Nanopartículas inaláveis podem ajudar a tratar doença pulmonar crônica

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.

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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.