Adesivo elétrico na pele pode manter feridas livres de infecção

Um adesivo que aplica pulsos elétricos na pele¹ pode ser usado antes ou depois de uma cirurgia para evitar que bactérias que vivem inofensivamente na pele¹ entrem no corpo e causem envenenamento do sangue², reduzindo nossa dependência de antibióticos. As descobertas foram publicadas no periódico científico Device.

A bactéria³ Staphylococcus epidermidis geralmente vive inofensivamente na pele¹ humana, mas se entrar no corpo após uma cirurgia ou por meio de rachaduras na pele¹ devido a condições como psoríase⁴, pode causar infecções⁵ na corrente sanguínea, o que pode levar a uma pressão arterial⁶ perigosamente baixa.

Os antibióticos podem prevenir e tratar essas infecções⁵, mas isso levou ao surgimento de cepas⁷ de S. epidermidis resistentes a antibióticos. Procurando outra abordagem, Bozhi Tian da Universidade de Chicago e seus colegas consideraram o potencial dos pulsos elétricos, que já haviam demonstrado matar bactérias.

Os pesquisadores criaram adesivos plásticos quadrados com 1 milímetro de largura, cada um contendo eletrodos de ouro que, quando conectados, produzem pulsos elétricos que não podem ser sentidos pelas pessoas. Eles então espalharam uma cepa⁸ de S. epidermidis em cinco amostras de pele¹ de porco desinfetada e colocaram um adesivo em cima de cada pedaço.

Após eletrocutar a pele¹ por 10 segundos a cada 10 minutos por 18 horas, a equipe descobriu que os níveis de S. epidermidis foram reduzidos 10 vezes nessas amostras em comparação com outras que tiveram adesivos colocados, mas que não forneceram pulsos elétricos.

A intervenção também interrompeu a capacidade das bactérias de se unirem para formar uma camada chamada biofilme, que tem sido associada a infecções⁵ mais graves.

Leia sobre "Tratamento de feridas", "Curativos" e "Infecções⁵ oportunistas".

Os resultados sugerem que os adesivos, que teoricamente poderiam ser cortados em qualquer tamanho, poderiam reduzir o risco de infecções⁵ graves por S. epidermidis resistentes a medicamentos, diz Tian.

O uso generalizado de antibióticos está causando um aumento na resistência aos medicamentos e essa abordagem alternativa pode ajudar a desacelerar a crise, diz Munehiro Asally da Universidade de Warwick, Reino Unido. Mas não está claro como os adesivos podem afetar outras bactérias na pele¹ que também podem causar envenenamento do sangue², ele diz.

A equipe de Tian planeja explorar isso em estudos posteriores e, esperançosamente, testar a abordagem em animais vivos em cerca de um ano.

Confira a seguir o resumo do artigo publicado.

Controle bioeletrônico sem medicamentos de patógenos oportunistas por meio de excitabilidade seletiva

Panorama geral

Células⁹ de mamíferos, como neurônios¹⁰ e cardiomiócitos, são eletricamente excitáveis. Dispositivos como marcapassos e estimuladores neurais exploram essa característica para terapias elétricas sem medicamentos. Em contraste, a excitabilidade de bactérias residentes tem sido menos explorada, apesar de seu papel crucial na saúde¹¹ humana.

Se a excitabilidade da microbiota¹² humana pudesse ser aproveitada de forma semelhante para controle bioeletrônico sem medicamentos, ela poderia fornecer soluções para resistência a antibióticos em infecções⁵ oportunistas.

Neste estudo, explorou-se a excitabilidade elétrica da Staphylococcus epidermidis, uma bactéria³ que vive na pele¹ responsável por infecções⁵ clínicas comuns. Embora não respondesse em pH neutro, descobriu-se que as bactérias se tornavam eletricamente excitáveis no ambiente ácido da pele¹ saudável. Chamou-se isso de “excitabilidade seletiva”, pois as bactérias eram seletivas ou exigentes quanto ao ambiente em que exibiam excitabilidade.

Explorando a excitabilidade seletiva, suprimiu-se os fatores de virulência¹³ bacteriana com estimulação elétrica suave. Este método oferece métodos localizados, programáveis e sem antibióticos para controlar patógenos oportunistas.

Destaques

• O pH saudável da pele¹ confere excitabilidade elétrica ao Staphylococcus epidermidis.
• As bactérias eletricamente sensibilizadas são suprimidas por estimulação elétrica suave.
• Dispositivo bioeletrônico flexível reduz biofilmes bacterianos na pele¹ suína.

Resumo

A excitabilidade natural em tecidos de mamíferos tem sido amplamente explorada para terapias eletrocêuticas sem medicamentos. No entanto, não está claro se os residentes bacterianos no corpo humano¹⁴ são igualmente excitáveis e se sua excitabilidade também pode ser aproveitada para tratamento bioeletrônico sem medicamentos.

Usando uma plataforma microeletrônica, examinou-se a excitabilidade elétrica da Staphylococcus epidermidis, uma bactéria³ residente na pele¹ responsável por infecções⁵ clínicas generalizadas. Descobriu-se que um estímulo elétrico não letal poderia excitar a S. epidermidis, induzindo mudanças reversíveis no potencial de membrana.

Curiosamente, a S. epidermidis tornou-se excitável apenas sob pH ácido da pele¹, indicando que as bactérias eram “seletivas” sobre o ambiente em que demonstravam excitabilidade. Essa excitabilidade seletiva permitiu a supressão programável da formação de biofilme usando voltagens de estimulação benignas.

Por fim, demonstrou-se a supressão de S. epidermidis em um modelo de pele¹ suína usando um adesivo eletrocêutico flexível.

Esse trabalho mostra que a excitabilidade inata de bactérias residentes pode ser ativada seletivamente para controle bioeletrônico sem medicamentos.

Veja também sobre "Usos e abusos dos antibióticos" e "A resistência aos antibióticos e as superbactérias".

Fontes:
Device, Vol. 2, Nº 11, em novembro de 2024.
New Scientist, notícia publicada em 24 de outubro de 2024.