Las estructuras anidadas se encuentran comúnmente en la naturaleza y el arte, si tienen forma de anillos de árboles, Muñecas rusas, o la famosa pintura abstracta de 1913 de Wassily Kandinsky Estudio de color:cuadrados con círculos concéntricos. Ahora en un nuevo estudio, Los químicos han construido supramoléculas anidadas gigantes o "círculos de Kandinsky supramoleculares, "algunos de los cuales son más de 30, 000 veces más pesado que un átomo de hidrógeno. Los científicos demuestran que estas supramoléculas son altamente tóxicas para resistentes a la meticilina. Staphylococcus aureus (MRSA), potencialmente proporcionando un nuevo método para combatir estos patógenos mortales.

Los investigadores, Heng Wang, Xiamin Qian, y sus coautores en universidades de China y EE. UU., han publicado un artículo sobre los círculos de Kandinsky supramoleculares antimicrobianos en un número reciente de Comunicaciones de la naturaleza.

"Los biomateriales basados ​​en círculos supramoleculares de Kandinsky abren una nueva vía para el desarrollo de una nueva generación de antibióticos con mecanismos novedosos a través de la formación de canales transmembrana sin precedentes con un tamaño de poro distinto, "dijo el coautor Xiaopeng Li de la Universidad del Sur de Florida Phys.org .

Aunque se denominan círculos supramoleculares de Kandinsky, las supramoléculas se componen de hexágonos anidados en lugar de círculos, dándoles la apariencia de telarañas moleculares. La construcción de estructuras supramoleculares anidadas ha sido un desafío formidable, que los investigadores abordan aquí mediante el autoensamblaje impulsado por la coordinación. En este método, las supramoléculas están compuestas por complejos de coordinación, que consisten en un ion metálico central rodeado por ligandos orgánicos que se ramifican para permitir la formación de múltiples capas bidimensionales de hexágonos anidados.

Al observar estas estructuras supramoleculares con diversas tecnologías de imagen, los investigadores descubrieron que tienen una fuerte tendencia a acurrucarse en nanoestructuras tubulares. En parte por esta razón, junto con los resultados de investigaciones anteriores, los científicos sospecharon que las nuevas supramoléculas pueden tener propiedades antimicrobianas. Probaron las supramoléculas en dos tipos de bacterias, MRSA y E. coli , y encontró que las supramoléculas eran altamente tóxicas para MRSA pero incapaces de inhibir E. coli . Es probable que esto se deba a la diferencia en las paredes celulares: E. coli , que es Gram-negativo, tiene una membrana interna y otra externa, mientras que MRSA, que es grampositivo, tiene solo una membrana interna y, por lo tanto, es más susceptible a las supramoléculas.

Los experimentos mostraron que el mecanismo antibacteriano de las supramoléculas surge de la estructura hexagonal anidada, que se enrolla en un tubo, penetra en la membrana interna, y proporciona un canal a través del cual se filtra el citoplasma de la célula bacteriana. Después de algunas horas, la fuga del contenido citoplasmático da como resultado la muerte celular. Por otra parte, las supramoléculas presentan una toxicidad insignificante para los glóbulos rojos, que los investigadores atribuyen a una atracción electrostática más débil entre las superficies de las supramoléculas y estas células, en comparación con la superficie de las supramoléculas y las bacterias.

En el futuro, los círculos supramoleculares de Kandinsky pueden proporcionar una nueva estrategia defensiva contra MRSA, con ventajas potenciales que pueden incluir evitar que las bacterias desarrollen resistencia a los antibióticos, además de reducir la toxicidad para las células humanas. Esto se debe a que las supramoléculas tienen concentraciones inhibitorias mínimas (CMI) bajas, lo que significa que se necesita menos para inhibir el crecimiento bacteriano, en comparación con otros agentes antimicrobianos. Una posibilidad es combinar las supramoléculas con antibióticos existentes para realizar estas ventajas. Antes de eso, los investigadores planean realizar más mejoras en las supramoléculas.

"Aumentaremos la solubilidad en agua de los círculos de Kandinsky para mejorar aún más su actividad antibacteriana, "Dijo Li.

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