Combater os superbactérias com redes e interruptores de luz
O hidrogel reduz as bactérias resistentes em 95 por cento
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Um novo gel poderá combater bactérias resistentes em feridas e à volta de locais de implantes, apoiando simultaneamente a cicatrização. O hidrogel, que se inspira nas defesas imunitárias naturais, produziu resultados muito promissores em modelos animais.
Todos os anos, as infecções bacterianas são responsáveis por cerca de 7,7 milhões de mortes em todo o mundo, sendo este problema ainda mais exacerbado pela crescente resistência aos antibióticos. As infecções de feridas não só são cada vez mais difíceis de tratar, como também impedem simultaneamente a cicatrização do tecido circundante. Isto deve-se ao facto de a infeção da ferida provocar uma reação inflamatória mal orientada, em que o sistema imunitário é constantemente ativado, danifica os tecidos saudáveis e bloqueia os processos de reparação necessários para a cicatrização. Os antibióticos oferecem pouca ajuda nestas situações, mesmo que sejam eficazes contra as bactérias subjacentes.
Como funcionam as redes de proteínas das nossas células imunitárias
Este é o ponto de partida para uma nova abordagem, desenvolvida pelo Professor Raffaele Mezzenga da ETH Zurich e pela sua equipa, em colaboração com investigadores da Universidade de Xangai, e recentemente publicada na página externa Nature Communications.
A sua abordagem inspira-se nas estruturas proteicas semelhantes a redes que as células imunitárias libertam para capturar os agentes patogénicos e torná-los inofensivos. Estas armadilhas extracelulares de neutrófilos (NETs) são uma espécie de armadilha natural, impedindo que as infecções se espalhem pelo corpo.
Já foram efectuados ensaios de imitações artificiais destas estruturas. No entanto, os materiais sintéticos utilizados em ensaios anteriores revelaram-se demasiado instáveis, não eram suficientemente toleráveis ou não tinham a eficácia necessária contra bactérias resistentes.
Enzima antibacteriana activada por luz infravermelha
"Ao contrário de muitas abordagens sintéticas, baseamo-nos num sistema natural, baseado em proteínas", explica Mezzenga. O gel é fabricado a partir da clara dos ovos de galinha e é composto por uma malha densa de pequenas fibras proteicas feitas de lisozima, que permanece inativa nesta forma. A lisozima é uma enzima antibacteriana que também se encontra no corpo humano. O gel actua como uma rede física que se instala sobre a ferida e retém as bactérias no seu interior.
O passo decisivo para ativar a enzima é tão simples como carregar num botão: submeter o gel a luz infravermelha próxima - um método suave e relativamente pouco invasivo - aquece uma molécula termicamente reactiva integrada precisamente para este fim. O calor gerado por esta molécula faz com que uma parte da rede de fibras proteicas se desmonte temporariamente e liberte moléculas individuais de lisozima. Nesta forma, as moléculas de lisozima são biologicamente activas. Atacam as bactérias, visando as suas paredes celulares, e matam o agente patogénico.
Substituir a inflamação crónica pela cura
Paralelamente, o gel também liberta iões de magnésio quando ativado pela luz. Em vez de produzirem um efeito antibacteriano, estes iões acalmam o sistema imunitário. Reprogramam as células imunitárias pró-inflamatórias para um fenótipo pró-regenerativo. Consequentemente, em vez de manterem a resposta inflamatória, as células apoiam agora ativamente a reparação celular - e assim promovem a cura em vez de a prejudicarem.
Quando o impulso de luz termina, as fibras proteicas voltam a juntar-se para formar uma rede estável. Isto significa que o gel fornece novamente uma estrutura que proporciona estabilidade às células, apoiando simultaneamente a regeneração dos tecidos.
O principal atributo do hidrogel é a reversibilidade das suas fibras, que podem ser acionadas para se desmontarem e voltarem a montar. "A nossa tecnologia combina efeitos antibacterianos e anti-inflamatórios com a cicatrização de feridas. Um dia, poderá abrir novas possibilidades, especialmente para os doentes diabéticos com feridas crónicas e para os doentes que lutam contra a resistência aos antibióticos", afirma Qize Xuan da Universidade de Xangai, principal autor do estudo e antigo estudante de doutoramento visitante no laboratório de Mezzenga.
Carga bacteriana em modelos animais reduzida em 95 por cento
O hidrogel já foi testado em estudos pré-clínicos envolvendo ratos e porcos. No modelo murino, o gel reduziu em 95 por cento a carga bacteriana numa ferida infetada com MRSA resistente a antibióticos. Além disso, a ferida tratada fechou quase completamente em 15 dias, enquanto as feridas controladas não tratadas apresentaram uma cicatrização significativamente mais lenta. A cicatrização acelerada da ferida também foi identificada no modelo porcino, juntamente com uma colonização bacteriana significativamente menor. Para além disso, o material cria um ambiente favorável à formação de novos ossos e tecidos moles.
O gel, que é aplicado diretamente sobre a ferida, permanece no local durante todo o processo de cicatrização. É absorvido pelo tecido e biodegrada-se gradualmente à medida que o tecido se regenera.
No entanto, ainda há um longo caminho a percorrer até que o gel possa chegar aos doentes. O próximo passo são os ensaios clínicos. "Estamos agora à procura de parceiros industriais para nos ajudarem", diz Mezzenga. "Ensaios como este são trabalhosos, dispendiosos e só são possíveis em estreita colaboração com os hospitais."
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Qize Xuan, Hui Li, Yuan Gao, Xinchi Qiao, Yifan Feng, Xinyu Yu, Jiazhe Cai, Tonghui Jin, Bin Liu, Mohammad Peydayesh, Jiaqi Su, Peter Fischer, Ping Wang, Chao Chen, Jiangtao Zhou, Raffaele Mezzenga; "Photo-reversible amyloid nanoNETs for regenerative antimicrobial therapies"; Nature Communications, Volume 16, 2025-12-10
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