Um dos obsta¡culos para o desenvolvimento desses “bioterapaªuticos vivos” éque muitas das espanãcies que poderiam ser benanãficas são prejudicadas pelo oxigaªnio, dificultando sua fabricação, armazenamento e distribuição. Os engenheiros químicos do MIT mostraram agora que podem proteger essas bactanãrias com um revestimento que as ajuda a sobreviver ao processo de fabricação.

Em um estudo publicado hoje no Journal of the American Chemical Society , os pesquisadores mostraram que poderiam usar o revestimento em uma cepa de E. coli , bem como em outra espanãcie que pode ajudar na digestãode amidos de plantas. O revestimento poderia ser aplicado a muitas outras espanãcies também, dizem eles.

“Acreditamos que este revestimento pode ser usado para proteger praticamente qualquer micróbio de interesse”, diz Ariel Furst, o Professor de Desenvolvimento de Carreira de Engenharia Quí­mica de Raymond e Helen St. Laurent e autor saªnior do novo estudo. “Achamos que existem micróbios que podem ajudar com uma variedade de doenças e que podemos protegaª-los para manufatura e produção.”

Gang Fan pa³s-doutorado no MIT éo principal autor do estudo. Pris Wasuwanich, graduando do MIT, e Mariela Rodriguez-Otero, ex-bolsista do Laborata³rio de Pesquisa de Materiais do MIT, também são autores do artigo.

A maioria dos micróbios que vivem no intestino humano são anaera³bios e tem vários graus de sensibilidade ao oxigaªnio. Alguns podem tolerar um pouco de oxigaªnio, enquanto para outros, o oxigaªnio émortal.

Isso torna difa­cil testar seu potencial como tratamento para doenças humanas, porque as bactanãrias precisam ser liofilizadas e formuladas em ca¡psulas para serem utilizadas terapeuticamente. Neste estudo, Furst e seus colegas decidiram tentar proteger as bactanãrias anaera³bias revestindo-as com um material feito de a­ons meta¡licos e compostos orga¢nicos chamados polifena³is.

Quando polifena³is e a­ons de metal são colocados em uma solução, eles formam uma folha bidimensional em forma de grade. Para este estudo, os pesquisadores usaram ferro, que éseguro para consumo humano, e três polifena³is que são classificados como GRAS (geralmente considerados seguros) pela Food and Drug Administration: a¡cido ga¡lico, a¡cido ta¢nico e epigalocatequina, todos os quais são encontrados no cha¡ e outros produtos vegetais.

Se bactanãrias também forem adicionadas a  solução, o material se auto-monta em um revestimento sobre células bacterianas individuais. Este revestimento protege as bactanãrias durante o processo de liofilização e fabricação. Os pesquisadores mostraram que as células revestidas eram sauda¡veis ​​e capazes de realizar atividades celulares normais, embora seu crescimento fosse temporariamente inibido.

Quando exposto a um ambiente a¡cido, como o esta´mago, o revestimento se decompaµe e libera as bactanãrias.

Uma das cepas que os pesquisadores usaram para testar o revestimento éo Bacteroides thetaiotaomicron. Essa espanãcie, que possui enzimas especializadas para digerir carboidratos, parece ser mais abundante no microbioma intestinal de pessoas sauda¡veis. No entanto, tem sido difa­cil estudar como essas bactanãrias podem promover a saúde se administradas como bioterapaªuticas, pois são muito sensa­veis ao oxigaªnio.

Bactanãrias com este tipo de revestimento protetor também podem ser aºteis para aplicações agra­colas, como ajudando a tornar as safras mais tolerantes ao estresse. Outra aplicação possí­vel para o revestimento éusa¡-lo para proteger micróbios que são usados ​​como vacinas. A vacina BCG, que consiste na versão bovina do micróbio causador da tuberculose, édifa­cil de produzir e deve ser armazenada em baixas temperaturas. Revesti-lo com uma camada protetora pode eliminar a necessidade de armazenamento refrigerado e tornar a distribuição mais fa¡cil, diz Furst.

“Se pudermos eliminar a necessidade de armazenamento refrigerado e transporte, pensamos que isso tornaria uma grande quantidade de terapaªuticas mais amplamente dispona­vel”, diz ela.

A pesquisa foi financiada pelo MIT-Deshpande Center, pelo Programa de Oportunidades de Pesquisa de Graduação do MIT e pelo Programa do Laborata³rio de Pesquisa de Materiais do MIT MRSEC da National Science Foundation.