Investigadores brasileños han descrito una nueva estrategia para combatir las bacterias resistentes a los antibióticos en Informes científicos , una revista en línea propiedad de Springer Nature.

El método consiste en recubrir nanopartículas que están hechas de plata y sílice, potencialmente tóxicas tanto para los microorganismos como para las células humanas, con una capa de antibiótico. Debido a la afinidad química, el nanofármaco resultante actúa solo sobre los patógenos y es inerte para el organismo.

"Usamos el antibiótico como una especie de cebo para que las nanopartículas se dirigieran a las bacterias con una gran cantidad del fármaco. La acción combinada del fármaco con los iones de plata demostró ser capaz de matar incluso a los microorganismos resistentes". "dijo Mateus Borba Cardoso, investigador del Centro Nacional de Investigación de Energía y Materiales (CNPEM).

El proyecto cuenta con el apoyo de la FAPESP y forma parte de una línea de investigación que tiene como objetivo desarrollar sistemas para hacer selectiva la acción de las nanopartículas.

En artículos anteriores, El grupo demostró que las nanopartículas también se pueden utilizar para hacer que la quimioterapia contra el cáncer sea más eficaz al administrar el fármaco directamente a las células tumorales y dejar intactas las células sanas. Las nanopartículas también podrían aplicarse para inactivar potencialmente el VIH en bolsas de sangre para transfusiones, por ejemplo.

"Hay medicamentos comerciales que contienen nanopartículas, que típicamente sirven para recubrir el ingrediente activo y extender su vida dentro del organismo. Nuestra estrategia es diferente. Decoramos la superficie de las nanopartículas con ciertos grupos químicos que las dirigen al sitio donde están diseñadas para actuar, por lo que son muy selectivos "Dijo Cardoso.

En el artículo más reciente, el grupo describió un esquema para sintetizar nanopartículas que consisten en un núcleo de plata recubierto con sílice porosa para permitir el paso de iones. Se aplicaron varias moléculas del antibiótico ampicilina a la superficie en una disposición que, según Cardoso, estaba lejos de ser aleatorio.

"Usamos modelos moleculares para averiguar qué parte de la molécula de ampicilina interactuaba más con la membrana bacteriana, ", dijo." Luego, organizamos todas las moléculas del fármaco para que esta parte clave mire hacia afuera de la nanopartícula, aumentando la probabilidad de interacción con el patógeno ".

Hubert Karl Stassen, del Instituto de Química de la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS), colaboró ​​en la etapa de modelado molecular.

La eficacia del nanoantibiótico en comparación con la ampicilina convencional se evaluó utilizando dos cepas diferentes de Escherichia coli, una bacteria que habitualmente habita en la flora intestinal de los mamíferos y que puede causar intoxicación alimentaria en determinadas situaciones.

En la cepa no resistente, casi el 100% de los microorganismos murieron cuando fueron atacados tanto por la ampicilina en su forma convencional como por el fármaco combinado con plata. En la cepa resistente, sin embargo, sólo el nanoantibiótico fue eficaz.

El siguiente paso fue probar el efecto en las células renales humanas. Las nanopartículas de plata y sílice sin ampicilina resultaron altamente tóxicas, mientras que la ampicilina convencional y la ampicilina combinadas con plata resultaron igualmente seguras.

"Las imágenes de microscopía confocal muestran que, además de no ser tóxicas, la nanopartícula cubierta con ampicilina no interfiere con el ciclo celular. Las fases de la mitosis siguen su curso sin alteraciones, "Dijo Cardoso.

En su opinión, la misma estrategia podría usarse para combatir otras especies bacterianas que han desarrollado resistencia a los antibióticos. Además, el fármaco aplicado a la superficie de la nanopartícula se puede variar para tratar diferentes tipos de infección.

Sin embargo, el sistema tiene un inconveniente:debido a que la plata y la sílice son inorgánicas, las nanopartículas no se metabolizan y, por lo tanto, tienden a acumularse en el organismo.

"Todavía no sabemos dónde se produce la acumulación o qué efecto tiene, "Cardoso dijo." Para averiguarlo, necesitaremos hacer pruebas en animales. En cualquier evento, seguimos mejorando el sistema para hacerlo más seguro ".

Una posibilidad sería utilizar un segundo antibiótico con un componente diferente a la plata en el núcleo. Otra sería desarrollar una nanopartícula lo suficientemente pequeña como para ser excretada en la orina.

Mientras tanto, Cardoso agregado, en su forma actual, el nanoantibiótico podría usarse para tratar casos extremos, como infecciones hospitalarias que no responden a los antibióticos convencionales.