Durante la sepsis, las células están inundadas de especies reactivas de oxígeno generadas en una respuesta aberrante del sistema inmunológico a una infección local. Si esta vía inflamatoria fatal pudiera ser interferida, se podrían desarrollar nuevos esquemas de tratamiento. Ahora, Los científicos coreanos informan en la revista Angewandte Chemie que las nanopartículas de ceria dopadas con zirconia actúan como captadores eficaces de estos radicales de oxígeno, promover una tasa de supervivencia muy mejorada en organismos modelo de sepsis.

La sepsis procede como un círculo vicioso de reacciones inflamatorias del sistema inmunológico a una infección local. Las consecuencias fatales pueden ser la caída de la presión arterial y el colapso de la función de los órganos. A medida que aumenta la resistencia a los antibióticos, Los científicos recurren a la vía inflamatoria como un objetivo alternativo para nuevas estrategias de tratamiento. Taeghwan Heyon de la Universidad Nacional de Seúl, Seung-Hoon Lee en el Hospital de la Universidad Nacional de Seúl, Corea del Sur, y los colaboradores exploran las nanopartículas de ceria por su capacidad para eliminar especies reactivas de oxígeno, que juegan un papel clave en el proceso inflamatorio. Al convertir rápidamente entre dos estados de oxidación, el ion cerio puede apagar especies típicas de radicales de oxígeno como el anión superóxido, el anión radical hidroxilo, o incluso peróxido de hidrógeno. Pero en la celda viva, esto solo puede suceder si se cumplen dos condiciones.

La primera condición es el tamaño y la naturaleza de las partículas. Pequeña, Se recubrieron partículas de dos nanómetros de tamaño con una capa hidrófila de fosfolípidos conectados con poli (etilenglicol) para hacerlas solubles de modo que puedan entrar en la célula y permanecer allí. Segundo, el ion cerio responsable del enfriamiento (Ce (3+)) debe ser accesible en la superficie de las nanopartículas, y debe regenerarse después de las reacciones. Aquí, los científicos descubrieron que una cierta cantidad de iones de circonio en la estructura ayudaba, porque "el Zr ( ⁴⁺ ) iones controlan el Ce ( ³⁺ ) -to-Ce ( ⁴⁺ ) relación, así como la tasa de conversión entre los dos estados de oxidación, ", argumentaron.

Las nanopartículas preparadas se probaron luego para determinar su capacidad para desintoxicar especies reactivas de oxígeno, no solo en el tubo de ensayo, pero también en modelos animales vivos. Los resultados fueron claros, como afirman los autores:"Una sola dosis de nanopartículas de ceria-zirconia atenuó con éxito el círculo vicioso de las respuestas inflamatorias en dos modelos de sepsis". Las nanopartículas se acumularon en órganos donde ocurrieron respuestas inmunes severas, y tuvieron éxito en la erradicación de especies reactivas de oxígeno, como se evidencia con microscopía de fluorescencia y varias otras técnicas. Y lo más importante los ratones y ratas tratados tuvieron una tasa de supervivencia mucho más alta.

Este trabajo demuestra que son posibles otros enfoques en el tratamiento de la sepsis además de matar bacterias con antibióticos. Dirigirse a las vías de señales inflamatorias en los macrófagos es una opción muy prometedora, y los autores han demostrado que la eliminación eficaz de las especies reactivas de oxígeno y la detención de la inflamación es posible con un sistema químico adecuadamente diseñado como este sistema redox de iones de cerio proporcionado por nanopartículas.