p (PhysOrg.com) - Pesquisadores da IBM e do Instituto de Bioengenharia e Nanotecnologia descobriram um avanço da nanomedicina em que novos tipos de polímeros foram mostrados para detectar fisicamente e destruir bactérias resistentes a antibióticos e doenças infecciosas como Staphylococcus aureus resistente à meticilina, conhecido como MRSA. p Descoberto pela aplicação de princípios usados ​​na fabricação de semicondutores, essas nanoestruturas são fisicamente atraídas por células infectadas como um ímã, permitindo-lhes erradicar seletivamente bactérias difíceis de tratar, sem destruir as células saudáveis ​​ao seu redor. Esses agentes também evitam que as bactérias desenvolvam resistência aos medicamentos, quebrando a parede celular bacteriana e a membrana, um modo de ataque fundamentalmente diferente em comparação com os antibióticos tradicionais.

p MRSA é apenas um tipo de bactéria perigosa comumente encontrada na pele e facilmente contraída em locais como academias, escolas e hospitais onde as pessoas estão em contato próximo. Em 2005, MRSA foi responsável por quase 95, 000 infecções graves, e associado a quase 19, 000 mortes relacionadas à internação hospitalar nos Estados Unidos.

p O desafio com infecções como MRSA é duplo. Primeiro, a resistência aos medicamentos ocorre porque os microrganismos são capazes de evoluir para resistir eficazmente aos antibióticos, porque os tratamentos atuais deixam a parede celular e a membrana praticamente intactas. Adicionalmente, as altas doses de antibióticos necessárias para matar essa infecção destroem indiscriminadamente os glóbulos vermelhos saudáveis, além dos contaminados.

p “O número de bactérias na palma da mão supera toda a população humana, ”Disse o Dr. James Hedrick, Cientista de materiais orgânicos avançados, IBM Research - Almaden. “Com esta descoberta, fomos capazes de alavancar décadas de desenvolvimento de materiais tradicionalmente usados ​​para tecnologias de semicondutores para criar um mecanismo de entrega de medicamentos totalmente novo que poderia torná-los mais específicos e eficazes.”

p Se fabricado comercialmente, essas nanoestruturas biodegradáveis ​​podem ser injetadas diretamente no corpo ou aplicadas topicamente na pele, tratar infecções de pele por meio de produtos de consumo como desodorante, sabão, desinfetante para as mãos, toalhas de mesa e conservantes, além de ser usado para ajudar a curar feridas, tuberculose e infecções pulmonares.

p “Usando nossas novas nanoestruturas, podemos oferecer uma solução terapêutica viável para o tratamento de MRSA e outras doenças infecciosas. Esta descoberta empolgante integra efetivamente nossas capacidades em ciências biomédicas e pesquisa de materiais para abordar questões-chave na distribuição de medicamentos convencionais, ”Disse o Dr. Yiyan Yang, Líder de grupo, Instituto de Bioengenharia e Nanotecnologia, Cingapura.

p Como funciona

p O sistema imunológico do corpo humano é projetado para nos proteger de substâncias nocivas, tanto por dentro quanto por fora, mas por uma variedade de razões, muitos dos antibióticos convencionais de hoje são rejeitados pelo corpo ou têm uma taxa de sucesso limitada no tratamento de bactérias resistentes aos medicamentos. Os agentes antimicrobianos desenvolvidos pela IBM Research e pelo Institute of Bioengineering and Nanotechnology são projetados especificamente para atingir uma área infectada para permitir a entrega sistêmica do medicamento.

p Uma vez que esses polímeros entram em contato com a água dentro ou sobre o corpo, eles se auto-montam em uma nova estrutura de polímero projetada para atingir as membranas de bactérias com base na interação eletrostática e romper as membranas e paredes celulares. A natureza física dessa ação impede que as bactérias desenvolvam resistência a essas nanopartículas.

p A carga elétrica encontrada naturalmente nas células é importante porque as novas estruturas poliméricas são atraídas apenas para as áreas infectadas, preservando os glóbulos vermelhos saudáveis ​​de que o corpo precisa para transportar oxigênio por todo o corpo e combater as bactérias.

p Ao contrário da maioria dos materiais antimicrobianos, estes são biodegradáveis, o que aumenta seu potencial de aplicação porque são eliminados naturalmente do corpo (em vez de permanecerem para trás e se acumularem nos órgãos).

p Os polímeros antimicrobianos criados pela IBM Research e pelo Instituto de Bioengenharia e Nanotecnologia e foram testados contra amostras microbianas clínicas pelo Laboratório Estadual para Diagnóstico e Tratamento de Doenças Infecciosas, Primeiro Hospital Afiliado, Faculdade de Medicina e Universidade de Zhejiang na China. O artigo de pesquisa completo foi publicado recentemente na revista revisada por pares Química da Natureza .

p Pesquisadores da IBM já estão aplicando princípios da nanotecnologia para criar inovações médicas potenciais, como o transistor de DNA e a ressonância magnética 3-D. Mais recentemente, eles têm trabalhado em um teste de diagnóstico de ponto de atendimento de uma etapa com base em um chip de silício inovador que requer menos volume de amostra, pode ser significativamente mais rápido, portátil, fácil de usar, e pode testar muitas doenças. Chamado de “Lab on a Chip, "Os resultados são tão rápidos e precisos que uma pequena amostra do sangue de um paciente pode ser testada imediatamente após um ataque cardíaco para permitir que o médico tome rapidamente um curso de ação para ajudar o paciente a sobreviver.