As infecções associadas aos cuidados de saúde são um problema comum no tratamento de feridas supuradas, assim como o aumento de bactérias multirresistentes. Para combater eficaz e seletivamente as infeções bacterianas, uma equipa de investigadores desenvolveu um nanomaterial bactericida equipado com um “interruptor de luz” fotoquímico que pode ser direcionado tanto contra bactérias Gram-positivas como Gram-negativas.



Como relata a equipe em seu estudo publicado na Angewandte Chemie , a sua eficácia contra o MRSA pode ser estendida a outras infecções bacterianas seletivas.

As infecções resistentes aos antibióticos tornaram-se uma preocupação urgente de saúde pública, particularmente em ambientes hospitalares. Muitas das espécies bacterianas em questão são de natureza generalizada, mas podem causar infecções muito mais graves, por vezes intratáveis, em pacientes imunocomprometidos.

Os materiais bactericidas oferecem uma nova abordagem para combater infecções associadas aos cuidados de saúde que não depende de antibióticos. Mrinmoy De e colegas do Instituto Indiano de Ciência em Bengaluru, Índia, conseguiram agora produzir um nanomaterial responsivo à luz UV-visível que pode ser alterado para atingir bactérias Gram-positivas ou Gram-negativas.

Ambos os tipos de bactérias têm estruturas e composições de membrana externa muito diferentes. Bactérias Gram-positivas, incluindo Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), têm uma membrana bacteriana composta principalmente por peptidoglicanos.

Em contraste, as bactérias Gram-negativas, incluindo Pseudomonas aeruginosa, outra bactéria associada aos cuidados de saúde com resistência problemática a antibióticos de banda larga, possuem membrana interna e externa composta principalmente por fosfolípidos com uma fina camada de peptidoglicano. “É importante alcançar atividade bactericida seletiva para cepas”, diz De.

Para conseguir um agente bactericida que pudesse interagir seletivamente com ambas as superfícies químicas, a equipe projetou um nanomaterial funcionalizado feito de dissulfeto de molibdênio (MoS₂ ) com porções azobenzeno às quais foram ligados grupos amino quaternários carregados positivamente. Enquanto MoS₂ é um bactericida e os grupos amino quaternários permitem a despolarização da membrana, as porções de azobenzeno introduzem um interruptor acionado pela luz na nanoestrutura de uma forma trans alongada para uma forma cis curvada para criar interações seletivas de superfície.

A equipe usou várias sondas químicas e medições ópticas para determinar que ambas as formas cis e trans do nanomaterial matavam as bactérias, embora de maneiras muito diferentes.

Para a P. aeruginosa Gram-negativa, a forma trans despolarizou a membrana bacteriana e perfurou-a completamente. Isso permitiu que o MoS₂ nanomaterial para gerar espécies reativas de oxigênio intracelular e matar as bactérias. Por outro lado, a cepa Gram-positiva de MRSA respondeu à forma cis de forma mais eficaz. Neste caso, a parede celular foi danificada e rompida por interações específicas.

Simplesmente “mudando” a chave UV do estado fundamental trans para o estado cis, a equipe foi capaz de controlar a seletividade para qualquer tipo de bactéria. Eles demonstraram a eficácia de seu nanomaterial ao curar com sucesso feridas infectadas por MRSA em modelos de camundongos. As feridas fecharam completamente após 10 dias quando tratadas com o reagente cis, mais rápido que o tratamento antibiótico usual com vancomicina.

Mais informações: Jagabandhu Sahoo et al, Photo‐Controlled Gating of Selective Bacterial Membrane Interaction and Enhanced Antibacterial Activity for Wound Healing, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202314804
Informações do diário: Angewandte Chemie Edição Internacional , Angewandte Chemie

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