p Pesquisadores da Northwestern University estão lançando uma rede para nanopartículas. p A equipe descobriu um novo, método rápido para a fabricação de nanopartículas a partir de um simples, polímero de auto-montagem. O novo método apresenta novas possibilidades para diversas aplicações, incluindo purificação de água, diagnósticos e formulações de vacinas de geração rápida, que normalmente requerem muitos tipos diferentes de moléculas a serem capturados ou entregues ao mesmo tempo.

p Usando uma rede de polímero que se desdobra em hidrogéis em nanoescala (ou nanogéis), o método captura com eficiência mais de 95% das proteínas, DNA ou drogas de pequenas moléculas - sozinhas ou em combinações. Por comparação, a eficiência de carregamento é normalmente entre 5% e 20% para outros sistemas de entrega de nanopartículas.

p "Usamos um polímero que forma uma ampla rede ao longo de uma solução aquosa, "disse Evan A. Scott da Northwestern, quem conduziu o estudo. "Então, induzimos o colapso da rede. Ela coleta qualquer coisa dentro da solução, aprisionando terapêuticas dentro de veículos de entrega de nanogel com eficiência muito alta. "

p "Funciona como uma rede de pesca, que primeiro se espalha devido à repulsão eletrostática e, em seguida, encolhe com a hidratação para prender os peixes, '"adicionou Fanfan Du, um pós-doutorado no laboratório de Scott.

p O artigo foi publicado na semana passada (29 de setembro) na revista. Nature Communications .

p Scott é o professor Kay Davis de Engenharia Biomédica na McCormick School of Engineering da Northwestern. Os professores do noroeste, Monica Olvera de la Cruz e Vinayak Dravid, são os co-autores do artigo.

p Moléculas encontradas na natureza, como DNA e peptídeos, pode rapidamente se automontar e se organizar em diversas estruturas. Imitando este processo usando sistemas de polímeros feitos pelo homem, Contudo, permaneceu limitado. Os processos desenvolvidos anteriormente para sistemas de entrega de medicamentos de automontagem são demorados, trabalho intensivo e difícil de escalar. Os processos também tendem a ser terrivelmente ineficientes, culminando em uma pequena fração da droga realmente entrando no sistema de administração.

p "A aplicação clínica de nanopartículas automontadas tem sido limitada por dificuldades com escalabilidade e com o carregamento de terapias grandes ou múltiplas, especialmente proteínas, "Scott disse." Apresentamos um mecanismo altamente escalável que pode carregar de forma estável quase qualquer molécula terapêutica com alta eficiência. "

p A equipe de Scott obteve sucesso usando um homopolímero de polipropileno sulfona (PPSU), que é altamente solúvel em solução de dimetilsulfóxido (DMSO), mas forma agregados eletrostáticos e hidrofílicos na água. Os agregados são anfifílicos, o que faz com que eles se agrupem em redes e, eventualmente, colapsem em géis.

p "Adicionar mais água induz o colapso da rede, levando à formação de nanogéis, "Du disse." A maneira como a água é adicionada afeta a formação da cadeia PPSU, que muda o tamanho e a estrutura dos nanogéis. "

p Simulações atomísticas - realizadas por Baofu Qiao no grupo Olvera de la Cruz - confirmaram que as nanoestruturas foram estabilizadas por ligações sulfona-sulfona fracas. Usando simulações grosseiras realizadas por Trung Dac Nguyen, colega de pós-doutorado da Northwestern, os pesquisadores observaram as estruturas das nano-redes. Isso abre um novo caminho para a montagem de materiais macios por meio da ligação sulfona-sulfona.

p Além de aplicações de entrega de drogas, os pesquisadores também acreditam que o novo método pode ser usado para purificação de água. A rede pode entrar em colapso para coletar contaminantes na água, deixando água pura para trás.