ser picados por certas proteases, tais como aqueles expressos por células cancerosas. Quando essas partículas são injetadas no corpo, eles se acumulam em tumores, se algum estiver presente, e as proteases cortam os péptidos das nanopartículas. Esses peptídeos são eliminados como resíduos e podem ser detectados por um simples teste de urina.

p "Temos trabalhado com essa ideia de que medir a atividade enzimática pode ser uma nova maneira de examinar o interior do corpo, "Bhatia diz.

p Em estudos recentes, ela mostrou que esta abordagem pode ser usada para detectar diferentes tipos de câncer, incluindo tumores ovarianos muito pequenos, o que poderia permitir o diagnóstico precoce de câncer de ovário.

p Para seu novo estudo, os pesquisadores queriam explorar a possibilidade de diagnosticar a infecção pela detecção de proteases que são produzidas por micróbios. Eles começaram com uma espécie de bactéria chamada Pseudomonas aeruginosa , que pode causar pneumonia e é uma causa particularmente comum de casos adquiridos em hospitais. Pseudomonas expressa uma protease chamada LasA, então os pesquisadores projetaram nanopartículas com peptídeos que podem ser clivados por LasA.

p Os pesquisadores também desenvolveram um segundo sensor baseado em nanopartículas que pode monitorar a resposta imunológica do hospedeiro à infecção. Essas nanopartículas são cobertas por peptídeos que são clivados por um tipo de protease chamada elastase, que é produzido por células imunes chamadas neutrófilos.

p Em alguns pacientes com pneumonia, mesmo que um antibiótico elimine a bactéria que causa a infecção, uma radiografia de tórax ainda pode mostrar inflamação porque os neutrófilos ainda estão ativos. O uso desses dois sensores juntos pode revelar se um antibiótico eliminou a infecção, nos casos em que a radiografia de tórax ainda mostra inflamação após o tratamento.

p "Os sensores podem ajudá-lo a distinguir se há uma infecção e uma inflamação, contra inflamação e nenhuma infecção, "Bhatia diz." O que mostramos no jornal é que quando você trata com o antibiótico certo, a infecção diminui, mas a inflamação persiste. "

p Os pesquisadores também mostraram que se tratassem ratos com um antibiótico ineficaz, os níveis de bactérias e de inflamação permaneceram altos. Este tipo de teste pode ajudar a revelar se um antibiótico está funcionando, nos casos em que os sintomas do paciente não melhoraram em alguns dias.

p Diagnosticando muitas infecções

p Para este estudo, os pesquisadores entregaram as nanopartículas por via intravenosa, mas agora estão trabalhando em uma versão em pó que pode ser inalada.

p Bhatia prevê que esta abordagem poderia ser usada para determinar se um paciente tem pneumonia bacteriana ou viral, o que ajudaria os médicos a decidir se o paciente deveria receber antibióticos ou não. O teste definitivo, cultivar uma cultura bacteriana a partir de muco tossido, leva vários dias, portanto, os médicos baseiam suas decisões nos sintomas dos pacientes e nas imagens de raios-X - um processo que pode nem sempre ser preciso.

p Para criar um diagnóstico mais abrangente, O laboratório de Bhatia agora está trabalhando na adição de peptídeos que podem interagir com proteases de outros tipos de bactérias que causam pneumonia, bem como proteases que o sistema imunológico do hospedeiro produz em resposta a infecção viral ou bacteriana. Os pesquisadores também estão trabalhando em sensores que poderiam distinguir facilmente entre formas ativas e dormentes de tuberculose.

p Bhatia e outros criaram uma empresa chamada Glympse Bio que licenciou a tecnologia de detecção de protease e agora está trabalhando no desenvolvimento de sensores de protease para possível uso em humanos. Próximo ano, eles planejam iniciar um ensaio clínico de fase I de um sensor que pode detectar fibrose hepática, um acúmulo de tecido cicatricial que pode levar à cirrose.