Adesivo elétrico na pele pode manter feridas livres de infecção

Um adesivo que aplica pulsos elétricos na pele pode ser usado antes ou depois de uma cirurgia para evitar que bactérias que vivem inofensivamente na pele entrem no corpo e causem envenenamento do sangue, reduzindo nossa dependência de antibióticos. As descobertas foram publicadas no periódico científico Device.

A bactéria Staphylococcus epidermidis geralmente vive inofensivamente na pele humana, mas se entrar no corpo após uma cirurgia ou por meio de rachaduras na pele devido a condições como psoríase, pode causar infecções na corrente sanguínea, o que pode levar a uma pressão arterial perigosamente baixa.

Os antibióticos podem prevenir e tratar essas infecções, mas isso levou ao surgimento de cepas de S. epidermidis resistentes a antibióticos. Procurando outra abordagem, Bozhi Tian da Universidade de Chicago e seus colegas consideraram o potencial dos pulsos elétricos, que já haviam demonstrado matar bactérias.

Os pesquisadores criaram adesivos plásticos quadrados com 1 milímetro de largura, cada um contendo eletrodos de ouro que, quando conectados, produzem pulsos elétricos que não podem ser sentidos pelas pessoas. Eles então espalharam uma cepa de S. epidermidis em cinco amostras de pele de porco desinfetada e colocaram um adesivo em cima de cada pedaço.

Após eletrocutar a pele por 10 segundos a cada 10 minutos por 18 horas, a equipe descobriu que os níveis de S. epidermidis foram reduzidos 10 vezes nessas amostras em comparação com outras que tiveram adesivos colocados, mas que não forneceram pulsos elétricos.

A intervenção também interrompeu a capacidade das bactérias de se unirem para formar uma camada chamada biofilme, que tem sido associada a infecções mais graves.

Leia sobre "Tratamento de feridas", "Curativos" e "Infecções oportunistas".

Os resultados sugerem que os adesivos, que teoricamente poderiam ser cortados em qualquer tamanho, poderiam reduzir o risco de infecções graves por S. epidermidis resistentes a medicamentos, diz Tian.

O uso generalizado de antibióticos está causando um aumento na resistência aos medicamentos e essa abordagem alternativa pode ajudar a desacelerar a crise, diz Munehiro Asally da Universidade de Warwick, Reino Unido. Mas não está claro como os adesivos podem afetar outras bactérias na pele que também podem causar envenenamento do sangue, ele diz.

A equipe de Tian planeja explorar isso em estudos posteriores e, esperançosamente, testar a abordagem em animais vivos em cerca de um ano.

Confira a seguir o resumo do artigo publicado.

Controle bioeletrônico sem medicamentos de patógenos oportunistas por meio de excitabilidade seletiva

Panorama geral

Células de mamíferos, como neurônios e cardiomiócitos, são eletricamente excitáveis. Dispositivos como marcapassos e estimuladores neurais exploram essa característica para terapias elétricas sem medicamentos. Em contraste, a excitabilidade de bactérias residentes tem sido menos explorada, apesar de seu papel crucial na saúde humana.

Se a excitabilidade da microbiota humana pudesse ser aproveitada de forma semelhante para controle bioeletrônico sem medicamentos, ela poderia fornecer soluções para resistência a antibióticos em infecções oportunistas.

Neste estudo, explorou-se a excitabilidade elétrica da Staphylococcus epidermidis, uma bactéria que vive na pele responsável por infecções clínicas comuns. Embora não respondesse em pH neutro, descobriu-se que as bactérias se tornavam eletricamente excitáveis no ambiente ácido da pele saudável. Chamou-se isso de “excitabilidade seletiva”, pois as bactérias eram seletivas ou exigentes quanto ao ambiente em que exibiam excitabilidade.

Explorando a excitabilidade seletiva, suprimiu-se os fatores de virulência bacteriana com estimulação elétrica suave. Este método oferece métodos localizados, programáveis e sem antibióticos para controlar patógenos oportunistas.

Destaques

• O pH saudável da pele confere excitabilidade elétrica ao Staphylococcus epidermidis.
• As bactérias eletricamente sensibilizadas são suprimidas por estimulação elétrica suave.
• Dispositivo bioeletrônico flexível reduz biofilmes bacterianos na pele suína.

Resumo

A excitabilidade natural em tecidos de mamíferos tem sido amplamente explorada para terapias eletrocêuticas sem medicamentos. No entanto, não está claro se os residentes bacterianos no corpo humano são igualmente excitáveis e se sua excitabilidade também pode ser aproveitada para tratamento bioeletrônico sem medicamentos.

Usando uma plataforma microeletrônica, examinou-se a excitabilidade elétrica da Staphylococcus epidermidis, uma bactéria residente na pele responsável por infecções clínicas generalizadas. Descobriu-se que um estímulo elétrico não letal poderia excitar a S. epidermidis, induzindo mudanças reversíveis no potencial de membrana.

Curiosamente, a S. epidermidis tornou-se excitável apenas sob pH ácido da pele, indicando que as bactérias eram “seletivas” sobre o ambiente em que demonstravam excitabilidade. Essa excitabilidade seletiva permitiu a supressão programável da formação de biofilme usando voltagens de estimulação benignas.

Por fim, demonstrou-se a supressão de S. epidermidis em um modelo de pele suína usando um adesivo eletrocêutico flexível.

Esse trabalho mostra que a excitabilidade inata de bactérias residentes pode ser ativada seletivamente para controle bioeletrônico sem medicamentos.

Veja também sobre "Usos e abusos dos antibióticos" e "A resistência aos antibióticos e as superbactérias".

 

Fontes:
Device, Vol. 2, Nº 11, em novembro de 2024.
New Scientist, notícia publicada em 24 de outubro de 2024.