Notícia

Um passo em direção à bioterapêutica com organismos vivos

Fonte

MIT | Instituto de Tecnologia de Masschusetts

Data

quinta-feira, 16 dezembro 2021 07:00

Áreas

Bacteriologia. Desenvolvimento de Fármacos.

O intestino humano é o lar de milhares de espécies de bactérias, e algumas dessas bactérias têm potencial para tratar uma variedade de doenças gastrointestinais. Algumas espécies podem ajudar a combater o câncer de cólon, enquanto outras podem ajudar a tratar ou prevenir infecções como C. difficile.

Um dos obstáculos para o desenvolvimento desses ‘bioterapêuticos vivos’ é que muitas das espécies que poderiam ser benéficas são prejudicadas pelo oxigênio, o que dificulta sua manufatura, armazenamento e distribuição. Mas, recentemente, engenheiros químicos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, mostraram que podem proteger essas bactérias com um revestimento que as ajuda a sobreviver ao processo de manufatura.

Em um estudo publicado na revista científica Journal of the American Chemical Society, os pesquisadores mostraram que poderiam usar o revestimento em uma cepa de E. coli, bem como em outra espécie que pode ajudar na digestão de amidos de plantas. O revestimento poderia ser aplicado a muitas outras espécies também, disseram os pesquisadores.

“Acreditamos que este revestimento possa ser usado para proteger praticamente qualquer micróbio de interesse”, disse a Dra. Ariel Furst, professora de Engenharia Química do MIT e autora sênior do novo estudo. “Achamos que existem micróbios que podem ajudar com uma variedade de doenças e que podemos protegê-los na ‘manufatura’ e produção”, destacou a professora.

Revestimento protetor

A maioria dos micróbios que vivem no intestino humano são anaeróbios e têm vários graus de sensibilidade ao oxigênio. Alguns podem tolerar um pouco de oxigênio, enquanto para outros, o oxigênio é mortal.

Isso torna difícil testar seu potencial como tratamento para doenças humanas, porque as bactérias precisam ser liofilizadas e formuladas em cápsulas para serem utilizadas terapeuticamente. Neste estudo, a Dra. Furst e seus colegas decidiram tentar proteger as bactérias anaeróbias revestindo-as com um material feito de íons metálicos e compostos orgânicos chamados polifenóis.

Quando polifenóis e íons de metal são colocados em uma solução, eles formam uma folha bidimensional em forma de grade. Para este estudo, os pesquisadores usaram ferro, que é seguro para consumo humano, e três polifenóis que são classificados como GRAS (geralmente considerados seguros) pela agência FDA: ácido gálico, ácido tânico e epigalocatequina, todos encontrados no chá e outros produtos vegetais.

Se bactérias também forem adicionadas à solução, o material se automonta em um revestimento sobre as células bacterianas individuais. Este revestimento protege as bactérias durante o processo de liofilização e manufatura. Os pesquisadores mostraram que as células revestidas eram saudáveis ​​e capazes de realizar atividades celulares normais, embora seu crescimento fosse temporariamente inibido.

Quando exposto a um ambiente ácido, como o estômago, o revestimento se decompõe e libera as bactérias.

Distribuindo bactérias

Uma das cepas que os pesquisadores usaram para testar o revestimento é o Bacteroides thetaiotaomicron. Essa espécie, que possui enzimas especializadas na digestão de carboidratos, parece ser mais abundante no microbioma intestinal de pessoas saudáveis. No entanto, tem sido difícil estudar como essas bactérias podem promover a saúde se administradas como bioterapêuticas, pois são muito sensíveis ao oxigênio.

Bactérias com este tipo de revestimento protetor também podem ser úteis para aplicações agrícolas, ajudando a tornar as safras mais tolerantes ao estresse. Outra aplicação possível para o revestimento é usá-lo para proteger micróbios que são usados ​​como vacinas. A vacina BCG, que consiste na versão bovina do micróbio causador da tuberculose, é difícil de produzir e deve ser armazenada em baixas temperaturas. Revesti-lo com uma camada protetora pode eliminar a necessidade de armazenamento refrigerado e tornar a distribuição mais fácil, disse a professora Furst.

“Se pudermos eliminar a necessidade de armazenamento refrigerado e transporte, pensamos que isso tornaria uma grande quantidade de terapêuticas mais amplamente disponível”, concluiu a pesquisadora.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página do MIT (em inglês).

Fonte: Anne Trafton, MIT News Office. Imagem: Felice Frankel, MIT.

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