p Uma nanopartícula desenvolvida na Rice University e testada em colaboração com o Baylor College of Medicine (BCM) pode trazer grandes benefícios para o tratamento de emergência de vítimas de lesão cerebral, mesmo aqueles com ferimentos leves. p Conjuntos combinados de polietilenoglicol-carbono hidrofílico (PEG-HCC), já sendo testado para melhorar o tratamento do câncer, também são antioxidantes adeptos. Em estudos com animais, injeções de PEG-HCC durante o tratamento inicial após uma lesão ajudaram a restaurar o equilíbrio do sistema vascular cerebral.

p Os resultados foram divulgados este mês na revista American Chemical Society. ACS Nano .

p Uma infusão de PEG-HCC que estabiliza rapidamente o fluxo sanguíneo no cérebro seria um avanço significativo para trabalhadores de atendimento de emergência e médicos do campo de batalha, disse o químico de arroz e co-autor James Tour.

p "Esta pode ser uma primeira linha de defesa contra as espécies reativas de oxigênio (ROS) que são sempre superestimuladas durante um trauma médico, seja para uma vítima de acidente ou um soldado ferido, "disse Tour, Rice's T.T. e W.F. Chao Chair em Química, bem como professor de engenharia mecânica e ciência dos materiais e de ciência da computação. "Eles certamente são exacerbados quando há trauma com perda maciça de sangue."

p Em uma lesão cerebral traumática, as células liberam uma quantidade excessiva de um ROS conhecido como superóxido (SO) no sangue. Superóxidos são radicais livres tóxicos, moléculas com um elétron desemparelhado, que o sistema imunológico normalmente usa para matar microorganismos invasores. Organismos saudáveis ​​equilibram SO com superóxido dismutase (SOD), uma enzima que o neutraliza. Mas mesmo um trauma cerebral leve pode liberar superóxidos em níveis que sobrecarregam as defesas naturais do cérebro.

p "O superóxido é o mais deletério das espécies reativas de oxigênio, já que é o progenitor de muitos dos outros, "Tour disse." Se você não lida com ASSIM, forma peroxinitrito e peróxido de hidrogênio. SO é o precursor de upstream para muitos dos problemas de downstream. "

p O SO afeta o mecanismo autoregulatório que gerencia o sistema de circulação sensível no cérebro. Normalmente, os vasos dilatam quando a pressão arterial está baixa e se contraem quando alta para manter um equilíbrio, mas a falta de regulação pode levar a danos cerebrais além do que pode ter sido causado pelo trauma inicial.

p "Existem muitas facetas de lesão cerebral que determinam quanto dano haverá, "disse Thomas Kent, o co-autor do artigo, um professor de neurologia BCM e chefe de neurologia no Michael E. DeBakey Veterans Affairs Medical Center em Houston. "Um é a lesão inicial, e isso é feito em minutos. Mas uma série de coisas que acontecem mais tarde muitas vezes tornam as coisas piores, e é aí que podemos intervir. "

p Kent citou como exemplo a segunda explosão de radicais livres que pode ocorrer após a ressuscitação pós-lesão. "Isso é o que podemos tratar:as lesões adicionais que acontecem devido à necessidade de restaurar a pressão arterial de alguém, que fornece oxigênio que leva a mais radicais livres prejudiciais. "

p Em testes, os pesquisadores descobriram que as nanopartículas de PEG-HCC extinguiram imediatamente e completamente a atividade do superóxido e permitiram que o sistema autorregulador recuperasse rapidamente o equilíbrio. Tour disse que as moléculas de ROS prontamente combinam com PEG-HCCs, gerando "uma ligação dupla de carbono inócua, então é realmente uma aniquilação radical. Não existe tal mecanismo na biologia. "Embora uma enzima SOD possa alterar apenas uma molécula de superóxido de cada vez, um único PEG-HCC do tamanho de uma grande proteína com 2-3 nanômetros de largura e 30-40 nanômetros de comprimento pode extinguir centenas ou milhares. "Esta é uma ocasião em que uma embalagem de tamanho nano está fazendo algo que nenhuma droga ou proteína pequena poderia fazer, ressaltando a eficácia das drogas baseadas em nano ativas. "

p "Esta é a coisa mais extraordinariamente eficaz que já vi, "Kent disse." Literalmente poucos minutos depois de injetá-lo, o fluxo sanguíneo cerebral voltou ao normal, e podemos mantê-lo lá com apenas uma segunda injeção simples. No fim, normalizamos os radicais livres enquanto preservamos o óxido nítrico (que é essencial para a autorregulação). Essas partículas mostraram o mecanismo antioxidante que identificamos anteriormente como preditivo de eficácia. "

p As primeiras pistas sobre os poderes antioxidantes do PEG-HCC vieram durante os estudos de toxicidade das nanopartículas com o MD Anderson Cancer Center. "Observamos que eles reduziram a fosfatase alcalina no fígado, "Tour disse." Um de nossos colegas Baylor viu isso e disse:'Ei, parece que está fazendo com que as células do fígado vivam mais do que o normal. '

p "A destruição oxidativa das células do fígado é normal, então isso nos levou a pensar que eles podem ser realmente bons catadores de radicais, "Tour disse.

p Kent disse que as nanopartículas testadas não mostraram sinais de toxicidade, mas quaisquer preocupações remanescentes devem ser respondidas por mais testes. Os pesquisadores descobriram que a meia-vida de PEG-HCCs no sangue - a quantidade de tempo que leva para metade das partículas deixarem o corpo - é entre duas e três horas. Testes com diferentes tipos de células in vitro não mostraram toxicidade, ele disse.

p A pesquisa tem implicações para vítimas de derrame cerebral e pacientes de transplante de órgãos também, Tour disse.

p Próximo, a equipe espera que outro laboratório replique seus resultados positivos. "Já repetimos três vezes, e obtivemos os mesmos resultados, então temos certeza de que isso funciona em nossas mãos, "Kent disse.