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Os pesquisadores desenvolvem um projeto estrutural de nanopartículas para direcionar os glóbulos brancos responsáveis ​​pela inflamação pulmonar
Os pesquisadores investigaram como os neutrófilos são capazes de diferenciar entre bactérias a serem destruídas e outros compostos na corrente sanguínea, como partículas de colesterol.
Por Perelman School of Medicine da University of Pennsylvania - 28/12/2021


Domínio público

A pandemia de COVID-19 destacou o impacto devastador da inflamação pulmonar aguda (LPA), que faz parte da síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA), que é a causa dominante de morte na COVID-19. Uma nova rota potencial para o diagnóstico e tratamento da SDRA vem do estudo de como os neutrófilos - os glóbulos brancos responsáveis ​​pela detecção e eliminação de partículas nocivas no corpo - diferenciam quais materiais absorver pela estrutura da superfície do material e favorecem a absorção de partículas que exibem "aglomeração de proteínas", de acordo com uma nova pesquisa da Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia. Os resultados foram publicados na Nature Nanotechnology .

Os pesquisadores investigaram como os neutrófilos são capazes de diferenciar entre bactérias a serem destruídas e outros compostos na corrente sanguínea, como partículas de colesterol. Eles testaram uma biblioteca que consiste em 23 nanopartículas baseadas em proteínas diferentes em camundongos com ALI, que revelou um conjunto de "regras" que prevêem a absorção pelos neutrófilos. Os neutrófilos não absorvem partículas simétricas e rígidas, como os vírus, mas absorvem partículas que exibem "aglutinação de proteínas", que os pesquisadores chamam de nanopartículas com proteína aglutinada (NAPs).

"Queremos utilizar a função existente de neutrófilos que identifica e elimina invasores para informar como projetar uma nanopartícula de 'cavalo de Tróia' ​​que neutrófilos hiperativos ingerirão e administrarão tratamento para aliviar ALI e ARDS", disse o autor principal do estudo, Jacob Myerson, Ph. D., um pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Farmacologia de Sistemas e Terapêutica Translacional. "Para construir este sistema de entrega de 'cavalo de Tróia', no entanto, tivemos que determinar como os neutrófilos identificam quais partículas no sangue devem ser captadas."

LPA e SDRA são formas de insuficiência respiratória com risco de vida, com altas taxas de morbidade e mortalidade. Antes do COVID-19, havia 190.000 casos anuais de SDRA nos EUA e 75.000 mortes, com a SDRA sendo causada por pneumonia, sepse e trauma. No entanto, o COVID aumentou os casos de ARDS para milhões. Quando ocorre LPA ou SDRA, os sacos de ar do pulmão recrutam neutrófilos para os pulmões a fim de eliminar os micróbios circulantes. Esse processo faz com que os neutrófilos liberem compostos que agravam ainda mais a lesão pulmonar e danificam os sacos de ar, de modo que os pacientes desenvolvem níveis baixos de oxigênio no sangue. Infelizmente, apesar da gravidade da LPA / SDRA, não existe um medicamento eficaz para controlá-la e o tratamento atualmente se concentra em apoiar os pacientes enquanto os pulmões curam naturalmente, mas lentamente.

Para lidar com ARDS e outros problemas médicos , pesquisadores da Penn e de outros lugares têm usado nanopartículas para concentrar drogas em órgãos feridos ou doentes. Essas nanopartículas também estão sendo usadas para terapia genética e imunoterapia.

Os pesquisadores observam que, embora o desenvolvimento de terapias viáveis ​​para ALI / ARDS usando nanopartículas para fornecer tratamentos via neutrófilos esteja muito longe, esta pesquisa representa um passo significativo na compreensão da condição e função do sistema imunológico.

"Agora que determinamos que os neutrófilos patrulham por nanopartículas com proteína aglutinada, nosso próximo passo é entender como e por que outros micróbios, como vírus, que são rígidos e simétricos, evoluíram para escapar dos neutrófilos ", disse o autor sênior Jacob Brenner, MD, Ph.D., professor associado de Medicina Pulmonar na Divisão de Pulmonar, Alergia e Cuidados Críticos. "Com este conhecimento, podemos continuar a utilizar esta combinação única de ciência de materiais e engenharia, para criar terapias específicas para doenças que visam patologias mais avançadas e complicadas."

 

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