12/05/2020

Asas de inseto ensinam cientistas a construir materiais antimicrobianos

Redação do Diário da Saúde
Asas de inseto ensinam cientistas a construir materiais antimicrobianos
Bactéria E.Coli sobre uma floresta de nanopilares - não se trata só de furar as bactérias.
[Imagem: Bo Su/Universidade de Bristol]

Biomimética

As asas de alguns insetos, como as cigarras e as libélulas, possuem estruturas em escala microscópica que matam bactérias que entram em contato com elas.

São minúsculas "barras", ou pilares, com dimensões na casa dos nanômetros - 1 nanômetro equivale a 1 bilionésimo de metro.

No entanto, até o momento, os mecanismos precisos pelos quais esses nanopilares causam a morte das bactérias não eram bem compreendidos pelos cientistas.

Usando uma gama de ferramentas avançadas de imagem, ensaios funcionais e análises proteômicas, pesquisadores da Universidade de Bristol (Reino Unido) identificaram agora novas maneiras pelas quais os nanopilares podem danificar as células bacterianas.

As descobertas são importantes porque ajudarão no projeto de melhores superfícies antimicrobianas para aplicações biomédicas, como implantes e dispositivos médicos que não dependam de antibióticos - eles vão matar as bactérias como as asas dos insetos, por uma ação mecânica.

Nanotecnologia contra bactérias

Quem explica a pesquisa e os resultados é o professor Bo Su, coordenador da equipe que fez as descobertas.

"O dogma atual é que os nanopilares matam as bactérias perfurando as células bacterianas, resultando em lise [desintegração da célula por rompimento de sua "casca"]. No entanto, nosso estudo mostra que os efeitos antibacterianos dos nanopilares são realmente multifatoriais, nanotopográficos e dependem da espécie [de bactéria].

"Além da deformação e subsequente penetração do envelope celular bacteriano pelos nanopilares, particularmente para as bactérias Gram-negativas, descobrimos que a chave para as propriedades antibacterianas desses nanopilares também pode ser os efeitos cumulativos da impedância física e da indução do estresse oxidativo.

"Agora que entendemos os mecanismos pelos quais os nanopilares danificam as bactérias, o próximo passo é aplicar esse conhecimento ao projeto e fabricação racional de superfícies com nanopadronagens com propriedades antimicrobianas aprimoradas.

"Além disso, investigaremos a resposta das células-tronco humanas a esses nanopilares, a fim de desenvolver implantes verdadeiramente instrutivos às células, que não apenas previnam a infecção bacteriana, mas também facilitem a integração do tecido," finalizou Su.

Checagem com artigo científico:

Artigo: Antibacterial effects of nanopillar surfaces are mediated by cell impedance, penetration and induction of oxidative stress
Autores: J. Jenkins, J. Mantell, C. Neal, A. Gholinia, P. Verkade, A. H. Nobbs, B. Su
Publicação: Nature Communications
Vol.: 11, Article number: 1626
DOI: 10.1038/s41467-020-15471-x

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