Combatendo as superbactérias com nanotecnologia e pontos quânticos foi tema de artigo escrito por Prashant nagpal Professor Assistente de Engenharia Química e Biológica da Universidade do Colorado. Uma micrografia eletrônica de transmissão de alta resolução de nanopartículas de telureto de cádmio. 

Combatendo as superbactérias com nanotecnologia e pontos quânticos


Combatendo as superbactérias com nanotecnologia e pontos quanticos
by Pixabay - Imagem ilustrativa

Uma nova ferramenta está surgindo na luta contra a doença bacteriana resistente a antibióticos. Além dos esforços globais para limitar o uso excessivo e abuso de drogas antibióticas, a nanomedicina está encontrando maneiras adicionais de atacar essas superbactérias.

As nanopartículas, um milhão de vezes menores que um milímetro, estão se mostrando estáveis, fáceis de fornecer e prontamente incorporadas nas células.

Em um trabalho recente, um grupo de pesquisadores da Universidade do Colorado, usou pontos quânticos em nanoescala - minúsculas partículas de semicondutores com propriedades específicas de absorção de luz - para matar superbactérias resistentes a drogas sem prejudicar o tecido saudável circundante.

Uma vez introduzido no corpo, os pontos quânticos não fazem nada até que sejam ativados por uma luz brilhando sobre eles. Qualquer fonte de luz visível (uma lâmpada, luz ambiente ou mesmo luz solar) pode ser usada para isso. Até agora, nossa pesquisa se concentrou em infecções tópicas na pele; mais profundo dentro do corpo, luzes mais brilhantes ou mais nanopartículas podem ser necessárias.

Quando ativados pela luz, os pontos quânticos começam a gerar elétrons que se ligam ao oxigênio dissolvido nas células, criando íons radicais. Esses íons interrompem reações bioquímicas nas quais as células dependem para comunicação e funções básicas da vida. Desta forma, podemos direcionar e matar células bacterianas muito específicas que causam doenças.

A ameaça das superbactérias


Antibióticos são usados ​​não apenas para tratar infecções bacterianas ativas; eles também são rotineiramente administrados a pacientes submetidos à cirurgia e pessoas com sistema imunológico comprometido por doenças como o HIV e o câncer.


O que é uma superbactéria?


Bactérias que são resistentes a mais de um antibiótico - ou “superbactérias”, como são comumente chamadas - infectam mais de 2 milhões de americanos por ano e matam 23 mil deles. Globalmente, eles matam mais de 700.000 pessoas a cada ano.

Projeções de um painel de pesquisa do governo do Reino Unido sugerem que, se não for controlada, as superbactérias podem matar mais de 10 milhões de pessoas a cada ano até 2050 . Isso superaria em muito todas as outras grandes causas de morte - incluindo diabetes, câncer, diarréia e acidentes de trânsito. O custo econômico é estimado em US $ 100 trilhões até 2050.

Concentrando-se em um alvo


Existem outros medicamentos em escala nanométrica para combater bactérias infecciosas. Quando expostos à luz, eles se aquecem, matando todas as células ao redor deles - não apenas os causadores de doenças . Eles, portanto, requerem ferramentas especiais, como proteínas ou anticorpos, que aderem seletivamente aos tipos de células desejados, para entregá-los em locais muito específicos. Isso, por sua vez, exige a capacidade de identificar com precisão as células-alvo.

Nosso método é uma melhoria que permite o direcionamento mais específico de células a serem tratadas. Pontos quânticos com diferentes tamanhos e propriedades elétricas podem ajudar a criar diferentes íons disruptivos. Isso pode permitir que os médicos escolham disruptores para matar as bactérias invasoras sem prejudicar o tecido sadio próximo.

Os pontos quânticos ativados perturbam o equilíbrio dos processos químicos, chamados de “redução-oxidação” ou “ redox ” para abreviar, em bactérias causadoras de doenças, a fim de matá-los.

Usando este método e apenas uma lâmpada normal, fomos capazes de eliminar uma ampla gama de bactérias resistentes a antibióticos. As bactérias foram fornecidas para nós na forma de amostras clínicas reais da Escola de Medicina da Universidade do Colorado . Eles incluíram algumas das mais perigosas infecções resistentes a drogas: Staphylococcus aureus resistente à meticilina ; Klebsiella pneumoniae produtora de beta-lactamase de espectro estendido e Salmonella typhimurium ; Escherichia coli resistente a múltiplos fármacos ; e Escherichia coli resistente a carbapenem .

Nós também fomos capazes de fazer nanopartículas com diferentes reações à luz, incluindo não ter resposta ou mesmo melhorar a reprodução celular. Aumentar o crescimento de superbactérias não é desejável, mas essa descoberta pode nos permitir incentivar o crescimento de bactérias úteis, como em biorreatores , que podem ajudar a fabricar biocombustíveis e antibióticos.

Tomando os próximos passos com os pontos quanticos


Até agora, nosso trabalho foi em tubos de ensaio em laboratórios controlados; Nosso próximo passo é estudar essa técnica em animais. Se for bem sucedida, esta tecnologia poderá impulsionar a luta contra as bactérias resistentes a múltiplas drogas a curto prazo e no futuro.

Pode, por exemplo, estimular a criação de uma nova classe de fármacos ativados pela luz, levar ao desenvolvimento de tecidos especiais com luzes LED para fototerapia e até formar a base de superfícies auto-desinfetantes e equipamentos médicos.

E enquanto as bactérias continuarão a evoluir para buscar sobrevivência, nossa capacidade de controlar a reação específica dos pontos quânticos, uma vez ativada, pode nos deixar mover mais rapidamente nessa luta, onde a derrota não é uma opção.

Leia o artigo original.

Prashant Nagpal, Assistant Professor of Chemical and Biological Engineering, University of ColoradoThis article was originally published on The Conversation
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