‘Robôs de ranho’ movidos a enzimas ajudam a administrar medicamentos em situações complicadas

O muco pode não ser o primeiro lugar onde você esperaria que os nanobots estivessem nadando. Mas essa secreção viscosa existe em mais lugares do que apenas seu nariz e pilhas de lenços sujos — ela também reveste e ajuda a proteger os pulmões, estômago, intestinos e olhos. E agora, pesquisadores relatando em ACS Nano demonstraram em camundongos que seus pequenos “robôs de ranho” movidos a enzimas podem atravessar a camada pegajosa e defensiva e potencialmente administrar medicamentos de forma mais eficiente.

O muco, conhecido mais cientificamente como muco, protege as células de patógenos e irritantes prendendo-as em uma barreira pegajosa. Mas essa proteção também mantém afastados os tratamentos medicamentosos administrados localmente.

Uma molécula de droga pode ser anexada a uma pequena nanopartícula que pode ajudá-la a passar pela barreira mais facilmente ou ser coadministrada com outros compostos que ajudam a liquefazer o muco. Mas Samuel Sánchez e colegas queriam combinar essas estratégias, e eles fizeram um robô de ranho de tamanho nano abastecido por peróxido de hidrogênio (H₂O₂).

Para construir os robôs nanométricos (10 deles alinhados abrangeriam um glóbulo vermelho), os pesquisadores anexaram enzimas catalase a nanopartículas de sílica porosas. Os poros nessas partículas podem ser preenchidos com moléculas de drogas, ajudando-as a passar furtivamente pelas defesas do muco como um cavalo de Troia. Os testes iniciais mostraram que, quando administrados junto com H₂O₂as enzimas catalase impulsionaram os robôs quebrando o combustível peróxido em oxigênio e água.

A equipe então construiu um modelo da camada de muco intestinal usando células intestinais humanas cultivadas em laboratório. Os robôs passaram pela camada de muco do modelo em 15 minutos, sem danificar significativamente as células abaixo.

Considerando que o muco é normalmente limpo e regenerado a cada 10 minutos a 4,5 horas, esse período rápido pode evitar que os bots fiquem presos e sejam removidos pela camada de muco. Testes posteriores em cólons de camundongos reforçaram esse resultado, mostrando que os nanobots não danificaram células ou tecidos ao atravessar a camada viscosa.

No total, a equipe mostrou que cerca de 28% dos nanobots implantados cruzaram com sucesso a barreira do muco, e que 28% é um aumento de 60 vezes em relação à difusão passiva de partículas. Testes anteriores usando diferentes enzimas ou outras drogas que desregulam o muco melhoraram a difusão em cerca de 10 vezes.

Os pesquisadores acreditam que seus robôs de muco são candidatos promissores para sistemas de administração de medicamentos, especialmente aqueles impedidos pela barreira de muco.