p Engenheiros da Universidade da Califórnia, San Diego inventou uma "nanoesponja" capaz de remover com segurança uma ampla classe de toxinas perigosas da corrente sanguínea - incluindo toxinas produzidas por MRSA, E. coli , cobras e abelhas venenosas. Essas nanoesponjas, que até agora foram estudados em camundongos, pode neutralizar "toxinas formadoras de poros, "que destroem as células fazendo buracos em suas membranas celulares. Ao contrário de outras plataformas antitoxinas que precisam ser sintetizadas de acordo com o tipo de toxina individual, as nanoesponjas podem absorver diferentes toxinas formadoras de poros, independentemente de suas estruturas moleculares. Em um estudo contra a toxina alfa-hemolisina de MRSA, a pré-inoculação com nanoesponjas permitiu que 89 por cento dos ratos sobrevivessem a doses letais. p A administração de nanoesponjas após a dose letal resultou em 44 por cento de sobrevivência.

p O time, liderado por nanoengenheiros da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs, publicou as descobertas em Nature Nanotechnology 14 de abril.

p "Esta é uma nova maneira de remover toxinas da corrente sanguínea, "disse Liangfang Zhang, professor de nanoengenharia da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs e autor sênior do estudo. "Em vez de criar tratamentos específicos para toxinas individuais, estamos desenvolvendo uma plataforma que pode neutralizar toxinas causadas por uma ampla gama de patógenos, incluindo MRSA e outras bactérias resistentes a antibióticos, "disse Zhang. O trabalho também pode levar a terapias não específicas da espécie para picadas de cobras venenosas e picadas de abelha, o que tornaria mais provável que os prestadores de cuidados de saúde ou indivíduos em risco tenham tratamentos que salvam vidas quando mais precisam deles.

p Os pesquisadores pretendem traduzir este trabalho em terapias aprovadas. "Uma das primeiras aplicações que pretendemos seria um tratamento antivirulento para MRSA. É por isso que estudamos uma das toxinas mais virulentas de MRSA em nossos experimentos, "disse" Jack "Che-Ming Hu, o primeiro autor no artigo. Hu, agora um pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Zhang, obteve seu Ph.D. em bioengenharia da UC San Diego em 2011.

p Aspectos deste trabalho serão apresentados em 18 de abril na Research Expo, o evento anual de pesquisa e networking para alunos de pós-graduação da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs.

p Nanoponges as Decoys

p Para escapar do sistema imunológico e permanecer em circulação na corrente sanguínea, as nanoesponjas são envoltas em membranas de glóbulos vermelhos. Esta tecnologia de camuflagem de glóbulos vermelhos foi desenvolvida no laboratório de Liangfang Zhang na UC San Diego. Os pesquisadores demonstraram anteriormente que as nanopartículas disfarçadas de glóbulos vermelhos podem ser usadas para fornecer medicamentos de combate ao câncer diretamente em um tumor. Zhang também tem uma nomeação como docente no UC San Diego Moores Cancer Center.

p Os glóbulos vermelhos são um dos principais alvos das toxinas formadoras de poros. Quando um grupo de toxinas perfura a mesma célula, formando um poro, íons descontrolados invadem e a célula morre.

p As nanoesponjas se parecem com glóbulos vermelhos, e, portanto, servem como iscas de glóbulos vermelhos que coletam as toxinas. As nanoesponjas absorvem toxinas prejudiciais e as desviam de seus alvos celulares. As nanoesponjas tiveram meia-vida de 40 horas nos experimentos dos pesquisadores em camundongos. Eventualmente, o fígado metabolizou com segurança as nanoesponjas e as toxinas sequestradas, com o fígado não causando danos perceptíveis.

p Cada nanoesponja tem um diâmetro de aproximadamente 85 nanômetros e é feita de um núcleo de polímero biocompatível envolto em segmentos de membranas de glóbulos vermelhos.

p A equipe de Zhang separa os glóbulos vermelhos de uma pequena amostra de sangue usando uma centrífuga e, em seguida, coloca as células em uma solução que faz com que elas inchem e se rompam, liberando hemoglobina e deixando peles de RBC para trás. As películas são então misturadas com as nanopartículas em forma de bola até que sejam revestidas com uma membrana de glóbulos vermelhos.

p Apenas uma membrana de glóbulos vermelhos pode fazer milhares de nanoesponjas, que são 3, 000 vezes menor do que um glóbulo vermelho. Com uma única dose, este exército de nanoesponjas inunda a corrente sanguínea, superando os glóbulos vermelhos e interceptando toxinas.

p Based on test-tube experiments, the number of toxins each nanosponge could absorb depended on the toxin. Por exemplo, approximately 85 alpha-haemolysin toxin produced by MRSA, 30 stretpolysin-O toxins and 850 melittin monomoers, which are part of bee venom.

p Em ratos, administering nanosponges and alpha-haemolysin toxin simultaneously at a toxin-to-nanosponge ratio of 70:1 neutralized the toxins and caused no discernible damage.

p One next step, os pesquisadores dizem, is to pursue clinical trials.