Grupos de nanopartículas con virus fagos adjuntos encuentran y matan Escherichia coli bacterias en una prueba de laboratorio en la Universidad de Rice. Investigadores de Rice y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China han desarrollado una combinación de fagos antibacterianos y grupos de nanopartículas magnéticas que infectan y destruyen bacterias que generalmente están protegidas por biopelículas en los sistemas de tratamiento de agua. Crédito:Grupo Álvarez / Universidad Rice
Los grupos de nanopartículas magnéticas tienen el poder de atravesar las biopelículas para llegar a las bacterias que pueden ensuciar los sistemas de tratamiento de agua. según científicos de la Universidad Rice y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China.
Los nanoclusters desarrollados a través del Centro de Investigación de Ingeniería de Tratamiento de Agua Habilitado por Nanotecnología (NEWT) de Rice transportan bacteriófagos (virus que infectan y se propagan en bacterias) y los entregan a objetivos que generalmente resisten la desinfección química.
Sin el tirón de un anfitrión magnético, estos "fagos" se dispersan en solución, no logran penetrar en gran medida las biopelículas y permiten que las bacterias crezcan en solución e incluso corroan el metal, un problema costoso para los sistemas de distribución de agua.
El laboratorio de Rice del ingeniero ambiental Pedro Alvarez y sus colegas en China desarrollaron y probaron grupos que inmovilizan los fagos. Un campo magnético débil los atrae en biopelículas hacia sus objetivos.
La investigación se detalla en la Royal Society of Chemistry's Ciencias ambientales:Nano .
"Este enfoque novedoso, que surge de la convergencia de la nanotecnología y la virología, tiene un gran potencial para tratar biopelículas difíciles de erradicar de una manera eficaz que no genere subproductos de desinfección nocivos, "Dijo Álvarez.
Las biopelículas pueden ser beneficiosas en algunos reactores de fermentación industrial o de tratamiento de aguas residuales debido a su mayor velocidad de reacción y resistencia a tensiones exógenas. dijo el estudiante graduado de Rice y coautor principal, Pingfeng Yu. "Sin embargo, Las biopelículas pueden ser muy dañinas en los sistemas de distribución y almacenamiento de agua, ya que pueden albergar microorganismos patógenos que plantean importantes problemas de salud pública y también pueden contribuir a la corrosión y las pérdidas económicas asociadas. " él dijo.
Los bacteriófagos combinados con grupos de nanopartículas se pueden dibujar en una biopelícula con un imán. Investigadores de la Universidad de Rice y la Universidad de Ciencia y Tecnología de China desarrollaron el material para matar bacterias difíciles de alcanzar protegidas por biopelículas en sistemas de tratamiento de agua. Crédito:Grupo Álvarez / Universidad Rice
El laboratorio utilizó fagos que son polivalentes, capaces de atacar a más de un tipo de bacteria, para apuntar a películas cultivadas en laboratorio que contenían cepas de Escherichia coli asociadas con enfermedades infecciosas y Pseudomonas aeruginosa. que es propenso a la resistencia a los antibióticos.
Los fagos se combinaron con nanoclusters de carbono, azufre y óxido de hierro que se modificaron aún más con grupos amino. El recubrimiento de amino provocó que los fagos se unieran con los grupos de cabeza, que dejaron sus colas infecciosas expuestas y capaces de infectar bacterias.
Los investigadores utilizaron un campo magnético relativamente débil para empujar los nanoclusters hacia la película e interrumpirla. Las imágenes mostraron que efectivamente mataron E. coli y P. aeruginosa alrededor del 90 por ciento de la película en una placa de prueba de 96 pocillos frente a menos del 40 por ciento en una placa con fagos solos.
Los investigadores señalaron que las bacterias aún pueden desarrollar resistencia a los fagos, pero la capacidad de interrumpir rápidamente las biopelículas lo haría más difícil. Álvarez dijo que el laboratorio está trabajando en "cócteles" de fagos que combinarían múltiples tipos de fagos y / o antibióticos con las partículas para inhibir la resistencia.
