Un material híbrido de seda ataca a las bacterias cuando se ilumina con una luz verde, gracias a una proteína fluorescente de color rojo lejano que los investigadores transfirieron a su composición genética.

El material totalmente natural sería más seguro que el fotocatalítico convencional, o activado por luz, medios para matar patógenos dañinos como bacterias, que usan semiconductores potencialmente biopeligrosos y requieren luz ultravioleta que causa cáncer para su activación. Una alternativa a la seda diseñada por la Universidad de Purdue y el Instituto Nacional de Investigación Agrícola de Corea utilizaría en su lugar biomateriales plasmónicos similares a fotocatalizadores y luz visible. que también ayudan en la curación de heridas y la remediación ambiental, incluida la purificación del aire y el agua. Sus hallazgos publicados en primera vista el 12 de marzo en Ciencia avanzada .

"La seda es un biomaterial antiguo y conocido, "dijo Young Kim, Profesor asociado de ingeniería biomédica de Purdue. "No tiene ningún problema con el cuerpo humano. Y lo bueno de la luz verde es que no es dañina, el color corresponde a la intensidad más fuerte del espectro solar".

Para combinar los beneficios de la seda y la luz verde, los investigadores insertaron el gen de "mKate2, "una proteína fluorescente de color rojo lejano, en una hostia de seda. Dar luz verde al híbrido resultante genera especies reactivas de oxígeno (ROS), que son radicales efectivos para descomponer contaminantes orgánicos y atacar la membrana y el ADN de los patógenos.

Cuando E. coli en la seda fluorescente se iluminó con una luz verde débil durante 60 minutos, la tasa de supervivencia de la bacteria se redujo al 45 por ciento.

Los investigadores encontraron que el híbrido podría procesarse en una solución, película, vendaje y tela. "Básicamente, hemos agregado fluorescencia a la seda para facilitar la desinfección o descontaminación usando solo luz visible, "dijo Jung Woo Leem, un académico visitante en la escuela de ingeniería biomédica de Purdue.

El equipo de Kim cree que la seda roja fluorescente activada con luz verde podría ser más eficiente y escalable que otros fotocatalizadores plasmónicos. en el que las nanopartículas metálicas hibridadas a partir de materiales semiconductores también utilizan luz visible, pero aún podrían presentar consecuencias ambientales negativas.

"Los fotocatalizadores de seda serían más fáciles y seguros de producir que los plasmónicos, ya que los gusanos de seda, en lugar de instalaciones industriales, proporcionar el anfitrión para los materiales que generan ROS. Es una fabricación ecológica de nanomateriales completamente nueva, "Dijo Kim.

Dado que la luz blanca ambiental también incluye la luz verde, los investigadores anticipan que el material híbrido de seda debería tener una fuente de luz lo suficientemente fuerte como para generar ROS siempre que una luz verde controle la generación de ROS.

El equipo de Kim planea aprovechar la biocompatibilidad de la seda con el cuerpo humano tanto por dentro como por fuera. "Estamos pensando en algunos materiales de cicatrización de heridas implantables e inyectables que se disuelven con el tiempo en el cuerpo. Entonces no necesitaríamos hacer una cirugía adicional para extirparlo". "Dijo Kim.