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Nanopartículas inaláveis podem ajudar a tratar doença pulmonar crônica

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A entrega de medicamentos aos pulmões1 através de nanopartículas inaláveis pode ajudar a tratar a doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC). Em camundongos com sinais2 da doença, as nanopartículas projetadas para liberar antibióticos nas profundezas dos pulmões1 reduziram a inflamação3 e melhoraram a função pulmonar, de acordo com um estudo publicado na Science Advances.

A DPOC faz com que as vias aéreas dos pulmões1 se tornem progressivamente mais estreitas e rígidas, obstruindo o fluxo de ar e impedindo a eliminação do muco. Como resultado, o muco se acumula nos pulmões1, atraindo patógenos bacterianos que agravam ainda mais a doença. Essa espessa camada de muco também retém medicamentos, dificultando o tratamento de infecções4.

Leia sobre "Doenças respiratórias", "DPOC: o que é" e "Usos e abusos dos antibióticos".

Assim, Junliang Zhu, da Universidade Soochow, na China, e seus colegas desenvolveram nanopartículas inaláveis capazes de penetrar no muco para administrar medicamentos nas profundezas dos pulmões1.

Os pesquisadores construíram as nanopartículas ocas de sílica porosa, as quais preencheram com um antibiótico chamado ceftazidima. Uma camada de compostos carregados negativamente envolvendo as nanopartículas bloqueou os poros, evitando o vazamento do antibiótico. Essa carga negativa também ajuda as nanopartículas a penetrar no muco. Então, a leve acidez do muco transforma a carga dessa camada de negativa em positiva, abrindo os poros e liberando o medicamento.

Os pesquisadores usaram um spray inalável contendo nanopartículas para tratar uma infecção5 bacteriana pulmonar em seis camundongos com sinais2 de DPOC. Um número igual de animais recebeu apenas o antibiótico.

Em média, os camundongos tratados com as nanopartículas tinham cerca de 98% menos bactérias patogênicas dentro dos pulmões1 do que aqueles que receberam apenas o antibiótico. Eles também tinham menos moléculas inflamatórias nos pulmões1 e menos dióxido de carbono no sangue6, indicando melhor função pulmonar.

Estas descobertas sugerem que as nanopartículas podem melhorar a administração de medicamentos em pessoas com DPOC ou outras doenças pulmonares, como a fibrose cística7, onde o muco espesso dificulta o tratamento de infecções4, diz Vincent Rotello, da Universidade de Massachusetts Amherst, que não esteve envolvido no estudo. No entanto, não está claro se essas nanopartículas são eliminadas pelos pulmões1. “Se você tiver um sistema de entrega que se acumula ao longo do tempo, isso seria problemático”, diz ele.

No artigo publicado, os pesquisadores relatam que faltam modalidades terapêuticas eficazes e estratégias de administração de medicamentos para o tratamento das exacerbações da doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC).

Neste estudo, imunoantimicrobianos (IMAMs) de dupla penetração de muco e biofilme foram desenvolvidos para fazer a ponte entre a terapia antibacteriana e a imunoterapia pró-resolução da DPOC.

IMAMs foram construídos a partir de nanopartículas de sílica mesoporosa oca (NSMOs), que encapsulam ceftazidima (CAZ), fechadas por um polipeptídeo transformável por carga / conformação. O polipeptídeo adota uma conformação enrolada aleatoriamente com carga negativa, mascarando os poros das NSMOs para evitar o vazamento de antibiótico e permitindo que os IMAMs nebulizados penetrem com eficiência no muco brônquico e no biofilme.

Dentro do biofilme ácido, o polipeptídeo se transforma em uma hélice α catiônica e rígida, aumentando a retenção do biofilme e desmascarando os poros para liberar CAZ. Enquanto isso, o polipeptídeo é ativado condicionalmente para romper as membranas bacterianas e vasculhar pelo DNA bacteriano, funcionando como um adjuvante da CAZ para erradicar bactérias colonizadoras do pulmão8 e inibindo a ativação do receptor Toll-like 9 para promover a resolução da inflamação3.

Esta estratégia imunoantibacteriana pode mudar o paradigma atual do manejo da DPOC.

Veja também sobre "Imunoterapia" e "O que é inflamação3".

 

Fontes:
Science Advances, Vol. 10, Nº 6, em 07 de fevereiro de 2024.
New Scientist, notícia publicada em 07 de fevereiro de 2024.

 

NEWS.MED.BR, 2024. Nanopartículas inaláveis podem ajudar a tratar doença pulmonar crônica. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/1466962/nanoparticulas-inalaveis-podem-ajudar-a-tratar-doenca-pulmonar-cronica.htm>. Acesso em: 9 nov. 2024.

Complementos

1 Pulmões: Órgãos do sistema respiratório situados na cavidade torácica e responsáveis pelas trocas gasosas entre o ambiente e o sangue. São em número de dois, possuem forma piramidal, têm consistência esponjosa e medem cerca de 25 cm de comprimento. Os pulmões humanos são divididos em segmentos denominados lobos. O pulmão esquerdo possui dois lobos e o direito possui três. Os pulmões são compostos de brônquios que se dividem em bronquíolos e alvéolos pulmonares. Nos alvéolos se dão as trocas gasosas ou hematose pulmonar entre o meio ambiente e o corpo, com a entrada de oxigênio na hemoglobina do sangue (formando a oxiemoglobina) e saída do gás carbônico ou dióxido de carbono (que vem da célula como carboemoglobina) dos capilares para o alvéolo.
2 Sinais: São alterações percebidas ou medidas por outra pessoa, geralmente um profissional de saúde, sem o relato ou comunicação do paciente. Por exemplo, uma ferida.
3 Inflamação: Conjunto de processos que se desenvolvem em um tecido em resposta a uma agressão externa. Incluem fenômenos vasculares como vasodilatação, edema, desencadeamento da resposta imunológica, ativação do sistema de coagulação, etc.Quando se produz em um tecido superficial (pele, tecido celular subcutâneo) pode apresentar tumefação, aumento da temperatura local, coloração avermelhada e dor (tétrade de Celso, o cientista que primeiro descreveu as características clínicas da inflamação).
4 Infecções: Doença produzida pela invasão de um germe (bactéria, vírus, fungo, etc.) em um organismo superior. Como conseqüência da mesma podem ser produzidas alterações na estrutura ou funcionamento dos tecidos comprometidos, ocasionando febre, queda do estado geral, e inúmeros sintomas que dependem do tipo de germe e da reação imunológica perante o mesmo.
5 Infecção: Doença produzida pela invasão de um germe (bactéria, vírus, fungo, etc.) em um organismo superior. Como conseqüência da mesma podem ser produzidas alterações na estrutura ou funcionamento dos tecidos comprometidos, ocasionando febre, queda do estado geral, e inúmeros sintomas que dependem do tipo de germe e da reação imunológica perante o mesmo.
6 Sangue: O sangue é uma substância líquida que circula pelas artérias e veias do organismo. Em um adulto sadio, cerca de 45% do volume de seu sangue é composto por células (a maioria glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas). O sangue é vermelho brilhante, quando oxigenado nos pulmões (nos alvéolos pulmonares). Ele adquire uma tonalidade mais azulada, quando perde seu oxigênio, através das veias e dos pequenos vasos denominados capilares.
7 Fibrose cística: Doença genética autossômica recessiva que promove alteração de glândulas exócrinas do organismo. Caracterizada por infecções crônicas das vias aéreas, que leva ao desenvolvimento de bronquiectasias, insuficiência pancreática exócrina, disfunções intestinais, anormalidades das glândulas sudoríparas e disfunção genitourinária.
8 Pulmão: Cada um dos órgãos pareados que ocupam a cavidade torácica que tem como função a oxigenação do sangue.
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