Cientista do TTUHSC recebe patente dos EUA para produzir novos nanoantibióticos

Cientista do TTUHSC recebe patente dos EUA para produzir novos nanoantibióticos

De acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças, mais de 2,8 milhões de americanos contraem infecções bacterianas resistentes a antibióticos todos os anos, e cerca de 35 mil desses pacientes não sobrevivem à infecção.

Em sua busca por soluções para o problema da resistência aos antibióticos, Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., do Departamento de Fisiologia Celular e Biofísica Molecular do Centro de Ciências da Saúde da Texas Tech University (TTUHSC), concentrou sua pesquisa no desenvolvimento de novas nanopartículas chamadas nanoantibióticos que são eficazes contra infecções bacterianas, especialmente aquelas que são resistentes ao tratamento com antibióticos conhecidos.

Até o momento, o trabalho de Liang resultou em várias publicações revisadas por pares e, em 26 de julho, uma patente nos EUA intitulada "Antimicrobianos ativos de membrana hidrofílica nanoestruturada com alta atividade, seletividade e biodegradabilidade", que permite à equipe do laboratório de Liang produzir os novos nanoantibióticos.

Muitos antibióticos já são usados ​​em clínicas e muitos deles são bastante eficazes para infecções comuns. Mas enfrentamos este desafio crescente com o MRSA (Staphylococcus aureus resistente à meticilina) e outros tipos de bactérias resistentes aos medicamentos, as bactérias que transformam infecções comuns em eventos potencialmente fatais.”

Hongjun (Henry) Liang, Ph.D., Texas Tech University Health Sciences Center (TTUHSC), Departamento de Fisiologia Celular e Biofísica Molecular

Liang espera estabelecer uma nova geração de antibióticos que tenham três propriedades: podem matar bactérias sem serem tóxicos para as células saudáveis, são biodegradáveis ​​e ambientalmente degradáveis, de modo que não prejudicam as comunidades microbianas normais em habitats naturais, e são menos propensos a causar resistência.

Pesquisas anteriores mostraram que a capacidade de uma molécula de repelir água (hidrofobicidade) e de atrair e dissolver-se em água (hidrofilicidade) tem um impacto significativo nas células. Liang disse que quanto mais hidrofóbica for uma substância, mais prejudicial será a reação que ela causa. No entanto, não existe um padrão quantitativo sobre o nível de hidrofobicidade aceitável, acrescentou.

“Basicamente, se você aumentar a hidrofobicidade, poderá matar bactérias”, disse Liang. “Mas também mata células saudáveis, e não queremos isso.”

Em um estudo publicado em janeiro de 2022 porComunicação da naturezaA equipe de Liang desenvolveu novos nanoantibióticos hidrofílicos que se assemelhavam a pequenas esferas peludas compostas de muitas escovas de polímero hidrofílico enxertadas em nanopartículas de sílica de diferentes tamanhos. Esses compostos sintéticos, que o laboratório de Liang também fabrica, são projetados para matar bactérias através da ruptura da membrana, usando um tipo diferente de remodelação da membrana que danifica as membranas bacterianas, mas deixa as células dos mamíferos intactas.

Este estudo foi o terceiro publicado pelo laboratório Liang sobre nanoantibióticos. O primeiro e o segundo artigos que explicam o conceito de design de nanoantibióticos hidrofílicos foram publicados pela ACS Infectious Disease em 2017 e pela Biomacromolecules em 2020. Ambos foram apresentados como reportagens de capa em suas respectivas revistas e destacados pela Chemical & Engineering News.

Armado com os três estudos publicados e a patente, Liang disse que sua equipe agora se concentra em uma abordagem dupla para desenvolver e refinar os nanoantibióticos para uso em pacientes.

O primeiro foco, que Liang descreveu como o lado científico e de investigação dos seus esforços, é impulsionar os ensaios clínicos. Para iniciar este processo, o laboratório Liang solicitará subsídios federais adicionais que apoiarão estudos em animais e eventualmente levarão a ensaios clínicos em pacientes humanos.

“Esta é mais a parte científica e de pesquisa de nossos esforços”, acrescentou Liang.

O segundo pilar da abordagem de Liang é trabalhar com o Centro de Inovação da Texas Tech University para apoiar a comercialização da invenção de seu laboratório.

“Ao aproveitar a oportunidade de treinamento em comercialização de pesquisa em nosso Centro de Inovação, podemos identificar partes interessadas na indústria farmacêutica que possam ou estejam dispostas a colaborar conosco”, disse Liang. "Uma de nossas direções prováveis ​​é solicitar uma bolsa de Pesquisa de Inovação em Pequenas Empresas (SBIR) para produção em escala piloto. Essa é a nossa abordagem dupla."

Liang disse que a infecção representa um grande desafio tanto para os médicos quanto para os cientistas da linha de frente. É um desafio que ele quer enfrentar utilizando a inovação para desenvolver uma nova geração de antibióticos.

“Esse é o nosso objetivo e estamos no bom caminho para alcançá-lo”, disse Liang. "Não posso dizer que este seja o único caminho a seguir; é claro que existem muitos caminhos diferentes. A novidade da nossa contribuição é enfrentar este desafio através do desenvolvimento de antibióticos do ponto de vista da nanoengenharia. Este é um caminho muito novo a seguir, o que não é." bem pesquisados ​​e estamos orgulhosos do nosso progresso até agora.

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