Nanopartículas activadas por luz, también conocidos como puntos cuánticos, puede proporcionar un impulso crucial en la eficacia de los tratamientos con antibióticos utilizados para combatir las superbacterias resistentes a los medicamentos, como E. coli y Salmonela , nuevos programas de investigación de la Universidad de Colorado en Boulder.

Patógenos resistentes a múltiples fármacos, que hacen evolucionar sus defensas más rápido de lo que se pueden desarrollar nuevos tratamientos con antibióticos para tratarlos, le costó a los Estados Unidos un estimado de $ 20 mil millones en costos directos de atención médica y $ 35 mil millones adicionales en pérdida de productividad en 2013.

Investigadores de CU Boulder, sin embargo, Pudieron volver a potenciar los antibióticos existentes para ciertas infecciones aisladas clínicas mediante la introducción de puntos cuánticos de nanoingeniería, que pueden desplegarse selectivamente y activarse o desactivarse utilizando longitudes de onda de luz específicas.

En lugar de atacar a las bacterias infecciosas de forma convencional, los puntos liberan superóxido, una especie química que interfiere con los procesos metabólicos y celulares de las bacterias, desencadenando una respuesta de lucha que lo hace más susceptible al antibiótico original.

"Hemos desarrollado un golpe de nocaut uno-dos, "dijo Prashant Nagpal, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica de CU Boulder (CHBE) y coautor principal del estudio. "La reacción de lucha natural de las bacterias [a los puntos] en realidad las deja más vulnerables".

Los resultados, que fueron publicados hoy en la revista Avances de la ciencia , muestran que los puntos redujeron la resistencia efectiva a los antibióticos de las infecciones aisladas clínicas en un factor de 1, 000 sin producir efectos secundarios adversos.

"Estamos pensando más en el error, "dijo Anushree Chatterjee, profesor asistente en CHBE y coautor principal del estudio. "Esta es una estrategia novedosa que juega en contra de la fuerza normal de la infección y, en cambio, cataliza el antibiótico".

Mientras que otros tratamientos con antibióticos anteriores han demostrado ser demasiado indiscriminados en su ataque, los puntos cuánticos tienen la ventaja de poder trabajar selectivamente a nivel intracelular. Salmonela , por ejemplo, puede crecer y reproducirse dentro de las células huésped. Los puntos, sin embargo, son lo suficientemente pequeños como para deslizarse hacia adentro y ayudar a eliminar la infección desde adentro.

"Estos insectos superresistentes ya existen en este momento, especialmente en hospitales, "dijo Nagpal." Es sólo una cuestión de no contratarlos. Pero están a una mutación de convertirse en infecciones mucho más generalizadas ".

En general, Chatterjee dijo:la ventaja más importante de la tecnología de puntos cuánticos es que ofrece a los médicos un enfoque multifacético adaptable para combatir infecciones que ya están sobrepasando los límites de los tratamientos actuales.

"Las enfermedades funcionan mucho más rápido que nosotros, ", dijo." La medicina también debe evolucionar ".

Avanzando, los investigadores conciben los puntos cuánticos como un tipo de tecnología de plataforma que se puede escalar y modificar para combatir una amplia gama de infecciones y potencialmente expandirse a otras aplicaciones terapéuticas.