'Apontar e atirar': 'pistola' de ar poderia administrar vacinas e outros medicamentos sem dor

Poderia um sopro de ar um dia substituir a agulha na entrega de remédios e vacinas? Esses cientistas estão trabalhando nisso.

Os últimos anos destacaram a importância das vacinas para proteger a saúde pública - mas e se houvesse uma maneira melhor de administrar a vacina do que com a temida agulha?

Os pesquisadores podem ter a resposta - na forma de um jato que pode soprar uma vacina através da pele com apenas uma pequena pressão, uma sensação que eles comparam a ser atingido por um brinquedo de espuma.

O MOF-Jet, desenvolvido por cientistas da Universidade do Texas em Dallas, nos EUA, foi apresentado a uma audiência na reunião de primavera da American Chemical Society na segunda-feira.

O investigador principal do projeto, Jeremiah Gassensmith, começou a mexer com a ideia durante um bloqueio pandêmico do COVID-19. Ele encomendou peças baratas de um sistema de injeção a jato movido a gás comprimido e depois as passou para Yalini Wijesundara, uma estudante de pós-graduação do laboratório.

Wijesundara, que apresentou o trabalho na reunião, já havia pesquisado outros injetores a jato datados da década de 1960 que usam gás comprimido para injetar um fluxo estreito de fluido.

Pensando que se os injetores pudessem ser modificados para disparar sólidos, ela pensou que eles poderiam ser um sistema de entrega de materiais dentro de uma estrutura metal-orgânica (MOF). Estas são estruturas cristalinas porosas que agem como gaiolas moleculares para encapsular uma ampla variedade de materiais, incluindo ácidos nucléicos e proteínas.

Ao combinar o injetor a jato com o trabalho existente do laboratório em MOFs, Wijesundara criou o MOF-Jet, que pode fornecer pós às células injetando-os com ar.

O grupo de Gassensmith trabalhou anteriormente com o MOF chamado framework zeolítico-imidazolato oito, ou ZIF-8.

“Comparado ao ouro, é barato e protege materiais biológicos, como ácidos nucléicos”,explicou Wijesundara . "Também podemos armazenar formulações de vacinas em pó à temperatura ambiente, o que elimina a necessidade de temperaturas extremamente baixas exigidas por muitas vacinas líquidas".

A equipe envolveu uma variedade de materiais biológicos dentro do ZIF-8, o que os protegeu de serem decompostos muito rapidamente.

Eles então modificaram uma arma genética - que é normalmente usada em medicina veterinária para disparar material genético ou proteínas nas células de um animal - para criar o MOF-Jet. Uma baforada de gás disparou a formulação em pó nas células, o que Wijesundara disse ser tão fácil quanto "apontar e atirar".

Eles testaram seu sistema e mostraram que o MOF-Jet forneceu um gene encapsulado em ZIF-8 para células de cebola e uma proteína encapsulada em ZIF-8 para camundongos. De acordo com Gassensmith, a explosão do injetor parece "como se você tivesse sido atingido por uma bala Nerf" - muito menos doloroso do que ser picado por uma agulha.

A equipe também percebeu que poderia alterar a taxa de liberação da carga alterando o gás utilizado. O ZIF-8 é sensível a ambientes ácidos e, quando o dióxido de carbono reage com a água nas células, produz ácido carbônico que, por sua vez, ajuda a quebrar o MOF.

"Se você atirar com dióxido de carbono, ele liberará sua carga mais rapidamente dentro das células; se você usar ar comum, levará quatro ou cinco dias", explicou ela. Isso significa que o mesmo medicamento pode ser liberado em diferentes escalas de tempo sem alterar sua formulação. "Assim que percebemos isso, muitas possibilidades se abriram", disse Gassensmith.

A equipe agora está usando esse método para fornecer quimioterápicos e adjuvantes como um tratamento potencial para o melanoma, a forma mais grave de câncer de pele.

Eles dizem que, como o MOF-Jet pode dispersar o material em uma área ampla, ele pode distribuir uma terapêutica contra o câncer em um melanoma de maneira mais uniforme do que com uma agulha, que é o método de entrega atual.

A pesquisa ainda está em andamento e os pesquisadores acreditam que a adaptabilidade de seu MOF-Jet pode permitir um grande número de aplicações, desde medicina veterinária até agricultura, ou algum dia até vacinas ou tratamentos humanos.