p Nanoesponjas que absorvem uma perigosa toxina formadora de poros produzida por MRSA (resistente à meticilina Staphylococcus aureus ) poderia servir como uma vacina segura e eficaz contra essa toxina. Essa "vacina de nanoesponja" permitiu que o sistema imunológico dos camundongos bloqueasse os efeitos adversos da toxina alfa-hemolisina do MRSA - tanto na corrente sanguínea quanto na pele. Nanoengenheiros da Universidade da Califórnia, San Diego descreveu a segurança e eficácia desta vacina de nanoesponja na edição de 1º de dezembro da Nature Nanotechnology . p As nanoesponjas na base da plataforma experimental de "vacina toxóide" são partículas biocompatíveis feitas de um núcleo de polímero envolto em uma membrana de células vermelhas do sangue. A membrana de células vermelhas do sangue de cada nanoesponja apreende e detém o Staphylococcus aureus (staph) toxina alfa-hemolisina sem comprometer a integridade estrutural da toxina por meio de aquecimento ou processamento químico. Essas nanoesponjas cravejadas de toxinas serviram como vacinas capazes de desencadear anticorpos neutralizantes e combater doses letais da toxina em camundongos.

p As vacinas toxóides protegem contra uma toxina ou conjunto de toxinas, em vez do organismo que produz a (s) toxina (s). À medida que o problema de resistência aos antibióticos piora, As vacinas toxóides oferecem uma abordagem promissora para combater infecções sem depender de antibióticos.

p "Com nossa vacina toxóide, não precisamos nos preocupar com a resistência aos antibióticos. Temos como alvo direto a toxina alfa-hemolisina, "disse Liangfang Zhang, professor de nanoengenharia da Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs e autor sênior do artigo. Ter como alvo a toxina alfa-hemolisina diretamente tem outra vantagem. "Essas toxinas criam um ambiente tóxico que funciona como um mecanismo de defesa que torna mais difícil para o sistema imunológico lutar contra as bactérias Staph, "explicou Zhang.

p Além de MRSA e outras infecções por estafilococos, a abordagem da vacina de nanoesponja pode ser usada para criar vacinas que protegem contra uma ampla gama de toxinas, incluindo aqueles produzidos por E. coli e H. pylori .

p Este trabalho do Laboratório de Nanomateriais e Nanomedicina de Zhang na UC San Diego incluiu o pesquisador de pós-doutorado em nanoengenharia Che-Ming "Jack" Hu, o estudante de graduação em nanoengenharia Ronnie Fang, e o estudante de graduação em bioengenharia Brian Luk.

p Os pesquisadores descobriram que sua vacina de nanoesponja era segura e mais eficaz do que as vacinas de toxóide feitas de toxina estafilocócica tratada termicamente. Depois de uma injeção, apenas 10 por cento dos camundongos infectados com estafilococos tratados com a versão aquecida sobreviveram, em comparação com 50 por cento para aqueles que receberam a vacina de nanoesponja. Com mais duas doses de reforço, as taxas de sobrevivência com a vacina de nanoesponja foram de até 100 por cento, em comparação com 90 por cento com a toxina tratada com calor.

p "A vacina de nanoesponja também foi capaz de prevenir completamente os danos da toxina na pele, onde infecções por MRSA freqüentemente ocorrem, "disse Zhang, que também é afiliado ao Moores Cancer Center da UC San Diego.

p Combate às toxinas formadoras de poros

p Este trabalho é uma reviravolta em um projeto que os nanoengenheiros da UC San Diego apresentaram no início deste ano:uma nanoesponja que pode absorver uma variedade de toxinas formadoras de poros - de proteínas bacterianas a veneno de cobra - no corpo.

p As toxinas formadoras de poros agem abrindo buracos na membrana da célula e deixando a célula essencialmente vazar para a morte. Mas quando as toxinas atacam a membrana dos glóbulos vermelhos que cobre a nanopartícula, "nada vai acontecer. Ele apenas bloqueia a toxina lá, "Zhang explicou.

p Os nanoengenheiros se perguntaram o que aconteceria se eles carregassem uma de suas nanoesponjas com toxina estafilocócica desta forma, e apresentou o pacote completo a uma parte essencial do sistema imunológico chamada células dendríticas. As partículas carregadas podem desencadear uma resposta imunológica e funcionar como uma vacina de toxóide?

p A toxina estafilocócica é tão poderosa que mata as células do sistema imunológico em sua forma inalterada. A maioria das vacinas candidatas, Portanto, use uma versão da toxina processada por calor ou quimicamente que desvenda algumas de suas proteínas e a torne um pouco mais fraca. Mas esse processo também torna a resposta imunológica à toxina um pouco mais fraca.

p "Quanto mais você aquece, quanto mais segura for a toxina, mas quanto mais você aquece, quanto mais você danifica a estrutura da proteína, "Explicou Zhang." E essa estrutura é o que a célula imunológica reconhece, e constrói seus anticorpos contra. "

p A vacina de toxóide com nanoesponja contorna esse problema detendo - mas não alterando - a toxina estafilocócica. Como um prisioneiro perigoso, mas algemado, a toxina estafilocócica pode ser conduzida às células dendríticas do sistema imunológico sem causar nenhum dano.

p Antes disso, "não havia como entregar uma toxina nativa às células do sistema imunológico sem danificá-las, "Zhang disse." Mas essa tecnologia nos permite fazer isso. "

p Cada partícula de vacina tem aproximadamente 85 nanômetros de diâmetro; para comparação, cerca de 1000 deles caberiam na largura de um único cabelo humano. They are cleared from the body after injection in about two weeks, os pesquisadores descobriram.

p Staphylococcus aureus

p Staph bacteria are one of the most common causes of skin infections, and can cause blood poisoning and surgical infections as well as pneumonia. According to the Centers for Disease Control and Prevention, about 80, 000 Americans suffer from invasive MRSA infections each year, and over 11, 000 of those individuals die. No momento, there are no vaccines approved to protect humans against the toxins associated with staph infections, including those caused by MRSA strains.

p The idea for a staph vaccine came about when the researchers considered the success of their nanosponge. If the particle was so good at collecting toxins, they wondered, what were the potential uses of a particle full of toxin? "To be honest, we never thought about the vaccine use from the beginning, " Zhang noted. "But when we do research, we always want to look at a problem in reverse."

p De certa forma, the toxoid vaccine hearkens back to their first use for the particles, as a cancer drug delivery device, Zhang noted.

p The particles "work so beautifully, " Zhang said, that it might be possible to detain several toxins at once on them, creating "one vaccine against many types of pore-forming toxins, " from staph to snake venom.