Oxidantes encontrados em organismos vivos são subprodutos do metabolismo e são essenciais para a cura de feridas e imunidade. Contudo, quando suas concentrações tornam-se muito altas, inflamação e danos aos tecidos podem ocorrer. Os engenheiros da Universidade de Illinois desenvolveram e testaram um novo sistema de entrega de drogas que detecta altos níveis de oxidante e responde administrando a quantidade certa de antioxidante para restaurar esse delicado equilíbrio.

Os resultados são publicados na revista Pequena .

Muitos produtos farmacêuticos incluem polímeros especializados e partículas que controlam o momento ou a concentração da droga liberada uma vez administrada, disseram os pesquisadores. Contudo, esses aditivos podem dificultar a cristalização durante a fase de fabricação de alguns medicamentos - como antioxidantes - fazendo com que eles se dissolvam no corpo de maneira descontrolada.

"Vimos uma oportunidade aqui para desenvolver um tipo diferente de sistema de entrega de drogas que pudesse detectar o nível de oxidante em um sistema e responder administrando antioxidante conforme necessário, "disse o professor de engenharia química e biomolecular e co-autor do estudo Hyunjoon Kong.

Kong e sua equipe encontraram uma maneira de montar cristais de catequina - o antioxidante verde brilhante encontrado no chá verde - usando um polímero que pode detectar quando as concentrações de oxidante ficam muito altas. Os pesquisadores testaram a capacidade de resposta do polímero contendo cristais de catequina no crustáceo planctônico de água doce Daphnia magna, a pulga d'água.

"A frequência cardíaca é uma indicação de até que ponto os produtos químicos potencialmente tóxicos influenciam a fisiologia das pulgas d'água, "Disse Kong." As dafnídeos são frequentemente usadas para monitorar os impactos ambientais nos sistemas ecológicos, e porque seus corações são semelhantes aos dos vertebrados, eles também são usados ​​para avaliar a eficácia de drogas cardioprotetoras. "

Os pesquisadores expuseram os daphnids a água contaminada com concentrações subletais do peróxido de hidrogênio oxidante natural enquanto monitoravam sua freqüência cardíaca. Eles descobriram que a frequência cardíaca média dos daphnids caiu de 348 para 290 e 277 batimentos por minuto, dependendo da concentração de peróxido de hidrogênio usado.

Quando a equipe adicionou o novo cristal de catequina montado com polímero ao experimento, as pulgas d'água acabaram recuperando uma frequência cardíaca próxima ao normal.

Além dos potenciais usos farmacêuticos para o novo polímero, O grupo de Kong está estudando seu uso para reduzir o impacto de produtos químicos altamente oxidantes em cursos de água naturais.

"O peróxido de hidrogênio é frequentemente usado para limpar a água contaminada por algas excessivas, e isso aumenta a preocupação sobre como o oxidante pode estar afetando os organismos vivos na água, "ele disse." Achamos que este novo sistema de entrega de antioxidantes poderia ser usado para resolver o problema de águas naturais excessivamente oxidadas. "

Os pesquisadores planejam avançar no desenvolvimento do polímero para usos farmacêuticos e ambientais. "Este estudo provou ser um conceito, mas temos mais trabalho a fazer, "Há preocupação com a segurança do polímero específico que usamos - disseleneto de polietilenimina - disse Kong." Estamos chegando perto de encontrar um substituto viável.