p Pesquisadores da IBM e do Instituto de Bioengenharia e Nanotecnologia fizeram uma descoberta da nanomedicina em que converteram materiais plásticos comuns como tereftalato de polietileno (PET) em materiais não tóxicos e biocompatíveis projetados para especificamente atacar e atacar infecções fúngicas. Esta pesquisa foi publicada hoje no jornal revisado por pares, Nature Communications . p Mais de um bilhão de pessoas são afetadas por infecções fúngicas todos os anos, variando em gravidade de doenças de pele tópicas, como pé de atleta, a infecções fúngicas no sangue com risco de vida. A infecção é mais provável de ocorrer quando o sistema imunológico do corpo está comprometido devido a uma doença como HIV / AIDS, câncer ou ao receber tratamento com antibióticos.

p Há uma necessidade premente de desenvolver agentes antifúngicos eficientes e específicos para doenças para mitigar esse problema crescente de resistência aos medicamentos. A terapêutica antifúngica tradicional precisa entrar na célula para atacar a infecção, mas tem dificuldade em atingir e penetrar na parede da membrana do fungo. Também, uma vez que os fungos são metabolicamente semelhantes às células de mamíferos, os medicamentos existentes podem ter problemas para diferenciar entre células saudáveis ​​e células infectadas.

p Reconhecendo isso, Os cientistas da IBM aplicaram um processo catalítico orgânico para facilitar a transformação do PET, ou resíduos de plástico de uma garrafa, em moléculas inteiramente novas que podem ser transformadas em agentes antifúngicos. Isso é significativo, pois as garrafas de plástico são normalmente recicladas por aterramento mecânico e podem ser reutilizadas principalmente em produtos secundários, como roupas, carpetes ou equipamentos de playground.

p Como funciona

p Esses novos agentes antifúngicos se auto-montam por meio de um processo de ligação de hidrogênio, colando-se uns aos outros como velcro molecular em uma forma de polímero para formar nanofibras. Isso é importante porque esses agentes antifúngicos são ativos apenas como terapêuticos na forma de fibra ou semelhante a polímero.

p Esta nova nanofibra carrega uma carga positiva e pode direcionar seletivamente e anexar apenas às membranas fúngicas carregadas negativamente com base na interação eletrostática. Em seguida, ele rompe e destrói as paredes da membrana celular do fungo, impedindo-o de desenvolver resistência.

p De acordo com o Dr. Yi Yan Yang, Líder de grupo, IBN, "A capacidade dessas moléculas de se automontar em nanofibras é importante porque, ao contrário das moléculas discretas, fibras aumentam a concentração local de cargas catiônicas e massa composta. Isso facilita o direcionamento da membrana do fungo e sua subsequente lise, permitindo que os fungos sejam destruídos em baixas concentrações. "

p Aproveitando os recursos computacionais da IBM Research, os pesquisadores simularam os conjuntos antifúngicos, prever quais modificações estruturais criariam a eficácia terapêutica desejada.

p "À medida que as metodologias preditivas computacionais continuam a avançar, podemos começar a estabelecer regras básicas para a automontagem para projetar terapias complexas para combater infecções, bem como o encapsulamento eficaz, transporte e entrega de uma grande variedade de cargas para seus locais afetados, "disse o Dr. James Hedrick, Cientista de materiais orgânicos avançados, IBM Research - Almaden.

p A concentração inibitória mínima (MIC) das nanofibras, que é a concentração mais baixa que inibe o crescimento visível de fungos, demonstrou forte atividade antifúngica contra vários tipos de infecções fúngicas. Em outros estudos conduzidos pelo IBN de Cingapura, testes mostraram que as nanofibras erradicaram mais de 99,9% de C. albicans, uma infecção fúngica que causa a terceira infecção mais comum da corrente sanguínea nos Estados Unidos, após uma única hora de incubação e não indicou resistência após 11 tratamentos. Os antifúngicos convencionais só foram capazes de suprimir o crescimento adicional de fungos, enquanto a infecção exibiu resistência aos medicamentos após seis tratamentos

p Descobertas adicionais desta pesquisa indicaram que as nanofibras efetivamente dispersaram os biofilmes fúngicos após o tratamento único, enquanto os antifúngicos convencionais não foram eficazes contra os biofilmes.

p The in vivo antifungal activity of the nanofibers was also evaluated in a mouse model using a contact lens-associated C. albicans biofilm infection. The nanofibers significantly decreased the number of fungi, hindered new fungal structure growth in the cornea and reduced the severity of existing eye inflammation. These experiments also showed mammalian cells survived long after incubation with the nanofibers, indicating excellent in vitro biocompatibility. Além disso, no significant tissue erosion is observed in the mouse cornea after topical application of the nanofibers.

p "A key focus of IBN's nanomedicine research efforts is the development of novel polymers and materials for more effective treatment and prevention of various diseases, " said Professor Jackie Y. Ying, IBN Executive Director. "Our latest breakthrough with IBM allows us to specifically target and eradicate drug-resistant and drug-sensitive fungi strains and fungal biofilms, without harming surrounding healthy cells."