Nanopartículas superparamagnéticas do tipo E e S transportando a enzima e o substrato. uma, b, Imagem de microscopia eletrônica de crio-transmissão (crio-TEM) (a) e esquemática (b) explicando o conceito de biocatálise acionada por campo magnético. O núcleo superparamagnético da partícula é feito de nanopartículas de Fe3O4 envolvidas por sílica. O envelope de sílica é marcado com corantes fluorescentes ligados covalentemente (vermelho para partículas E e verde para partículas S). No campo magnético, devido às interações dipolo-dipolo, as partículas são colocadas em contato, de modo que as conchas de camada dupla em forma de pincel se fundem e se entrelaçam, permitindo interações entre a enzima e o substrato. As camadas internas da casca do pincel são feitas de ácido poliacrílico (PAA), que carrega moléculas conjugadas de enzimas e substratos e fornece o ambiente ácido para reações hidrolíticas. O invólucro externo de polímero de poli (etilenoglicol metil éter acrilato) (PPEGMA) assegura uma função de barreira para bloquear reações "não autorizadas" ou prematuras da enzima e do substrato. A reação biocatalítica está localizada dentro do nanocompartimento biocatalítico, que é gerado no campo magnético. A reação é monitorada pela detecção das moléculas de carga liberadas. Crédito:(c) Catálise Natural (2017). DOI:10.1038 / s41929-017-0003-3
(Phys.org) —Uma equipe de pesquisadores da University of Georgia em Athens desenvolveu uma técnica para controlar as reações químicas que liberam drogas dentro do corpo. Em seu artigo publicado na revista Catálise Natural , o grupo descreve produtos químicos de revestimento para evitar que uma reação ocorra até a aplicação de um campo magnético que libera a droga desejada.
Em algumas aplicações médicas, é melhor para um tratamento médico se um produto químico puder ser aplicado diretamente em uma determinada parte do corpo e em nenhum outro lugar. Os produtos químicos destinados ao tratamento de tumores são o principal exemplo - as drogas quimioterápicas atuam em todas as células com as quais entram em contato, causando uma série de efeitos colaterais negativos. Neste novo esforço, o grupo adotou uma nova abordagem para resolver esse problema, usando um ímã para forçar os produtos químicos revestidos juntos, levando a uma reação de liberação de droga.
Para fornecer um meio de controlar quando os produtos químicos entram em contato dentro do corpo, os pesquisadores criaram pacotes minúsculos revestindo primeiro nanopartículas de óxido de ferro com sílica e, em seguida, revestindo-as ainda mais com dois tipos de polímeros, que, quando combinados, forma uma estrutura semelhante a um pincel. Cada um dos pacotes foi então carregado com uma enzima ou um substrato destinado a reagir com a enzima, e, claro, a droga a ser liberada.
Na prática, os pacotes seriam liberados no corpo de um paciente, onde eles iriam fazer seu caminho para todo o corpo, comportando-se de forma inofensiva, já que as escovas os impedem de reagir sempre que se encontram. Quando os pacotes chegaram a um local onde uma reação era desejada, o pesquisador aplicou um ímã que os forçou a se aproximarem - perto o suficiente para que pudessem reagir, liberar a droga. Os outros pacotes não envolvidos na reação seriam lentamente eliminados do corpo naturalmente, sem causar danos.
Os pesquisadores testaram seus pacotes in vitro usando uma droga de quimioterapia real e células cancerosas. Eles relatam que funcionou exatamente como eles haviam imaginado. Mais testes são necessários, claro, para garantir que a técnica seja segura, mas se tudo correr bem, eventualmente, poderia ser usado para tratar uma ampla variedade de cânceres.
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