Pílula embalada com microrobôs mostra-se promissora no tratamento de doenças inflamatórias intestinais em ratos

Engenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveram uma pílula que libera robôs microscópicos, ou microrobôs, no cólon para tratar doenças inflamatórias intestinais (DII). O tratamento experimental, administrado por via oral, mostrou sucesso em camundongos. Reduziu significativamente os sintomas da DII e promoveu a cicatrização do tecido danificado do cólon sem causar efeitos colaterais tóxicos.

O estudo foi publicado em 26 de junho em Robótica Científica.

A DII, uma doença auto-imune caracterizada pela inflamação crónica do intestino, afecta milhões de pessoas em todo o mundo, causando fortes dores abdominais, hemorragia rectal, diarreia e perda de peso.

Ocorre quando as células imunológicas conhecidas como macrófagos tornam-se excessivamente ativadas, produzindo níveis excessivos de proteínas causadoras de inflamação, chamadas citocinas pró-inflamatórias. Estas citocinas, por sua vez, ligam-se a receptores nos macrófagos, estimulando-os a produzir mais citocinas e, assim, perpetuando um ciclo de inflamação que leva aos sintomas debilitantes da DII.

Agora, pesquisadores desenvolveram um tratamento que mantém esses níveis de citocina sob controle com sucesso. Uma equipe liderada por Liangfang Zhang e Joseph Wang, ambos professores do Departamento de Engenharia Química e Nano da Família Aiiso Yufeng Li na UC San Diego, projetou microrrobôs compostos de nanopartículas que combatem a inflamação quimicamente ligadas a células de algas verdes.

As nanopartículas absorvem e neutralizam citocinas pró-inflamatórias no intestino. Enquanto isso, as algas verdes usam suas habilidades naturais de natação para distribuir eficientemente as nanopartículas por todo o cólon, acelerando a remoção de citocinas para ajudar a curar o tecido inflamado.

O que torna essas nanopartículas tão eficazes é seu design biomimético. Elas são feitas de nanopartículas de polímero biodegradáveis ​​revestidas com membranas de células de macrófagos, permitindo que atuem como chamarizes de macrófagos. Essas chamarizes ligam-se naturalmente a citocinas pró-inflamatórias sem serem acionadas para produzir mais, quebrando assim o ciclo inflamatório.

“A beleza dessa abordagem é que ela não utiliza medicamentos — apenas aproveitamos a membrana celular natural para absorver e neutralizar citocinas pró-inflamatórias”, disse Zhang.

Os pesquisadores garantiram que seus microrobôs biohíbridos atendessem a rigorosos padrões de segurança. As nanopartículas são feitas de materiais biocompatíveis, e as células de algas verdes utilizadas neste estudo são reconhecidas como seguras para consumo pela Food and Drug Administration dos EUA.

Os microrobôs são embalados dentro de uma cápsula líquida com um revestimento que responde ao pH. Este revestimento permanece intacto no ambiente ácido do estômago, mas se dissolve ao atingir o pH neutro do cólon. Isso garante que os microrrobôs sejam liberados seletivamente onde são mais necessários.

“Podemos direcionar os microrobôs para o local doente sem afetar outros órgãos”, disse Wang. “Desta forma, podemos minimizar a toxicidade”. A cápsula mantém as algas funcionalizadas na fase líquida até a sua liberação.

A cápsula foi administrada por via oral a ratos que sofrem de DII. O tratamento reduziu o sangramento fecal, melhorou a consistência das fezes, reverteu a perda de peso induzida pela DII e reduziu a inflamação no cólon, tudo sem efeitos colaterais aparentes.

A equipe de pesquisa agora está se concentrando em traduzir seu tratamento com microrrobôs em estudos clínicos.