Nanoingenieros de la Universidad de California, San Diego desarrolló un gel lleno de nanoesponjas que absorben toxinas que podría conducir a un tratamiento eficaz para las infecciones de la piel y las heridas causadas por MRSA (resistente a la meticilina). Staphylococcus aureus ), una bacteria resistente a los antibióticos. Este "hidrogel de nanoesponja" minimizó el crecimiento de lesiones cutáneas en ratones infectados con MRSA, sin el uso de antibióticos. Los investigadores publicaron recientemente sus hallazgos en línea en Materiales avanzados .

Para hacer la nanoesponja-hidrogel, el equipo mezcló nanoesponjas, que son nanopartículas que absorben toxinas peligrosas producidas por MRSA, E. coli y otras bacterias resistentes a los antibióticos, en un hidrogel, que es un gel hecho de agua y polímeros. El hidrogel mantiene las nanoesponjas en su lugar para que puedan eliminar las toxinas del lugar infectado.

"Combinamos las fortalezas de dos materiales diferentes, nanoesponjas e hidrogeles, para crear una fórmula poderosa para tratar infecciones bacterianas locales, "dijo Liangfang Zhang, profesor de nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería Jacobs en UC San Diego, quien lideró el equipo. "Las nanoesponjas solas son difíciles de usar en los tejidos locales porque se difunden a otras partes del cuerpo muy rápidamente. Al integrar las nanoesponjas en un hidrogel, podemos retenerlos en el lugar de la infección ".

Dado que el tratamiento con nanoesponjas-hidrogel no implica antibióticos, los investigadores dicen que probablemente no se verá afectado por la resistencia bacteriana a los antibióticos existente. También, porque los antibióticos no están involucrados, Es probable que el tratamiento no provoque que las bacterias desarrollen una nueva resistencia.

Este trabajo es un seguimiento de un estudio que el equipo presentó en Nanotecnología de la naturaleza en 2013. El estudio anterior mostró que las nanoesponjas absorbían toxinas bacterianas dañinas en el torrente sanguíneo y las alejaban de sus objetivos reales:los glóbulos rojos. En este nuevo estudio, el equipo informa que la eliminación de las toxinas bacterianas podría conducir a la eliminación de infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos.

"Una forma de tratar estas infecciones es eliminar las toxinas, que actúan como arma y escudo de defensa para las bacterias que las producen, ", dijo Zhang." Tenemos la hipótesis de que sin las toxinas, las bacterias se debilitan y se exponen significativamente, permitiendo que el sistema inmunológico del cuerpo los mate más fácilmente sin el uso de drogas ".

Tratamiento con nanoesponjas-hidrogel

¿Cómo funciona el tratamiento con nanoesponjas-hidrogel? Cada nanoesponja es una nanopartícula recubierta por una membrana de glóbulos rojos. Este recubrimiento disfraza las nanoesponjas como glóbulos rojos, que son los verdaderos objetivos de las toxinas nocivas producidas por MRSA. Haciéndose pasar por glóbulos rojos, las nanoesponjas atraen toxinas dañinas y las eliminan del torrente sanguíneo. Para que las nanoesponjas eliminen las toxinas de un lugar específico, como una herida en la piel infectada, muchos de ellos necesitan ser retenidos en ese lugar. Aquí es donde el hidrogel juega un papel; puede contener miles de millones de nanoesponjas por mililitro en un solo lugar. Los poros del hidrogel también son lo suficientemente pequeños como para evitar que la mayoría de las nanoesponjas se escapen. pero lo suficientemente grande para que las toxinas puedan entrar fácilmente y adherirse a las nanoesponjas.

Los investigadores demostraron que el tratamiento con nanoesponjas-hidrogel redujo el tamaño de las lesiones cutáneas causadas por infecciones por MRSA. En ratones, las lesiones cutáneas que se trataron con el hidrogel de nanoesponja fueron significativamente más pequeñas que las que no se trataron.

"Después de inyectar el hidrogel de nanoesponja en el lugar infectado, observamos que absorbió las toxinas secretadas por las bacterias y evitó un mayor daño a la sangre local, piel y tejidos musculares, "dijo Zhang.

El equipo también demostró que el hidrogel era eficaz para mantener las nanoesponjas en su lugar dentro del cuerpo. Dos días después de que se inyectara el hidrogel de nanoesponja debajo de la piel de un ratón, casi el 80 por ciento de las nanoesponjas todavía se encontraron en el lugar de la inyección. Cuando se inyectaron nanoesponjas sin el hidrogel, sólo el 20 por ciento de ellos permaneció en el lugar de la inyección después de dos horas. La mayoría de ellos se difundieron a los tejidos circundantes.