Baço artificial remove micro-organismos e toxinas do sangue

Nanoesferas magnéticas revestidas por uma proteína encontrada no corpo humano se atam a bactérias E. coli (esq.) e S. aureus (dir.), removendo-as do sangue. Crédito: Wyss Institute; Universidade Harvard
Nanoesferas magnéticas revestidas por uma proteína encontrada no corpo humano se atam a bactérias E. coli (azul, esq.) e S. aureus (laranja, dir.), removendo-as do sangue. Crédito: Wyss Institute; Universidade Harvard




Pesquisadores desenvolveram um aparelho capaz de filtrar e remover micróbios do sangue de um paciente. Inspirado no baço, o aparelho deve contribuir para a redução dos casos de sepse, condição potencialmente letal que afeta pacientes contaminados por agentes infecciosos.

A sepse é uma inflamação generalizada do organismo provocada por um agente infeccioso que, muitas vezes, se encontra em apenas um órgão do paciente, cujo sistema imunológico reage de maneira exagerada. Quadros de sepse podem interromper o funcionamento de um ou mais órgãos, levando à morte: de fato, a sepse é a principal causa de mortes nas unidades de terapia intensiva (UTIs).

O tratamento da sepse geralmente envolve a administração de antibióticos que atacam diversos tipos de bactérias, o que nem sempre produz resultados favoráveis. Pensando nisso, um grupo de cientistas liderado pelo bioengenheiro Donald Ingber, do Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de Harvard, criou um “baço artificial” para remover micro-organismos e toxinas do sangue. O invento figura nas páginas da edição de 14 de setembro do periódico Nature Medicine.

Ímã

Localizado no abdome, o baço atua na fabricação das hemácias (durante a fase fetal) e na produção de anticorpos. Além disso a fina e densa rede de vasos sanguíneos do baço filtra os micro-organismos que invadem a corrente sanguínea, propiciando sua destruição no mesmo órgão. Analogamente, o baço artificial — um pouco maior que um baralho convencional — conecta-se ao paciente como uma máquina de diálise, recebe o sangue e o distribui por 16 canais.

Baço artificial limpa o sangue através de um ímã e estruturas magnéticas nanométricas que se ligam aos patógenos. Crédito: Wyss Institute; Universidade Harvard
Baço artificial limpa o sangue através de um ímã e estruturas magnéticas nanométricas que se ligam aos patógenos. Crédito: Wyss Institute; Universidade Harvard

Até aí, tudo bem. O grande desafio foi desenvolver o método de remoção das toxinas e parasitas. Para tanto, os pesquisadores se valeram da lectina ligante de manose (MBL), proteína que se conecta a moléculas de açúcar presentes nas superfícies de mais de 90 bactérias, vírus e fungos, bem como nas toxinas liberadas pelos micróbios mortos, fatores que provocam a sepse.

Nanoestruturas magnéticas foram revestidas de MBL e posicionadas na entrada do sangue no baço artificial, a fim de que se conectem aos agentes patogênicos conforme o sangue passa pelo aparelho. Em seguida, um ímã atrai as nanoestruturas e, consequentemente, o conteúdo ao qual estão ligadas. Assim, as toxinas e micro-organismos ficam retidas no baço artificial enquanto o sangue retorna ao paciente.

Em experimentos com camundongos anestesiados, 89% dos roedores infectados com as bactérias Escherichia coli ou Staphylococcus aureus sobreviveram cinco horas depois de terem o sangue filtrado no baço artificial , em contraste com uma taxa de sobrevivência de apenas 14% entre os animais do grupo controle, que não passaram pelo procedimento. Ao todo, os pesquisadores estimam que mais de 90% das bactérias tenham sido retiradas do sangue dos camundongos que apresentaram, ainda, menores sinais de inflamação nos órgãos — indicando menor propensão à sepse.

O sangue de doadores humanos também foi utilizado em testes, e os cientistas descobriram que podem remover a maior parte dos agentes infecciosos nele contidos em 5 horas, filtrando sangue a uma taxa de um litro por hora. Atualmente, a equipe realiza experimentos com porcos.

Ingber acredita que a eficiência do baço artificial seja suficiente para controlar uma infecção, pois, uma vez removida a maioria dos patógenos, os antibióticos e o próprio sistema imunológico podem cuidar do restante da infecção. O pesquisador espera que seu aparelho auxilie no tratamento de infecções virais como HIV o Ebola.

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é graduado em Ciências Econômicas pela Universidade Estadual Paulista (Unesp) e trabalha como consultor financeiro na Valore Brasil - Controladoria de Resultados. Atualmente, cursa o MBA em Controladoria e Finanças na Universidade de São Paulo (USP). Entusiasta da razão e da ciência, fundou o espaço de divulgação científica Make It Clear Brasil, em 2013.

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