As nanopartículas são ferramentas promissoras de entrega de drogas, oferecendo a habilidade de administrar drogas diretamente a uma parte específica do corpo e evitar os terríveis efeitos colaterais tão freqüentemente vistos com quimioterápicos.

Mas há um problema. As nanopartículas lutam para ultrapassar a primeira linha de defesa do sistema imunológico:proteínas no soro sanguíneo que marcam invasores em potencial. Por causa disso, apenas cerca de 1 por cento das nanopartículas atingem seu alvo pretendido.

"Ninguém escapa da ira das proteínas séricas, "disse Eden Tanner, um ex-pós-doutorado em bioengenharia na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson (SEAS).

Agora, Tanner e uma equipe de pesquisadores liderada por Samir Mitragotri, o Professor Hiller de Bioengenharia e Professor Hansjorg Wyss de Engenharia Biologicamente Inspirada no SEAS, desenvolveram um campo de força iônico que impede que as proteínas se liguem e marcem as nanopartículas.

Em experimentos com ratos, nanopartículas revestidas com o líquido iônico sobreviveram significativamente mais tempo no corpo do que as partículas não revestidas e, surpreendentemente, 50 por cento das nanopartículas chegaram aos pulmões. É a primeira vez que líquidos iônicos são usados ​​para proteger nanopartículas na corrente sanguínea.

"O fato de que esse revestimento permite que as nanopartículas passem pelas proteínas séricas e passem pelos glóbulos vermelhos é realmente incrível porque, uma vez que você é capaz de lutar contra o sistema imunológico de forma eficaz, muitas oportunidades se abrem, "disse Mitragotri, que também é membro do corpo docente do Wyss Institute for Biologicamente Inspired Engineering de Harvard

A pesquisa é publicada em Avanços da Ciência .

Líquidos iônicos, sais essencialmente líquidos, são materiais altamente sintonizáveis ​​que podem conter uma carga.

"Sabíamos que as proteínas séricas eliminam as nanopartículas da corrente sanguínea ao se ligarem à superfície da partícula e sabíamos que certos líquidos iônicos podem estabilizar ou desestabilizar as proteínas, "disse Tanner, que agora é professor assistente de Química e Bioquímica na Universidade do Mississippi. "A questão era, poderíamos alavancar as propriedades dos líquidos iônicos para permitir que as nanopartículas deslizem pelas proteínas invisíveis. "

"A melhor coisa sobre os líquidos iônicos é que cada pequena mudança que você faz em sua química resulta em uma grande mudança em suas propriedades, "disse Christine Hamadani, um ex-aluno de graduação da SEAS e primeiro autor do artigo. "Mudando uma ligação de carbono, você pode alterar se atrai ou repele proteínas. "

Hamadani é atualmente um estudante de graduação no laboratório de Tanner na Universidade do Mississippi.

Os pesquisadores revestiram suas nanopartículas com hexenoato de colina líquido iônico, que tem aversão às proteínas séricas. Uma vez no corpo, essas nanopartículas revestidas com líquido iônico pareceram se ligar espontaneamente à superfície dos glóbulos vermelhos e circular até atingirem o denso sistema capilar dos pulmões, onde as partículas se separaram no tecido pulmonar.

"Esse fenômeno da carona foi uma descoberta realmente inesperada, "disse Mitragotri." Os métodos anteriores de pegar carona exigiam um tratamento especial para que as nanopartículas se ligassem aos glóbulos vermelhos e, mesmo assim, eles só permaneceram em um local-alvo por cerca de seis horas. Aqui, mostramos 50 por cento da dose injetada ainda nos pulmões após 24 horas. "

A equipe de pesquisa ainda precisa entender o mecanismo exato que explica por que essas partículas viajam tão bem para o tecido pulmonar, mas a pesquisa demonstra o quão preciso o sistema pode ser.

"Esta é uma tecnologia tão modular, "disse Tanner, que planeja continuar a pesquisa em seu laboratório na Universidade do Mississippi. "Qualquer nanopartícula com uma mudança de superfície pode ser revestida com líquidos iônicos e existem milhões de líquidos iônicos que podem ser ajustados para ter propriedades diferentes. Você poderia ajustar a nanopartícula e o líquido para atingir locais específicos no corpo."

"Nós, como um campo, precisamos de tantas ferramentas quanto pudermos para lutar contra o sistema imunológico e levar os medicamentos aonde eles precisam, "disse Mitragotri." Líquidos iônicos são a ferramenta mais recente nessa frente.