Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Kelvin Yeung Wai-kwok do Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Escola de Medicina Clínica da Faculdade de Medicina LKS da Universidade de Hong Kong (HKUMed) inventou uma tecnologia não invasiva e sem antibióticos para efetivamente reduzir a infecção por Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) no tecido ósseo.

As novas nanofolhas antibacterianas podem liberar uma quantidade substancial de espécies reativas de oxigênio (ROS) sujeitas à estimulação por ultrassom . Com o engolfamento da membrana de neutrófilos (NM), as nanofolhas são capazes de capturar ativamente as bactérias MRSA profundamente arraigadas no tecido ósseo e eliminar efetivamente 99,72% ± 0,03%. A pesquisa foi publicada na Advanced Materials .

A infecção óssea (osteomielite) é uma infecção no osso ou na medula óssea causada por bactérias, fungos ou outros microorganismos. O organismo patogênico causador comum é MRSA. Infecções graves podem colocar os pacientes em risco de amputação ou até mesmo induzir sepse com risco de vida. Na prática clínica, o tratamento da infecção do tecido ósseo normalmente envolve antibióticos e desbridamento cirúrgico para remover o osso ou tecido infectado.

No entanto, o uso excessivo de antibióticos não apenas compromete a função imune inata do hospedeiro, mas também pode induzir inevitavelmente o surgimento de patógenos resistentes a drogas. Recentemente, a fototerapia (incluindo terapia fotodinâmica e fototérmica) foi aplicada como uma estratégia livre de antibióticos para combater infecções bacterianas. No entanto, a fototerapia convencional é incapaz de tratar a infecção de tecidos profundos nos ossos devido ao seu poder de penetração limitado.

Os pesquisadores, portanto, buscaram uma estratégia alternativa sem antibióticos, aproveitando o poder de penetração do ultrassom nos tecidos humanos.

A equipe de pesquisa da HKUMed inventou um novo sonossensibilizador bidimensional (2D), nanofolhas de Ti 3 C 2 -SD(Ti 3+ ). Um sonossensibilizador convencional disposto em dimensão zero produz eficiência limitada na geração de ROS.

O inovador sonossensibilizador 2D, contendo uma abundância de locais catalíticos planares, pode efetivamente gerar uma quantidade substancial de ROS quando é acionado por um sinal de ultrassom. Após serem cobertas com uma membrana de neutrófilos (NM), as nanofolhas NM-Ti 3 C 2 -SD(Ti 3+ ) (NM-nano-folhas) podem rastrear ativamente a bactéria MRSA no tecido ósseo sujeito à estimulação ultrassônica.

Em um modelo animal , as novas nanofolhas eliminaram a bactéria MRSA no osso em mais de 99,72% dos casos, enquanto a terapia com antibióticos (Vanco) é ineficaz. Além disso, as nanofolhas NM também podem aliviar a inflamação do tecido e auxiliar no reparo ósseo, uma vez que a infecção do tecido ósseo tenha sido controlada. Além disso, as nanofolhas revestidas com NM não apresentam nenhum problema agudo de biossegurança.

O professor Kelvin Yeung Wai-kwok comentou: "Nosso projeto alcançou um salto qualitativo no qual o sítio catalítico ROS no sonossensibilizador se transformou de zero dimensional para bidimensional. Esta invenção pode aumentar notavelmente a produção de bactericida (ROS). Podemos considere também aplicar esta invenção à infecção bacteriana pós-operatória comumente observada em pacientes com câncer ósseo ou pacientes com cistite e peritonite no futuro."