Nanotechnology Now – Press Release: Nanonitrator: novo intensificador de efeitos protetores de nitrato inorgânico, baseado na abordagem de aprendizado de enxame

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Um sistema de predição de combinação de medicamentos baseado em aprendizagem por enxame que identifica a vitamina C como o medicamento ideal para ser combinado com nitrato de sódio. Esta combinação melhorou a biodisponibilidade do nitrato de sódio e exerceu efeitos sinérgicos. Posteriormente, a equipe utilizou a tecnologia de microencapsulação para preparar uma nanopartícula chamada Nanonitrator, com nitrato de sódio e vitamina C como componentes principais. O nanonitrador evitou danos teciduais em um modelo de lesão da glândula salivar induzida por radiação, verificando sua eficácia melhorada em relação ao nitrato de sódio sozinho. CRÉDITO © Science China Press

Abstrato:
A radioterapia é atualmente a principal forma de tratamento para doenças malignas de cabeça e pescoço, como o carcinoma de nasofaringe. Dentro do campo de radiação de um tumor, as glândulas salivares sofrem frequentemente danos substanciais após a irradiação, resultando em xerostomia e numa série de síndromes orais, que afectam seriamente a qualidade de vida dos pacientes.

Nanonitrador: novo intensificador dos efeitos protetores do nitrato inorgânico, baseado na abordagem de aprendizagem por enxame

Pequim, China | Postado em 12 de maio de 2023

Em 1998, a equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Songlin Wang estabeleceu um modelo de porcos em miniatura para simular lesões clínicas das glândulas salivares induzidas por radiação na região da cabeça e pescoço. O modelo foi empregado em uma série de estudos sobre o mecanismo de lesões das glândulas salivares induzidas por radiação, bem como na reconstrução funcional das glândulas danificadas. A equipe descobriu que a suplementação exógena de nitrato inorgânico poderia proteger significativamente a morfologia e a função das glândulas salivares contra lesões por radiação, sugerindo um novo modo de prevenção e tratamento.

A maioria dos estudos experimentais existentes sobre terapia com nitratos inorgânicos baseia-se na administração oral, incluindo a adição de nitratos aos alimentos e à água potável. Os nitratos administrados por via oral apresentam baixa biodisponibilidade, metabolismo rápido e alta flutuação in vivo, dificultando a obtenção de concentrações farmacodinamicamente ativas. Para resolver esses problemas e facilitar as aplicações clínicas, a equipe desenvolveu com sucesso um sistema de previsão de combinações de medicamentos baseado na aprendizagem por enxame. Usando um modelo de aprendizagem profunda, o sistema foi treinado em dados de interação droga-via para construir uma rede droga-via. Uma rede neural convolucional gráfica foi usada para construir uma rede alvo de medicamento para descobrir combinações ideais de medicamentos. O sistema foi usado para identificar com sucesso a vitamina C como o medicamento ideal para administração concomitante com nitrato de sódio. Esta descoberta fornece novas ideias e métodos para a coadministração de medicamentos, com importantes implicações clínicas para a prevenção de diversas doenças.

A partir disto, a proporção ideal de nitrato para vitamina C foi determinada utilizando tecnologia de microencapsulação para triagem e otimização da formulação de liberação controlada. Assim, foi preparada uma nanodroga hidrofóbica denominada Nanonitrator, utilizando uma solução de material de núcleo contendo nitrato de sódio, vitamina C e quitosana 3000, enquanto carboximetilcelulose de sódio (Na-CMC) e pectina foram utilizadas como materiais de parede. Os materiais do núcleo e da parede foram misturados, liofilizados e triturados em pó. Os vários valores de pH das soluções gastrointestinais testadas in vitro confirmaram que o Nanonitrator é adequado em formas farmacêuticas orais.

Devido à sua capacidade de aumentar significativamente a transdução de sinal da via PI3K-Akt, o Nanonitrator exibiu melhores efeitos na manutenção da homeostase intracelular do que o nitrato de sódio sozinho ou o nitrato de sódio combinado numa mistura física com vitamina C em doses orais equivalentes. O nanonitrador reduziu o estresse oxidativo induzido por radiação nas células das glândulas salivares, reduziu o conteúdo de ROS, manteve a homeostase do cálcio celular, protegeu a morfologia e função mitocondrial e diminuiu o número de células apoptóticas.

Estes resultados sugerem que o Nanonitrator pode ser desenvolvido como uma nova terapia de múltiplas aplicações, com potencial para desempenhar um papel importante na prevenção e tratamento de doenças crónicas relacionadas. Além disso, este estudo fornece novas ideias para o desenvolvimento de novos medicamentos baseados em sais inorgânicos.

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• Fonte: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57344