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Pesquisadores desenvolvem projeto estrutural de nanopartículas como potencial terapia contra a inflamação pulmonar aguda

Divulgação, Universidade da Pensilvânia

Fonte

Universidade da Pensilvânia

Data

terça-feira, 11 janeiro 2022 06:20

Áreas

Biotecnologia. Medicina. Nanotecnologia.

A pandemia de COVID-19 destacou o impacto devastador da inflamação pulmonar aguda (IPA), que faz parte da síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) e que é a causa dominante de óbitos pela 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 superficial e como favorecem a absorção de partículas com ‘aglutinação de proteínas’, de acordo com uma nova pesquisa da Escola de Medicina da Universidade da Pensilvânia (UPenn), nos Estados Unidos. Os resultados foram publicados na revista científica 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 um modelo animal com IPA, que revelou um conjunto de ‘regras’ que predizem a absorção pelos neutrófilos. Os neutrófilos não absorvem partículas rígidas e simétricas, como vírus, mas absorvem nanopartículas com ‘aglutinação de proteínas’.

“Queremos utilizar a função existente dos neutrófilos que identifica e elimina invasores para informar como projetar uma nanopartícula de ‘cavalo de Tróia’, ​​que neutrófilos hiperativos poderão ingerir e então se transformar em um tratamento para aliviar a IPA e a SDRA”, disse o Dr. Jacob Myerson, autor principal do estudo e pesquisador do Departamento de Farmacologia de Sistemas e Terapêutica Translacional da UPenn. “Para construir esse sistema de entrega de ‘cavalo de Tróia’, porém, tivemos que determinar como os neutrófilos identificam quais partículas no sangue devem ser absorvidas”.

A IPA e a SDRA são formas de insuficiência respiratória com risco de vida, com altas taxas de morbidade e mortalidade. Antes da 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, a COVID-19 aumentou os casos de SDRA para milhões. Quando ocorre IPA ou SDRA, os alvéolos do pulmão recrutam neutrófilos para eliminar os micróbios circulantes. Esse processo faz com que os neutrófilos liberem compostos que agravam ainda mais a lesão pulmonar e danificam os alvéolos, de modo que os pacientes desenvolvem baixos níveis de oxigênio no sangue. Infelizmente, apesar da gravidade da IPA/SDRA, não há medicamento eficaz para controlá-las, 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 UPenn e colegas 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 IPA/SDRA usando nanopartículas para fornecer tratamentos via neutrófilos ainda 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 proteínas aglutinadas, 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 Dr. Jacob Brenner, autor sênior do estudo e professor de Medicina Pulmonar na Divisão de Pneumologia, Alergia e Cuidados Intensivos da UPenn. “Com esse conhecimento, podemos continuar utilizando essa combinação única de ciência e engenharia de materiais para criar terapias específicas que visam patologias mais avançadas e complicadas”, concluiu o pesquisador.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade da Pensilvânia (em inglês).

Fonte: Sophie Kluthe, Escola de Medicina da Universidade da Pensilvânia. Imagem: Divulgação, Universidade da Pensilvânia.

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