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Nanoparticles tornando-se para detectar e matar os micróbios patogénicos multi-resistentes

os micróbios patogénicos Multi-resistentes são um problema sério e crescente na medicina de hoje. Onde os antibióticos são ineficazes, estas bactérias podem causar infecções risco de vida. Os pesquisadores em Empa e em ETH Zurique estão desenvolvendo actualmente os nanoparticles que podem ser usados para detectar e matar os micróbios patogénicos multi-resistentes que escondem dentro de nossas pilhas de corpo. A equipe publicou o estudo na introdução actual do jornal Nanoscale.

Na raça de braços “humanidade contra as bactérias”, as bactérias são actualmente antes de nós. Nossas armas anteriores do milagre, antibióticos, estão falhando cada vez mais freqüentemente quando os germes usam manobras complicadas para se proteger dos efeitos destas drogas. Algumas espécies recuam mesmo no interior das pilhas humanas, onde permanecem “invisíveis” ao sistema imunitário. Estes micróbios patogénicos particularmente temidos incluem os estafilococos multi-resistentes (MRSA), que podem causar doenças risco de vida tais como a sepsia ou a pneumonia.

A fim seguir para baixo os germes em seus hidouts e eliminá-los, uma equipe dos pesquisadores de Empa e ETH Zurique estão desenvolvendo agora os nanoparticles que usam um modo completamente diferente de acção dos antibióticos convencionais: Quando os antibióticos tiverem a dificuldade em penetrar pilhas humanas, estes nanoparticles, devido a seus tamanho e estrutura pequenos, pode penetrar a membrana de pilhas afetadas. Uma vez que lá, podem lutar as bactérias.

Bioglass e metal

A equipe de Inge Herrmann e de matéria de Tino usou o óxido do cério, um material com propriedades anti-bacterianas e anti-inflamatórios em seu formulário do nanoparticle. Os pesquisadores combinaram os nanoparticles com um material cerâmico bioactive conhecido como bioglass. Bioglass é do interesse no campo médico porque tem propriedades regenerativas versáteis e é usado, por exemplo, para a reconstrução dos ossos e de tecidos macios.

Sintetizaram então os híbrido chama-feitos do nanoparticle feitos do óxido e dos bioglass do cério. As partículas foram usadas já com sucesso como adesivos esbaforidos (https://www.empa.ch/de/web/s604/empa-innovation-award-2020), por meio de que diversas propriedades interessantes podem ser utilizadas simultaneamente: Os agradecimentos aos nanoparticles, sangrando podem ser parados, a inflamação pode ser umedecida e a cura esbaforido pode ser acelerada. Além, as partículas novas mostram uma eficácia significativa contra as bactérias, quando o tratamento for tolerado bem por pilhas humanas.

Recentemente, a nova tecnologia foi patenteada com sucesso. A equipe tem publicado agora seus resultados no jornal científico Nanoscale “na coleção emergente 2021 do investigador”.

Destruição dos germes

Os pesquisadores podiam mostrar as interacções entre os nanoparticles híbridos, as pilhas humanas e os germes usando a microscopia de elétron, entre outros métodos. Se as pilhas contaminadas foram tratadas com os nanoparticles, as bactérias dentro das pilhas começaram a dissolver-se. Contudo, se os pesquisadores obstruíram especificamente a tomada das partículas híbridas, o efeito anti-bacteriano foi ido.

O modo exacto das partículas de acção não é compreendido ainda inteiramente. Mostrou-se que outros metais igualmente têm efeitos antimicrobiais. Contudo, o cério é menos tóxico às pilhas humanas do que, por exemplo, prata. Os cientistas supor actualmente que os nanoparticles afectam a membrana de pilha das bactérias, criando as espécies reactivas do oxigênio que conduzem à destruição dos germes. Desde que a membrana de pilhas humanas é estrutural diferente, nossas pilhas não são afectadas por este processo.

Os pesquisadores pensam que a resistência é menos provável se tornar contra um mecanismo deste tipo.

O que é mais, as partículas do cério regeneram ao longo do tempo, de modo que o efeito oxidativo das nano-partículas nas bactérias possa começar mais uma vez.”

Matéria de Tino, pesquisador de Empa

Desta maneira, as partículas do cério podiam ter um efeito duradouro.

Em seguida, os pesquisadores querem analisar com maiores detalhes as interacções das partículas no processo da infecção a fim aperfeiçoar mais a estrutura e a composição dos nanoparticles. O objetivo é desenvolver um agente anti-bacteriano simples, robusto que seja interior eficaz pilhas contaminadas.

Germes complicados

Entre as bactérias, há alguns micróbios patogénicos particularmente desviantes que penetram em pilhas e está assim invisível ao sistema imunitário. Isto é como sobrevivem às épocas em que a defesa do corpo está no alerta. Este fenômeno é sabido igualmente para

estafilococos. Podem recuar em pilhas da pele, do tecido conjuntivo, dos ossos e mesmo do sistema imunitário. O mecanismo desta persistência não é compreendido ainda inteiramente.

Os estafilococos são na maior parte os germes inofensivos que podem ser encontrados na pele e nas mucosas. Sob certas condições, contudo, as bactérias inundam o corpo e causam a inflamação severa, ou mesmo conduzem-na a choque e à sepsia tóxicos. Isto faz a estafilococos a causa da morte principal das infecções com somente um único tipo de micróbio patogénico.

O número crescente de infecções staphylococcal que já não respondem ao tratamento com antibióticos é particularmente precário. MRSA, germes multi-resistentes, são temidos particularmente nos hospitais onde, como os micróbios patogénicos nosocomial, causam infecções esbaforidos deficientemente tratáveis ou colonizam catetes e o outro equipamento médico. No total, ao redor 75.000 infecções do hospital ocorrem em Suíça cada ano, 12.000 de que seja fatal.

Cério: Jack--todo-comércios entre os elementos químicos

O cério do elemento químico foi nomeado injusta depois que o planeta do anão Ceres; o metal prateado está fazendo actualmente um respingo grande. Como o óxido do cério, é incorporado em conversores catalíticos do carro, e é usado igualmente na fabricação de produtos tão diversos quanto fornos da auto-limpeza, pára-brisas e diodos luminescentes (LEDs). Suas propriedades antimicrobiais e anti-inflamatórios igualmente fazem interessante para aplicações médicas.

Source:
Journal reference:

Matter, M.T., et al. (2021) Inorganic nanohybrids combat antibiotic-resistant bacteria hiding within human macrophages. Nanoscale. doi.org/10.1039/D0NR08285F.