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A ascensão global do resistente a antibióticos bactérias criou uma necessidade crítica de novas abordagens para combater infecções, especialmente nos casos em que os antibióticos tradicionais falham.
Agora, em um novo estudo publicado na revista Dispositivoos pesquisadores desenvolveram um adesivo para a pele que usa correntes elétricas imperceptíveis para impedir infecções bacterianas. Esta abordagem inovadora pode ser significativa no combate a bactérias resistentes a antibióticos. As descobertas oferecem uma alternativa aos antibióticos tradicionais, que se tornaram menos eficazes devido ao uso excessivo generalizado.
“Isso abre possibilidades interessantes para tratamentos sem medicamentos, especialmente para infecções de pele e cicatrização de feridas, onde bactérias resistentes a antibióticos representam um sério desafio”, disse o Dr. Bozhi Tian, co-autor sênior e professor da Universidade de Chicago, em uma declaração recente.
Eletricidade na Medicina
A eletricidade tem sido usada na medicina há décadas, desde marca-passos para regular os batimentos cardíacos até próteses de retina que restauram a visão parcial. Essa área de utilização de dispositivos eletrônicos para fins medicinais é conhecida como bioeletrônica e teve início com a instalação do primeiro marca-passo em 1958. Outros dispositivos estão sendo pesquisados atualmente, incluindo aqueles para tratar epilepsia resistente a medicamentos.
Este estudo representa a primeira vez que correntes elétricas foram usadas para controlar bactérias na pele.
Tian e sua equipe queriam ver se conseguiriam aproveitar a eletricidade para manipular bactérias, especificamente Staphylococcus epidermidisuma bactéria comum que vive na pele humana. Embora geralmente inofensivo, S. epidermidis pode causar infecções graves ao entrar no corpo através de uma ferida ou dispositivo médico, como um cateter. Cepas recentes desta bactéria tornaram-se resistentes a todas as classes de antibióticos, tornando essenciais novos tratamentos.
Combinando Eletricidade com Acidez
Os pesquisadores descobriram que pequenas correntes elétricas poderia afetar S. epidermidismas apenas em ambientes ácidos – uma característica que eles chamam de “excitabilidade seletiva”. Embora a pele humana saudável seja levemente ácida, as feridas crônicas costumam ser mais neutras ou básicas, proporcionando o cenário perfeito para o desenvolvimento de infecções.
“A resposta das bactérias à eletricidade não é bem explorada, em parte porque não sabemos as condições específicas sob as quais as bactérias serão excitadas”, disse Saehyun Kim, o primeiro autor do estudo da Universidade de Chicago, num comunicado recente. “Descobrir esta excitabilidade seletiva nos ajudará a controlar outras espécies de bactérias, observando diferentes condições.”
A equipe aplicado pulsos elétricos fracos de 1,5 volts – dentro da faixa segura para a pele humana – por 10 segundos a cada 10 minutos durante 18 horas. Sob condições ácidas, o tratamento interrompeu 99% do biofilme, um aglomerado de bactérias que protege os micróbios dos medicamentos e leva a infecções persistentes. Quando o ambiente era neutro, entretanto, o tratamento não surtiu efeito.
Criando o patch elétrico
Levando suas descobertas adiante, os pesquisadores desenvolveram um adesivo para a pele chamado Terapia de Estimulação Antimicrobiana Localizada Bioeletrônica (EXPLOSÃO). O adesivo contém eletrodos e um hidrogel que mantém um ambiente ácido, permitindo que as correntes elétricas atinjam as bactérias de forma eficaz.
Ao testar o dispositivo BLAST em pele de porco inoculada com S. epidermidisos pesquisadores descobriram que o tratamento de 18 horas reduziu o biofilme bacteriano e resultou em quase dez vezes menos células bacterianas do que as amostras não tratadas. Eles observaram sucesso semelhante ao aplicar o adesivo na superfície de um cateter, demonstrando seu potencial no tratamento de infecções em dispositivos médicos.
Esta técnica também revelou que após a estimulação elétrica, S. epidermidis reduziu a expressão de genes associados à resistência a antibióticos e à formação de biofilme, permitindo a cicatrização adequada de feridas.
Com mais pesquisas sobre a segurança e eficácia a longo prazo deste tratamento, a equipe acredita que adesivos vestíveis como o BLAST podem oferecer um método sem fio e sem medicamentos para tratar infecções.
“Este é um caminho estimulante para combater infecções sem contribuir para a crescente crise de resistência aos antibióticos”, acrescentou Tian.
Kenna Hughes-Castleberry é comunicadora científica da JILA (um instituto de pesquisa em física líder mundial) e redatora científica do The Debrief. Siga e conecte-se com ela no X ou entre em contato com ela por e-mail em kenna@thedebrief.org
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