A pandemia de COVID-19 destacou o impacto devastador da inflamação pulmonar aguda (LPA), que faz parte da síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA), que é a causa dominante de morte no COVID-19. Uma nova rota potencial para o diagnóstico e tratamento da SDRA vem do estudo de como os neutrófilos - os glóbulos brancos responsáveis ​​por detectar e eliminar partículas nocivas no corpo - diferenciam quais materiais devem ser absorvidos pela estrutura da superfície do material e favorecem a absorção de partículas que exibem "aglutinação de proteínas", de acordo com uma nova pesquisa da Perelman School of Medicine da Universidade da Pensilvânia. As descobertas são publicadas em Nature Nanotechnology .
Os pesquisadores investigaram como os neutrófilos são capazes de diferenciar entre bactérias a serem destruídas e outros compostos na corrente sanguínea, como partículas de colesterol. Eles testaram uma biblioteca composta por 23 nanopartículas baseadas em proteínas diferentes em camundongos com ALI que revelaram um conjunto de "regras" que prevêem a absorção por neutrófilos. Os neutrófilos não absorvem partículas rígidas e simétricas, como vírus, mas absorvem partículas que exibiram "aglutinação de proteínas", que os pesquisadores chamam de nanopartículas com proteína aglutinada (NAPs).

"Queremos utilizar a função existente de neutrófilos que identifica e elimina invasores para informar como projetar uma nanopartícula de 'cavalo de Tróia' ​​que os neutrófilos hiperativos ingerirão e fornecerão tratamento para aliviar ALI e SDRA", disse o principal autor do estudo, Jacob Myerson, Ph. D., pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Farmacologia de Sistemas e Terapêutica Translacional. "Para construir este sistema de entrega de 'cavalo de Tróia', porém, tivemos que determinar como os neutrófilos identificam quais partículas no sangue devem ser absorvidas".

A LPA e SDRA são formas de insuficiência respiratória com risco de vida, com altas taxas de morbidade e mortalidade. Antes do COVID-19, havia 190.000 casos anuais de SDRA nos EUA e 75.000 mortes, sendo a SDRA causada por pneumonia, sepse e trauma. No entanto, o COVID aumentou os casos de SDRA para milhões. Quando ocorre ALI ou SDRA, os sacos aéreos do pulmão recrutam neutrófilos para os pulmões para eliminar os micróbios circulantes. Esse processo faz com que os neutrófilos liberem compostos que agravam ainda mais a lesão pulmonar e danificam os sacos aéreos, de modo que os pacientes desenvolvem baixos níveis de oxigênio no sangue. Infelizmente, apesar da gravidade da LPA/SDRA, não há medicamento eficaz para controlá-la, e o tratamento atualmente se concentra em apoiar os pacientes enquanto os pulmões curam naturalmente, mas lentamente.

Para lidar com a SDRA e outros problemas médicos, pesquisadores da Penn e de outros lugares têm usado nanopartículas para concentrar drogas em órgãos feridos ou doentes. Essas nanopartículas também estão sendo usadas para terapia gênica e imunoterapia.

Os pesquisadores observam que, embora o desenvolvimento de terapias viáveis ​​para ALI/ARDS usando nanopartículas para fornecer tratamentos via neutrófilos esteja muito distante, esta pesquisa representa um passo significativo na compreensão da condição e função do sistema imunológico.

"Agora que determinamos que os neutrófilos patrulham as nanopartículas com proteína aglutinada, nosso próximo passo é entender como e por que outros micróbios, como vírus, que são rígidos e simétricos, evoluíram para escapar dos neutrófilos", disse o autor sênior Jacob Brenner, MD, Ph.D., professor associado de Medicina Pulmonar na Divisão de Pneumologia, Alergia e Cuidados Intensivos. “Com esse conhecimento, podemos continuar a utilizar essa combinação única de ciência e engenharia de materiais para criar terapias específicas para doenças que visam patologias mais avançadas e complicadas”. + Explorar mais

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