Uma equipe de pesquisadores da Brown University desenvolveu um novo material responsivo que é capaz de liberar carga encapsulada apenas quando bactérias patogênicas estão presentes. O material pode ser usado para fazer curativos que respondem rapidamente a infecções crescentes, mas apenas fornecem medicamentos sob demanda.
O desenvolvimento é particularmente relevante diante da crise global de resistência aos antibióticos, dizem os pesquisadores, pois o material pode ajudar a combater infecções, além de abordar o problema da resistência.

"Desenvolvemos um sistema inteligente de entrega de medicamentos acionado por bactérias", disse Anita Shukla, professora associada da Escola de Engenharia de Brown, que liderou o desenvolvimento do material. "Nossa hipótese é que tecnologias como essa, que reduzem a quantidade de medicamento necessária para um tratamento eficaz, também podem reduzir os efeitos colaterais e o potencial de resistência".

O novo material, descrito na revista ACS Applied Materials and Interfaces , é um hidrogel - uma rede de polímero hidratada. Os hidrogéis são altamente biocompatíveis e podem ser usados ​​para encapsular uma variedade de nanopartículas ou pequenas moléculas terapêuticas. Eles são frequentemente usados ​​em curativos de feridas. Hidrogéis "inteligentes" ou responsivos estão surgindo como plataformas promissoras para entrega de drogas. Eles podem ser feitos para responder ao ambiente localizado – acelerando ou retardando a liberação de medicamentos em resposta à temperatura, pH ou outros fatores.

Para este novo material, Shukla e sua equipe desenvolveram um hidrogel sensível a β-lactamases, uma classe de enzimas liberadas por uma variedade de bactérias nocivas. A presença de β-lactamases faz com que a rede de polímeros reticulados do material se degrade, liberando as nanopartículas terapêuticas contidas nele.

"O interessante é que as β-lactamases são, na verdade, uma das principais causas da resistência aos antibióticos, pois destroem os antibióticos β-lactâmicos, que são alguns dos antibióticos mais comumente prescritos", disse Shukla. "Mas pegamos esse mecanismo de defesa bacteriano e o usamos contra as bactérias."

Em uma série de experimentos de laboratório, Shukla e uma equipe de estudantes de pós-graduação de Brown mostraram que o material é realmente sensível a β-lactamases, liberando carga de nanopartículas apenas quando β-lactamases ou bactérias produtoras de β-lactamases estavam presentes. Caso contrário, o material manteve sua carga encapsulada. A equipe planeja continuar desenvolvendo e testando o material, eventualmente no cenário clínico como um curativo que pode responder a infecções emergentes.

"Achamos que isso é algo que tem o potencial de ser traduzido para a clínica", disse Shukla. "Continuamos a trabalhar para isso."

Outros autores do estudo são Dahlia Alkekhia e Cassi LaRose, do Brown's Center for Biomedical Engineering. + Explorar mais

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