Por algumas estimativas, cepas bacterianas resistentes a antibióticos - os chamados superbactérias - causarão mais mortes do que câncer em 2050.

Pesquisadores biomédicos e químicos da Colorado State University estão usando táticas criativas para subverter essas superbactérias e seus mecanismos de invasão. Em particular, eles estão desenvolvendo novas maneiras de impedir que bactérias prejudiciais formem matrizes pegajosas chamadas biofilmes - e de fazer isso sem antibióticos.

Pesquisadores do laboratório de Melissa Reynolds, professor associado de química e da Escola de Engenharia Biomédica, criaram um novo material que inibe a formação de biofilme da superbactéria virulenta Pseudomonas aeruginosa . Seu material, descrito em Materiais Funcionais Avançados , poderia formar a base para um novo tipo de superfície antibacteriana que previne infecções e reduz nossa dependência de antibióticos.

Bella Neufeld, o primeiro autor e aluno de pós-graduação que liderou a pesquisa, explicou que sua paixão por encontrar novas maneiras de combater as superbactérias é motivada pelo quão adaptáveis ​​e impenetráveis ​​eles são, especialmente quando eles podem formar biofilmes.

"Biofilmes são desagradáveis ​​uma vez que se formam, e incrivelmente difícil de se livrar, "Neufeld disse.

Muitas pessoas imaginam bactérias e outros microorganismos em sua forma mais amigável, estado de flutuação livre - como plâncton nadando em uma placa de Petri de uma escola. Mas quando as bactérias são capazes de se fixar a uma superfície e formar um biofilme, eles se tornam mais fortes e resistentes aos medicamentos normais.

Em um exemplo clássico, pacientes com fibrose cística adoecem por hordas de P. aeruginosa bactéria formando uma película pegajosa nas células endoteliais dos pulmões dos pacientes. Uma vez que essas bactérias se fixam, as drogas não os matam.

Ou, uma ferida pode ser infectada com um biofilme bacteriano, tornando mais difícil a cicatrização dessa ferida.

O grupo de pesquisa de Reynolds fabrica dispositivos e materiais biocompatíveis que resistem a infecções e não são rejeitados pelo corpo. Neste trabalho mais recente, eles projetaram um material com propriedades inerentes que evitam a formação de um filme bacteriano.

No laboratório, eles demonstraram uma redução de 85 por cento em P. aeruginosa adesão de biofilme. Eles conduziram extensos estudos mostrando a reutilização de seu filme. Isso indicou que suas propriedades antibacterianas são impulsionadas por algo inerente ao material, para que sua eficácia não diminuísse em um ambiente clínico.

Eles usaram um material com o qual trabalharam antes para outras aplicações antimicrobianas, uma estrutura metal-orgânica à base de cobre que é estável na água. Eles incorporaram a estrutura orgânica de metal de cobre dentro de uma matriz de quitosana, um material derivado do polissacarídeo quitina, que compõe as asas dos insetos e as cascas dos camarões. A quitosana já é amplamente utilizada como curativo e agente hemostático.

Neufeld diz que o novo biomaterial pode abrir novos caminhos para superfícies antibacterianas. Por exemplo, o material pode ser usado para um curativo que, em vez de gaze, seria feito da matriz de quitosana.

A pesquisa combinou experiência em síntese de materiais e testes biológicos. Os co-autores com Neufeld e Reynolds foram alunos de pós-graduação da CSU Megan Neufeld (sem parentesco) e Alec Lutzke; e a estudante de graduação da Lawrence University Sarah Schweickart.