A periodontite agressiva é um tipo grave de infecção gengival que causa a destruição de ligamentos e ossos e pode levar à perda de dentes em indivíduos saudáveis. O tratamento tradicional geralmente envolve limpeza profunda e antibióticos.
A pesquisadora da Lehigh University, Angela Brown, e sua equipe receberam recentemente uma bolsa do National Institutes of Health (NIH) para buscar uma nova alternativa de tratamento.
Brown, professor associado de engenharia química e biomolecular no PC Rossin College of Engineering and Applied Science de Lehigh, recebeu um prêmio Exploratory/Development Research Grant (R21) para desenvolver um sistema de administração de medicamentos não cirúrgicos que permitirá a administração controlada de antibióticos para tratar periodontite em adolescentes. De acordo com o NIH, os subsídios R21 destinam-se a incentivar a pesquisa em áreas de alto risco/alta recompensa que podem levar a avanços significativos ou produzir novas técnicas, métodos e aplicações que beneficiarão pesquisas biomédicas, comportamentais ou clínicas.
“A maneira como essas infecções são normalmente tratadas é raspando e aplainando, o que significa essencialmente raspar as bactérias e, em seguida, prescrever antibióticos orais”, diz Brown. “E enquanto isso tende a funcionar, às vezes as bactérias voltam e então você tem que começar o curso de antibióticos novamente. Quanto mais frequentemente você toma antibióticos, maiores são as chances de as bactérias se tornarem resistentes a eles.”
A resistência aos antibióticos é de fato um problema crescente. De acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças, mais de 2,8 milhões de infecções resistentes a antimicrobianos ocorrem todos os anos nos EUA e mais de 35.000 pessoas morrem como resultado.
Em trabalhos anteriores, Brown e sua equipe mostraram que os antibióticos podem ser encapsulados em lipossomas – minúsculas vesículas redondas que contêm uma ou mais membranas e podem ser usadas como um mecanismo de entrega. Eles também mostraram que a toxina liberada pela bactéria causadora da periodontite, chamada leucotoxina, desencadeia a liberação dos antibióticos.
“A leucotoxina combate a resposta imune do corpo ligando-se ao colesterol na membrana dos glóbulos brancos, rompendo a membrana e matando as células”, diz ela. “Portanto, estamos criando um lipossoma que contém colesterol e esperamos que toda ou a maior parte da toxina se ligue ao lipossoma em vez das células hospedeiras”, diz Brown. “Quando a toxina se liga ao lipossoma, deve causar a liberação dos antibióticos, matando as bactérias causadoras de doenças.”
Essa doação apoiará o trabalho de cultura de células que seu laboratório realizará para determinar se a abordagem pode proteger as células hospedeiras da toxina e, ao mesmo tempo, matar as células bacterianas. Eles farão isso usando um modelo de “cocultura”, no qual células imunológicas humanas e células bacterianas são cultivadas juntas.
O objetivo final, diz ela, é fornecer um método alternativo de administração de antibióticos para tratar a periodontite agressiva.
“Também gostaríamos de continuar mostrando as vantagens do uso de estratégias de administração controlada de antibióticos”, diz ela. “E como essa toxina com a qual estamos trabalhando está intimamente relacionada àquelas que causam doenças como tosse convulsa, cólera e infecções por E. coli , essa abordagem pode ser útil contra uma variedade de bactérias”.
Brown trabalha com leucotoxinas desde que era uma estudante de pós-doutorado. Naquela época, ela estava se concentrando em como a toxina interagia com a membrana celular. Sua equipe de pesquisa descobriu que, quando encapsulavam corante fluorescente dentro de uma célula, a toxina causava a liberação do corante.
“Como sou engenheiro, pensei: Ok, agora que sabemos que a toxina tem esse efeito, como podemos usá-la? ” ela diz. “Era apenas uma ideia vaga naquela época, mas eu estava pensando em como seria legal se pudéssemos encapsular antibióticos dentro das células.”
Anos depois, a vaga ideia tornou-se realidade. Um de seus alunos de mestrado, Ziang Li – agora um aluno de doutorado co-orientado por Brown e pelo professor Steve McIntosh, que preside o departamento de engenharia química e biomolecular de Lehigh – queria pesquisar os mecanismos de administração de medicamentos.
“Na época, não era algo que nosso laboratório estava fazendo, mas eu disse a ele: ‘Tive uma ideia maluca, quer tentar?’”
Com o apoio significativo de uma bolsa de inovação do corpo docente de Lehigh, Li conseguiu coletar os dados preliminares que levaram ao financiamento do NIH.
“Examinar diferentes estratégias de administração de antibióticos representa uma nova direção para meu laboratório”, diz ela. “Este é o nosso primeiro projeto financiado externamente para fazer este trabalho e valida a ideia de que esta abordagem tem muito potencial para resolver problemas com doenças e resistência a antibióticos.”
A pesquisa relatada nesta história é apoiada pelo Instituto Nacional de Pesquisa Dentária e Craniofacial dos Institutos Nacionais de Saúde sob o prêmio número R21DE032153.
