Aerossolização de nanopartículas lipídicas para terapia genética por inalação de mRNA, nanobots aerossolizados para aplicações de biossensor e preocupações sobre a convenção de armas biológicas e químicas.
ANA MARIA MIHALCEA, MD, PHD
Recentemente, a aerossolização de nanopartículas foi publicada como uma rota bem-sucedida de aplicação de mRNA em terapia genética.
Aproveitando a extensa área de superfície dos pulmões para terapia genética, a via de inalação oferece vantagens distintas para entrega. Nebulizadores clínicos que empregam tecnologia de malha vibratória são a escolha padrão para converter medicamentos líquidos em aerossóis. No entanto, eles têm limitações quando se trata de entregar mRNA por inalação, incluindo danos graves às nanopartículas devido a forças de cisalhamento. Aqui, apresentamos uma plataforma microfluídica de aerossolização (MAP) que preserva a integridade estrutural e físico-química das nanopartículas lipídicas, permitindo a entrega segura e eficiente de mRNA ao sistema respiratório. Nossos resultados demonstraram a superioridade do MAP sobre o nebulizador de malha vibratória convencional, pois evitou problemas como agregação de partículas, perda de encapsulamento de mRNA e deformação da morfologia das nanopartículas. Notavelmente, as nanopartículas em aerossol geradas pelo dispositivo microfluídico levaram a uma maior eficiência de transfecção em várias linhas celulares. Experimentos in vivo com camundongos que inalaram essas nanopartículas em aerossol revelaram transfecção bem-sucedida de mRNA específico do pulmão, sem sinais observáveis de toxicidade. Este MAP pode representar um avanço para a terapia genética pulmonar, permitindo a entrega precisa e eficaz de nanopartículas aerossolizadas.
Também sabemos que em 2018 as notícias do MIT discutiram nanorrobôs que poderiam ser dissolvidos em soluções aquosas e também podem ser aerossolizados. Mostrei em minha pesquisa que os nano e micro robôs e o sistema de entrega de mRNA C19 estão claramente relacionados. Na verdade, esses micro e nanorrobôs foram vistos pelos pesquisadores nos frascos C19 e agora são vistos em sangue não vacinado C19.
Aqui estão alguns micro robôs, conforme discutido no próximo artigo, vistos no sangue não injetado C19:
Vídeo: Microrrobôs manobrando através de sangue C19 não injetado – tirado por mim na clínica AM Medical LLC em 2024
Robôs do tamanho de células podem sentir seu ambiente
Pesquisadores do MIT criaram o que podem ser os menores robôs que podem sentir seu ambiente, armazenar dados e até mesmo realizar tarefas computacionais. Esses dispositivos, que têm aproximadamente o tamanho de um óvulo humano, consistem em minúsculos circuitos eletrônicos feitos de materiais bidimensionais, aproveitando partículas minúsculas chamadas colóides.
Os colóides, cujas partículas ou moléculas insolúveis variam de um bilionésimo a um milionésimo de metro de diâmetro, são tão pequenos que podem permanecer suspensos indefinidamente em um líquido ou mesmo no ar. Ao acoplar esses pequenos objetos a circuitos complexos, os pesquisadores esperam estabelecer as bases para dispositivos que possam ser dispersos para realizar viagens de diagnóstico através de qualquer coisa, desde o sistema digestivo humano até oleodutos e gasodutos, ou talvez flutuar no ar para medir compostos internos. um processador químico ou refinaria.
“Queríamos descobrir métodos para enxertar circuitos eletrônicos completos e intactos em partículas coloidais”, explica Michael Strano, professor de engenharia química Carbon C. Dubbs no MIT e autor sênior do estudo, que foi publicado hoje na revista Nature Nanotechnology. . O pós-doutorado do MIT, Volodymyr Koman, é o autor principal do artigo.
“Os colóides podem acessar ambientes e viajar de uma forma que outros materiais não conseguem”, diz Strano. Partículas de poeira, por exemplo, podem flutuar indefinidamente no ar porque são pequenas o suficiente para que os movimentos aleatórios transmitidos pela colisão de moléculas de ar sejam mais fortes do que a força da gravidade. Da mesma forma, os colóides suspensos em líquido nunca se sedimentarão.
Strano diz que, embora outros grupos tenham trabalhado na criação de dispositivos robóticos igualmente minúsculos, a sua ênfase tem sido no desenvolvimento de formas de controlar o movimento, por exemplo, replicando os flagelos em forma de cauda que alguns organismos microbianos utilizam para se impulsionarem. Mas Strano sugere que esta pode não ser a abordagem mais frutífera, uma vez que os flagelos e outros sistemas de movimento celular são utilizados principalmente para posicionamento à escala local, e não para movimentos significativos. Para a maioria dos propósitos, tornar esses dispositivos mais funcionais é mais importante do que torná-los móveis, diz ele.
Pequenos robôs fabricados pela equipe do MIT são autoalimentados, não necessitando de fonte de alimentação externa ou mesmo de baterias internas. Um simples fotodiodo fornece o fluxo de eletricidade que os circuitos dos minúsculos robôs necessitam para alimentar seus circuitos de computação e memória. Isso é suficiente para permitir que eles sintam informações sobre seu ambiente, armazenem esses dados em sua memória e, posteriormente, leiam os dados após cumprirem sua missão.
Esses dispositivos poderiam, em última análise, ser uma bênção para a indústria de petróleo e gás, diz Strano. Atualmente, a principal forma de verificar vazamentos ou outros problemas em tubulações é fazer com que uma equipe dirija fisicamente ao longo da tubulação e inspecione-a com instrumentos caros. Em princípio, os novos dispositivos poderiam ser inseridos em uma extremidade da tubulação, transportados junto com o fluxo e depois removidos na outra extremidade, fornecendo um registro das condições encontradas ao longo do caminho, incluindo a presença de contaminantes que poderiam indicar a localização das áreas problemáticas. Os dispositivos iniciais de prova de conceito não tinham um circuito de temporização que indicasse a localização de leituras de dados específicas, mas acrescentar isso faz parte do trabalho em andamento.
Da mesma forma, essas partículas poderiam ser potencialmente utilizadas para fins de diagnóstico no corpo, por exemplo, para passar pelo trato digestivo em busca de sinais de inflamação ou outros indicadores de doenças, dizem os pesquisadores.
A maioria dos microchips convencionais, como os baseados em silício ou CMOS, têm um substrato plano e rígido e não funcionariam adequadamente quando anexados a colóides que podem sofrer tensões mecânicas complexas enquanto viajam pelo ambiente. Além disso, todos esses chips “consomem muita energia”, diz Strano. É por isso que Koman decidiu experimentar materiais eletrônicos bidimensionais, incluindo grafeno e dichalcogenetos de metais de transição, que ele descobriu que poderiam ser fixados em superfícies coloidais, permanecendo operacionais mesmo depois de serem lançados no ar ou na água. E esses componentes eletrônicos de película fina requerem apenas pequenas quantidades de energia. “Eles podem ser alimentados por nanowatts com tensões subvolt”, diz Koman.
Aqui estão alguns dos robôs com sangue não vacinado C19, eles têm excelentes capacidades de manobra:
Vídeo: Microrrobôs manobrando através de sangue C19 não injetado e polímeros automontados – tirado por mim na clínica AM Medical LLC em 2023
Esta é uma consideração muito interessante, dado o que vemos agora – como a aerossolização de nanorrobôs poderia ser utilizada como armas biológicas – acredito que este é o cenário que estamos vendo agora.
Nanobots em aerossol: analisando fatos da ficção para segurança sanitária – uma visão dialética
Foi recentemente relatado que sensores nanobots poderiam ser aerossolizados e implantados para a detecção de vários produtos químicos transportados pelo ar. Tais capacidades são de evidente utilidade e benefício para a medicina, bem como para detectar toxinas no ambiente (funcionando como um “canário” nanoescalar para alertar sobre contaminação perigosa em instalações industriais) e/ou como um sistema de alerta sobre ameaças que poderia ser empregados em ambientes públicos e militares.
A robótica nanoescalar pode ser usada tanto como sensores quanto como dispositivos de entrega de receptores, e a controlabilidade dessas tecnologias permite sua atividade direcionada em organismos biológicos. Tais dispositivos – operando em conjunto como sistemas distintos de detecção e envolvimento, ou como dispositivos únicos com modos de detecção e entrega – poderiam ser empregados para avaliar, responder ou modificar características moleculares e químicas de um alvo biológico. Como estudos recentes indicaram, estas abordagens podem ser utilizadas em cuidados clínicos para monitorizar com mais precisão tecidos, órgãos e estados corporais globais e para alterar a estrutura e função de tecidos e sistemas biológicos numa variedade de escalas, desde a subcelular até à sistêmica e organísmico. Com certeza, há um valor significativo nas capacidades atuais e de curto prazo desta tecnologia no fornecimento de métodos e ferramentas mais granulares de avaliação e tratamento de doenças e lesões.
No entanto, postulamos que o desenvolvimento de nanomateriais e dispositivos aerossolizáveis também apresenta riscos definidos para a saúde pública e a biossegurança que merecem consideração, abordagem e restrição. Nanorrobôs em aerossol poderiam ser usados para contornar as proibições existentes da atual Convenção sobre Armas Biológicas e Toxínicas (BWC) ou da Convenção sobre Armas Químicas (CWC). As propriedades desses dispositivos que permitem sua aerossolização estável também conferem capacidade de permanecer suspensos por longos períodos de tempo em diversos ambientes. Podem ser parcial ou totalmente autônomos e são capazes de armazenar informações com potencial para identificar ou afetar alvos biológicos específicos. Eles possuem a capacidade de se mover de forma independente e multidirecionalmente até 60 centímetros em um espaço fechado, e podem ser disseminados muito mais quando dispersos por meio de um mecanismo de pulverização ou outro propelente. Seu tamanho (e “programabilidade”) permite que entrem facilmente em espaços corporais desprotegidos e penetrem em equipamentos de proteção. Um fator limitante chave é a energia necessária para as operações dos nanobots. Se o nanobot dependesse da energia armazenada (por exemplo, quando montada ou liberada), então a demanda de energia restringiria a durabilidade funcional, já que os sistemas nanobóticos atuais não possuem ampla capacidade de armazenamento de energia.
No entanto, um sistema nanobótico capaz de coletar energia do seu ambiente (por exemplo, através de transferência térmica ou conversão), ou através da interação com nanomateriais não robóticos, poderia efetivamente diminuir tais restrições. Além disso, a convergência da nanotecnologia com a biologia sintética (por exemplo, edição do gene CRISPR-Cas9, uso de informações sobre a síntese de vírus) poderia levar a uma capacidade mais eficaz de fornecer novos e cada vez mais potentes, mórbidos ou letais micróbios sintéticos ou híbridos químicos-bio. Estes poderiam ser personalizados para criar novos agentes que poderiam ser transformados em armas e, dada a sua novidade, não são vigiados ou reconhecidos pelos órgãos reguladores existentes ou previstos pelas operações de saúde pública e biossegurança.
Na verdade, muitas das capacidades incorridas pelos nanorrobôs armados (por exemplo, movimento, recolha e armazenamento de informações, programabilidade, disseminação em aerossol, capacidade de entrar em cavidades corporais desprotegidas e capacidade de penetrar em equipamentos de proteção) já são possíveis com os agentes biológicos atualmente existentes. No entanto, certos aspectos da nanotecnologia conferem capacidades adicionais. Um excelente exemplo é que as nanotecnologias envolvem produtos químicos (por exemplo, silício, metais elementares, polímeros de cadeia longa e ramificados) e mecanismos (por exemplo, informação eletromecânica e óptica e manipulação de energia) que são radicalmente diferentes dos biológicos. Os sistemas biológicos não evoluíram para reconhecer e interferir em (muitas) funções e capacidades nanotecnológicas. Assim, os nanodispositivos podem representar uma ameaça emergente, quer como armas autônomas, quer como multiplicadores de força para os agentes bioquímicos existentes. Este potencial para criar esse novo armamento não deverá escapar à atenção dos adversários que pretendem influenciar subtilmente eventos específicos ou, mais amplamente, fornecer capacidades de superação para obter vantagem durante grandes conflitos ou ações em zonas cinzentas. Um laboratório estatal ou não estatal independente com capacidades semelhantes às empregadas para aerossolizar nanomateriais poderia reproduzir os resultados desta pesquisa com relativa facilidade.
Resumo:
A tecnologia de nanopartículas lipídicas de mRNA para terapia genética foi implementada com sucesso em sistemas vivos. Sabemos também que nanorrobôs foram implantados para soluções aquosas e aerossolizadas. Ambas as aplicações trazem à tona a armamento dessas tecnologias, que é discutida no último artigo. Pela minha pesquisa, posso ver que já foi transformado em arma, pois esses nano e micro robôs estão no sangue de todos. Quero trazer à tona que a modificação genética em aerossol e a nanorrobótica já foram consideradas para armamento. Minha estratégia ainda é desabilitar os blocos de construção da tecnologia.