Os químicos da National University of Singapore descobriram recentemente que as nanopartículas de ouro-prata (Au-Ag) podem ser usadas para criar imagens e fornecer tratamento simultâneo para infecções bacterianas.

A disseminação global de infecções bacterianas multirresistentes é uma grande ameaça à saúde pública. Eles resultaram em morbidade e mortalidade significativas, pois poucos agentes antibacterianos são eficazes contra eles. Também, as infecções associadas ao biofilme surgiram como outro desafio médico devido à pouca capacidade dos antibióticos de penetrar nas camadas de limo (substâncias poliméricas extracelulares) que envolvem as bactérias. Agentes antibacterianos que podem superar esses problemas de resistência e entrega de drogas, além de criar uma imagem eficaz da gravidade das infecções bacterianas, teria muitas aplicações no campo biomédico.

Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof XU Qing-Hua do Departamento de Química, A NUS descobriu que as nanopartículas de metais nobres emitem fotoluminescência de dois fótons (2PPL) muito mais forte quando se agregam e formam clusters em solução. O processo 2PPL, que envolve a emissão de luz em comprimentos de onda mais curtos por meio da absorção de dois fótons em comprimentos de onda mais longos, é útil para imagens biológicas, pois a matéria celular geralmente não absorve luz em comprimentos de onda mais longos (nomeadamente no infravermelho próximo). Como muitas espécies biologicamente importantes (por exemplo, bactérias) podem causar a agregação de nanopartículas de metal, este fenômeno tem implicações importantes na detecção de dois fótons, imagem e fototerapia para aplicações biomédicas.

Entre as nanopartículas de metais nobres disponíveis, a equipe de pesquisa descobriu que as nanopartículas de Au-Ag (núcleo de Au dentro de uma casca de Ag) fornecem o maior aprimoramento em 2PPL de até 800 vezes quando formam agregados. Em comparação, o fator de aumento é cerca de 250 vezes para nanopartículas de Au de tamanho e forma semelhantes. Um fator de aprimoramento maior significa que as nanopartículas são mais sensíveis a mudanças sutis no ambiente químico. Com base nessa descoberta, a equipe de pesquisa demonstrou que essas nanopartículas de Au-Ag podem ser usadas com eficácia para gerar imagens de infecções bacterianas e fornecer tratamento antibacteriano ao mesmo tempo.

Prof Xu disse, "A excitação aprimorada de dois fótons fornece às nanopartículas de Au-Ag fortes efeitos fototérmicos e atividade antibacteriana superior. Além de sua atividade antibacteriana intrínseca por meio da liberação de íons de prata e geração de espécies reativas de oxigênio, que são ainda melhorados como resultado da eficiência de excitação aprimorada. Devido à sua excepcional atividade antibacteriana, essas nanopartículas foram mostradas para efetivamente erradicar bactérias em biofilmes sob irradiação infravermelha (NIR) em nossos experimentos. A seletividade tridimensional intrínseca da excitação de dois fótons permite a morte seletiva de células bacterianas sem afetar as células saudáveis ​​próximas. "

Futuros esforços de pesquisa para aumentar essas nanopartículas de metal com grupos de ligação específicos de células cancerígenas podem potencialmente permitir que sejam usados ​​como agentes multifuncionais para muitas aplicações biomédicas.