Durante a sepse, as células são inundadas com espécies reativas de oxigênio geradas em uma resposta aberrante do sistema imunológico a uma infecção local. Se este caminho inflamatório fatal pudesse ser interferido, novos esquemas de tratamento poderiam ser desenvolvidos. Agora, Cientistas coreanos relatam no jornal Angewandte Chemie que as nanopartículas de céria dopadas com zircônia atuam como eliminadores eficazes desses radicais de oxigênio, promovendo uma taxa de sobrevivência muito maior em organismos modelo de sepse.

A sepse ocorre como um ciclo vicioso de reações inflamatórias do sistema imunológico a uma infecção local. Consequências fatais podem ser a queda da pressão arterial e o colapso das funções orgânicas. Como a resistência aos antibióticos está crescendo, os cientistas se voltam para a via inflamatória como um alvo alternativo para novas estratégias de tratamento. Taeghwan Heyon da Universidade Nacional de Seul, Seung-Hoon Lee no Hospital da Universidade Nacional de Seul, Coreia do Sul, e colaboradores exploram nanopartículas de céria por sua capacidade de eliminar espécies reativas de oxigênio, que desempenham um papel fundamental no processo inflamatório. Ao converter rapidamente entre dois estados de oxidação, o íon de cério pode extinguir espécies típicas de radicais de oxigênio, como o ânion superóxido, o ânion radical hidroxila, ou mesmo peróxido de hidrogênio. Mas na célula viva, isso só pode acontecer se duas condições forem atendidas.

A primeira condição é o tamanho e a natureza das partículas. Pequena, partículas de dois nanômetros foram revestidas por uma camada hidrofílica de fosfolipídios ligados a poli (etilenoglicol) para torná-los solúveis de modo que possam entrar na célula e permanecer lá. Segundo, o íon cério responsável pela extinção (Ce (3+)) deve ser acessível na superfície das nanopartículas, e deve ser regenerado após as reações. Aqui, os cientistas descobriram que uma certa quantidade de íons de zircônio na estrutura ajudou, porque "o Zr ( ⁴⁺ ) íons controlam o Ce ( ³⁺ ) -para-Ce ( ⁴⁺ ) razão, bem como a taxa de conversão entre os dois estados de oxidação, " eles discutiram.

As nanopartículas preparadas foram então testadas quanto à sua capacidade de desintoxicar espécies reativas de oxigênio, não só no tubo de ensaio, mas também em modelos de animais vivos. Os resultados foram claros, como os autores declararam:"Uma única dose de nanopartículas de cério-zircônia atenuou com sucesso o ciclo vicioso de respostas inflamatórias em dois modelos de sepse." As nanopartículas se acumularam em órgãos onde ocorreram respostas imunológicas graves, e eles tiveram sucesso na erradicação de espécies reativas de oxigênio, como evidenciado com microscopia de fluorescência e várias outras técnicas. E o mais importante, os camundongos e ratos tratados tiveram uma taxa de sobrevivência muito maior.

Este trabalho demonstra que outras abordagens no tratamento da sepse, além de matar bactérias com antibióticos, são possíveis. Visar as vias de sinal inflamatório em macrófagos é uma opção muito promissora, e os autores demonstraram que a eliminação efetiva de espécies reativas de oxigênio e a interrupção da inflamação são possíveis com um sistema químico adequadamente projetado como este sistema redox de íon de cério fornecido por nanopartículas.