Microrrobô atrai, aprisiona e mata bactérias

Esquema e microfotografias do microrrobô autopropelido. [Imagem: Fernando Soto et al. - 10.1002/anie.201913872]

Microrrobô com autopropulsão

Os antibióticos são mais eficientes quando podem atuar sobre o alvo diretamente no local da infecção, sem diluição.

Uma técnica para se conseguir fazer isso pode ser uma armadilha química sintética capaz de se movimentar, indo ao local de ação no fluido corporal e depois atraindo as bactérias para dentro de seu interior, para envenená-las.

Parece complicado, mas Fernando Soto e seus colegas da Universidade da Califórnia em San Diego (EUA) já construíram o primeiro protótipo de mecanismo multifuncional para resolver o problema médico tão comum que acomete a maioria dos medicamentos: A diluição nos fluidos corporais antes que eles possam exercer sua função.

Soto criou uma armadilha química autopropulsora para encurralar e destruir os patógenos. O pequeno robô experimental mostrou-se especialmente adequado para atuar contra patógenos gástricos.

Camadas de ação

O dispositivo tem uma estrutura parecida com a de uma cebola. Seu núcleo é o motor, feito do metal magnésio, que é parcialmente coberto por vários revestimentos de polímeros, cada um com sua própria função. Em um ambiente ácido, como o ácido gástrico, a pequena esfera de magnésio reage com o ácido para produzir bolhas de hidrogênio, que impulsionam o microveículo para a frente, semelhante a um submarino.

A jornada termina quando o veículo fica preso a uma parede, como o revestimento do estômago. Depois que o motor de magnésio foi dissolvido - o combustível acaba -, o que resta é uma estrutura oca de cerca de trinta vezes o tamanho de uma bactéria, como um saco esférico vazio de múltiplas paredes.

Essa bolsa funcionou como uma armadilha e atraiu bactérias para ele porque suas paredes internas são feitas de um polímero também solúvel em ácido que incorpora o aminoácido serina, uma substância que sinaliza alimento para a bactéria Escherichia coli. O polímero liberou a serina, que, através de um fenômeno chamado quimiotaxia, fez com que as bactérias se movessem em direção à fonte.

Na etapa final, a camada de polímero acima da camada contendo o alimento se dissolveu e liberou íons de prata, que matam as bactérias.

Os pesquisadores veem seu microveículo como "o primeiro passo para a comunicação química entre microveículos sintéticos e microrganismos móveis". Eles acreditam que o conceito pode ser expandido para uma variedade de aplicações de descontaminação; por exemplo, nas indústrias de alimentos e saúde, ou para segurança e remediação ambiental.

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