Entrega de nanopartículas maximiza defesa agente contra o bioterrorismo


Nanotecnologia

Cientistas do Instituto NanoSystems Califórnia em UCLA desenvolveram um sistema de entrega de nanopartículas para a moxifloxacina antibiótico que melhora substancialmente a eficácia da droga contra tularemia pneumônica, um tipo de pneumonia causada pela inalação da bactéria Francisella tularensis.




O estudo, que foi publicado na revista ACS Nano, mostra como o sistema de nanopartículas tem como alvo as células infectadas por precisas as bactérias e maximiza a quantidade de droga entregue às células.

Jeffrey Zink, distinguido professor de química e bioquímica e um autor sênior do estudo, desenvolveu as nanopartículas de sílica mesoporosa utilizados para entrega da droga. Zink e sua equipe de pesquisa realizou um exaustivo processo de encontrar o melhor partícula para o trabalho.

"As nanopartículas estão cheios de profundas poros vazios", disse Zink. "Nós colocar as partículas em solução de um fármaco durante a noite, o enchimento dos poros com moléculas de fármacos. Em seguida, obstruir as aberturas dos poros sobre a superfície da nanopartícula com moléculas denominadas nanovalves, selando a droga dentro da nanopartícula".

Quando as nanopartículas de suporte de droga são injetados no animal infectado, neste caso, um rato, a droga permanece nas nanopartículas até chegarem ao seu alvo: células brancas do sangue chamadas macrófagos. Os macrófagos ingerir nanopartículas em compartimentos que possuem um ambiente ácido. Os nanovalves, que são projetados para abrir em resposta ao ambiente mais ácidas, em seguida, libertar o fármaco.

"Nós testamos várias partículas e nanovalves diferentes até que encontramos os que levariam a quantidade máxima de droga e liberá-lo apenas no valor de pH certo", disse Zink.
A bactéria F. tularensis é altamente infeccioso e foi designado um agente de bioterrorismo top-tier pelos Centros de Controle de Doenças, o que significa que é considerada a representar um elevado risco para a segurança nacional ea saúde pública.

"F. tularensis sobrevive e se multiplica no interior de macrófagos, especialmente aqueles no fígado, baço e pulmão", disse Marcus Horwitz, um distinto professor de medicina e de microbiologia, imunologia e genética molecular e outro autor sênior do estudo. "Os macrófagos facilmente devorar nanopartículas de sílica mesoporosa, tornando estas partículas ideais para tratar estes tipos de infecções."

A moxifloxacina é um poderoso tratamento para tularemia, mas tem efeitos colaterais quando administrada como uma droga livre na corrente sanguínea. Os investigadores da UCLA trabalhado para maximizar a eficácia do tratamento ao mesmo tempo reduzindo os efeitos secundários.

"Quando você dá uma droga livremente no sangue, apenas 1 ou 2 por cento do que recebe para onde você quer que ele vá", disse Horwitz. "Com este sistema, a droga está contida no interior das nanopartículas até que eles estão dentro de macrófagos, proporcionando uma quantidade muito maior de fármaco directamente no sítio da infecção."

Horwitz acrescentou que as drogas que fluem livremente são metabolizada e excretada a partir do momento em que são administrados, enquanto nanopartículas proteger as moléculas da droga de metabolismo e excreção até após a sua libertação nas células alvo, tornando Nanotherapeutics potencialmente muito potente.

O estudo comparou a eficácia de moxifloxacina livremente injetados com que entregue pelas nanopartículas de libertação controlada. Em ratos que receberam uma dose altamente letal de Francisella tularensis, a moxifloxacina entregue-nanopartícula causado poucos efeitos colaterais e foi mais eficaz na redução do número de bactérias nos pulmões do que uma dose de moxifloxacina livremente injetados duas a quatro vezes maior.

O sistema de administração de nanopartículas tem o potencial de maximizar a eficácia de antibióticos e reduzir os efeitos secundários de outras doenças infecciosas incluindo tuberculose, febre Q e doença do legionário.


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» Nanoparticle delivery maximizes drug defense against bioterrorism agent
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