A entrega de medicamentos aos pulmões através de nanopartículas inaláveis pode ajudar a tratar a doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC). Em camundongos com sinais da doença, as nanopartículas projetadas para liberar antibióticos nas profundezas dos pulmões reduziram a inflamação e melhoraram a função pulmonar, de acordo com um estudo publicado na Science Advances.
A DPOC faz com que as vias aéreas dos pulmões 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 pulmões, atraindo patógenos bacterianos que agravam ainda mais a doença. Essa espessa camada de muco também retém medicamentos, dificultando o tratamento de infecções.
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 pulmões.
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 infecção bacteriana pulmonar em seis camundongos com sinais 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 pulmões do que aqueles que receberam apenas o antibiótico. Eles também tinham menos moléculas inflamatórias nos pulmões e menos dióxido de carbono no sangue, 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 cística, onde o muco espesso dificulta o tratamento de infecções, 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 pulmões. “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 pulmão e inibindo a ativação do receptor Toll-like 9 para promover a resolução da inflamação.
Esta estratégia imunoantibacteriana pode mudar o paradigma atual do manejo da DPOC.
Fontes:
Science Advances, Vol. 10, Nº 6, em 07 de fevereiro de 2024.
New Scientist, notícia publicada em 07 de fevereiro de 2024.
