Está surgiendo una nueva herramienta en la lucha contra las enfermedades bacterianas resistentes a los antibióticos. Más allá de los esfuerzos mundiales para limitar el uso excesivo y el abuso de antibióticos, La nanomedicina está encontrando formas adicionales de atacar a estas superbacterias.

Nanopartículas, un millón de veces más pequeño que un milímetro, están demostrando ser estables, fácil de administrar y fácil de incorporar a las células.

En un trabajo reciente, un grupo de investigadores de la Universidad de Colorado, del cual soy miembro, ha utilizado puntos cuánticos a nanoescala (partículas semiconductoras minúsculas con propiedades específicas de absorción de luz) para matar superbacterias resistentes a los medicamentos sin dañar el tejido sano circundante.

Una vez introducido en el cuerpo, los puntos cuánticos no hacen nada hasta que se activan con una luz que los ilumina. Cualquier fuente de luz visible (una lámpara, luz de la habitación o incluso la luz del sol) se puede utilizar para esto. Hasta ahora, nuestra investigación se ha centrado en las infecciones tópicas de la piel; más profundo dentro del cuerpo, Es posible que se necesiten luces más brillantes o más nanopartículas.

Cuando se activa por la luz, los puntos cuánticos comienzan a generar electrones que se adhieren al oxígeno disuelto en las células, creando iones radicales. Esos iones interrumpen las reacciones bioquímicas de las que dependen las células para la comunicación y las funciones básicas de la vida. De este modo, podemos atacar y matar células bacterianas muy específicas que causan enfermedades.

La amenaza de las superbacterias

Los antibióticos se utilizan no solo para tratar infecciones bacterianas activas; también se administran de forma rutinaria a pacientes sometidos a cirugía, y personas con sistemas inmunológicos comprometidos por enfermedades como el VIH y el cáncer.

Bacterias resistentes a más de un antibiótico, o "superbacterias, "como se les llama comúnmente, infectan a más de 2 millones de estadounidenses al año, y mata a 23, 000 de ellos. Globalmente matan a más de 700, 000 personas cada año.

Las proyecciones de un panel de investigación del gobierno del Reino Unido sugieren que, si no se controla, las superbacterias podrían matar a más de 10 millones de personas cada año para 2050. Eso superaría con creces a todas las demás causas principales de muerte, incluida la diabetes, cáncer, diarrea y accidentes de tráfico. El costo económico se estima en 100 billones de dólares para 2050.

Centrarse en un objetivo

Existen otros medicamentos a nanoescala para combatir las bacterias infecciosas. Cuando se expone a la luz, se calientan, matando todas las células a su alrededor, no solo las que causan enfermedades. Por lo tanto, requieren herramientas especiales como proteínas o anticuerpos que se adhieran selectivamente a los tipos de células deseados, para entregarlos en ubicaciones muy específicas. Eso, a su vez, requiere la capacidad de identificar con precisión las células objetivo.

Nuestro método es una mejora porque permite tratar una focalización más específica de las células. Los puntos cuánticos con diferentes tamaños y propiedades eléctricas pueden ayudar a crear diferentes iones disruptivos. Eso puede permitir a los médicos elegir disruptores para matar las bacterias invasoras sin dañar el tejido sano cercano.

Los puntos cuánticos activados alteran el equilibrio de los procesos químicos, llamado "reducción-oxidación" o "redox" para abreviar, en bacterias que causan enfermedades para matarlas.

Usando este método y solo una bombilla normal, pudimos eliminar una amplia gama de bacterias resistentes a los antibióticos. Las bacterias nos fueron proporcionadas en forma de muestras clínicas reales de la Facultad de Medicina de la Universidad de Colorado. Incluyeron algunas de las infecciones resistentes a los medicamentos más peligrosas:resistentes a la meticilina Staphylococcus aureus ; productor de β-lactamasa de espectro extendido Klebsiella pneumoniae y Salmonella typhimurium ; resistente a múltiples fármacos Escherichia coli ; y resistente a carbapenémicos Escherichia coli .

También pudimos hacer nanopartículas con diferentes reacciones a la luz, incluyendo no tener respuesta o incluso mejorar la reproducción celular. No es deseable aumentar el crecimiento de superbacterias, pero este descubrimiento puede permitirnos fomentar el crecimiento de bacterias útiles, como en biorreactores, que puede ayudar a la fabricación de biocombustibles y antibióticos.

Dando los siguientes pasos

Hasta ahora nuestro trabajo ha sido en probetas en laboratorios controlados; nuestro siguiente paso es estudiar esta técnica en animales. Si tiene éxito, esta tecnología podría impulsar la lucha contra las bacterias resistentes a múltiples fármacos a corto plazo y en el futuro.

Que podría, por ejemplo, estimular la creación de una nueva clase de fármacos activados por luz, conducir al desarrollo de tejidos especiales con luces LED para fototerapia, e incluso forman la base de superficies autodesinfectantes y equipos médicos.

Y mientras las bacterias seguirán evolucionando para buscar la supervivencia, nuestra capacidad para controlar la reacción específica de los puntos cuánticos una vez activados podría permitirnos avanzar más rápidamente en esta lucha donde la derrota no es una opción.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.